纺织印染行业大气污染物分析与治理

左新波，刘晓杰，张双飞

(滨州市生态环境服务中心，山东 滨州 256606)

0 引言

随着我国经济的快速发展，大气环境污染问题日益突出，其中以工业源为主体的大气污染问题已经成为当前环境保护工作的重点，印染行业对环境的影响越来越引起人们的高度关注。印染工业是一项对环境污染严重的行业，其中以有机废气、含尘气体和含氨气体等三种大气污染物对环境影响最为严重。根据DB 33/962—2015 《纺织染整工业大气污染物排放标准》，纺织印染行业大气污染物主要有：有机废气、含尘气体和含氨气体等三种类型，有机废气主要包括有机溶剂类染料和助剂副产物等，含尘气体主要包括纺织加工过程中产生的粉尘和印染加工过程中产生的粉尘两种类型，含氨气体主要包括氨气和氨水等，文章主要探讨了上述三种大气污染物的排放现状及控制措施。

1 纺织印染工业大气污染物排放现状

1.1 废气

纺织印染工业废气主要包括染料、助剂、有机溶剂等在生产过程中挥发产生的废气。其排放的主要污染物有VOCs(挥发性有机物)、氨、硫化氢和其他恶臭物质等。在纺织印染加工过程中，布匹煮漂、染色、印花等工序环节均会产生一定量废气。例如，在涤纶分散染料热熔染色工艺中，一些小分子染料在高温条件会升华形成废气释放；棉织物的免烫、阻燃整理等工序均需经过烘焙环节，因此在加工过程中所加入的有机助剂等会在烘焙时释放甲醛和氨等废气[1]。

1.2 粉尘

粉尘是指固体微粒在空气中悬浮于空气中所形成的具有一定粒径的固体颗粒物。粉尘颗粒直径一般为0.3～1.0 μm，其中可吸入粉尘粒径一般为1.0 μm以下，最大可达20.0 μm。由于印染产品具有一定的吸湿性，故在加工过程中，粉尘可被人体吸入，造成人体健康损害。这就要求企业要保证生产车间粉尘吸收和处理装置的良好运行。

2 大气污染物种类和排放特征

以某纺织印染厂为例，其大气污染物包括：有机废气、含尘气体、含氨气体及其他。该纺织印染厂采用的生产工艺为“先染后织”，工艺流程为：漂染→浆料准备→染前浆料准备→染色→水洗→烘干。在生产过程中，由于浆料、染料、助剂等的用量及生产工艺不同，所产生的大气污染物也不相同。其中，有机废气中包含多种含氮有机化合物，如胺类、芳香烃类、卤代烃类和醇醛类等；含尘气体包括纺织加工过程中产生的粉尘；含氨气体包括氨气和氨水。在整个生产过程中，有机废气中含有大量有机溶剂等可挥发性有机物，含尘气体和含氨气体主要来源于印染工艺的洗涤环节。

2.1 有机废气

根据DB 33/962—2015 《纺织染整工业大气污染物排放标准》中的规定，有机废气中包含大量含氮有机化合物，如胺类、芳香烃类、卤代烃类和醇醛类等。其中，胺类化合物是主要污染物之一，主要来源于印染过程中的浆料制备环节。该有机废气中含有大量的胺类化合物，例如：3－氯-1-甲基-1-丙胺、2-氯乙胺等；芳香烃类化合物主要来源于染料制备和染色环节；卤代烃类化合物主要来源于染整加工环节；醇醛类化合物主要来源于印染后整理环节[2]。

纺织染整加工过程中，这些有机废气若得不到有效处理，会对周围的生态环境造成严重的污染。因此，对于这些有机废气，必须采取相应的治理措施。

2.2 含尘气体

该纺织印染厂的废水主要来源于浆料准备、染色和水洗环节，其中浆料准备和染色环节产生的废水量分别占废水总量的50% 和35%。在该纺织印染厂的生产过程中，主要产生粉尘的环节有：漂染工序，包括浆料准备、染色、水洗、烘干；浆料准备工序，包括浆料配制、染色；水洗工序，包括清洗废水。在以上生产过程中，浆料配制和染色过程中产生的废水量较大，且浆料的用量也较多，故该纺织印染厂的含尘气体中主要为可挥发性有机化合物(VOCs)。根据统计结果可知，印染废水中可挥发性有机物的排放量为9.39 t/a，占印染废水中总有机物排放量的95%以上。

3 国内外治理大气污染物的先进技术

目前，我国在纺织印染工业中采取的主要大气污染控制技术有：低氮燃烧技术、氮氧化物深度净化技术、末端治理技术、臭氧催化氧化技术、无组织排放控制技术等。其中，低氮燃烧是目前我国纺织印染行业中采用较多的一种减排大气污染物的措施。末端治理技术包括：活性炭吸附、催化燃烧、低温等离子体净化等。其中活性炭吸附法是一种应用较广的治理方法，该方法具有处理效率高、成本低和运行费用低等优点，但存在吸附饱和后不能再生的缺点。催化燃烧法是利用催化剂的催化作用来实现对有机废气的净化，具有较高的净化效率和设备简单等优点。

3.1 活性炭吸附

活性炭吸附是一种比较传统的有机废气净化技术，它能够有效地去除空气中的VOCs，其原理是利用活性炭表面存在的大量吸附孔隙来实现对有机气体的吸附，然后利用高温使气体中的有机物发生氧化反应，从而达到去除有机废气的目的。目前我国对活性炭吸附法治理有机废气技术的研究主要包括以下几个方面：吸附剂的研制，采用不同类型和粒径的活性炭作为吸附材料，并对其进行优化筛选。活性炭吸附工艺，将经过筛选后的活性炭投加到生产车间内，当活性炭饱和后及时进行更换，对其中含有有机物污染物的废气进行处理。活性炭再生方法，针对不同类型和粒径的活性炭，采取不同方法对其进行再生处理。活性炭回收，对于工业中产生的挥发性有机气体，通过一定技术手段将其回收利用，从而减少污染物对环境造成的污染。

3.2 催化燃烧

与传统方法相比，催化燃烧技术的净化效率较高，而且对污染物的降解能力强。不过该技术也存在一些缺点：第一如果催化剂活性不高，则会降低处理效率；第二如果催化剂失活，则会导致污染物不能完全降解；第三由于催化剂需要消耗大量能源来进行再生，所以该技术需要耗费大量能源。近年来国内外对催化燃烧技术进行了许多研究，主要是集中在研究不同种类的催化剂，如活性炭、氧化铝、石墨烯等，以及它们的组合和优化，以提高催化燃烧的效率和稳定性[3]。我国在这方面也取得了一些进展，研发出一种名为“流化床”的新型催化燃烧设备，其净化效率达到80%以上。

3.3 臭氧氧化技术

臭氧是一种强氧化剂，可将空气中的氧气氧化成臭氧。臭氧在空气中的质量分数为3%～20%，当其浓度超过该范围时，会使空气中的氧气产生臭氧中毒现象。臭氧氧化技术是一种新兴的废气处理方法，以其高效、廉价和安全等特点在废水处理领域得到广泛应用，但其在纺织印染行业的应用还处于研究阶段。目前，该技术主要是用于脱色处理后的废水、污水处理厂的出水及印染行业的含色废水等。该技术在废气处理中同样具有较大发展空间，但由于臭氧气体极易分解，因此其必须采用其他安全措施才能进行使用。目前，该技术在纺织印染行业还未广泛推广应用，其主要原因是该技术成本较高。同时，该技术设备庞大，在运行过程中有一定的安全隐患。

4 纺织印染工业大气污染物治理建议

4.1 建立高效的废气收集与处理系统

废气收集与处理是实现印染企业清洁生产的重要措施，应根据废气的特性，采取相应的措施。对高浓度废气，可采用水喷淋洗涤的方式处理；对低浓度废气，可采用活性炭吸附法、生物滤池法、催化燃烧等技术进行处理，同时对废气中的污染物进行回收利用。在选择废气收集与处理技术时，应综合考虑企业所处地区的气候条件、污染物产生特点以及企业自身的技术水平等因素，从而确定最佳选择。对有组织排放的废气，可采用“源头控制、末端治理”方式来处理；对于无组织排放的废气，应加强源头控制和末端治理，优先考虑采用物理或化学方法进行净化；对有机废气可采用吸附法、催化燃烧法等对其进行净化；对于恶臭气体可采用吸附法、吸附剂吸附法、等离子体法等对其进行净化。此外，应尽量采用多效过滤、真空集气等手段对废气中的颗粒物进行回收利用[4]。

4.2 提高废气收集率，实施高效的废气处理

为实现污染物达标排放，企业应科学设计废气收集和处理系统，提高治污体系和治理能力的现代化水平。其中有机废气是指纺织印染工业生产过程中产生的含有苯类、酯、酸类等物质的有机气体。恶臭气体主要来自染色和印花工艺过程中产生的各种染料或助剂，以及助剂在生产过程中形成的酸雾和醇酸雾。其他污染物质主要是指印染废水处理过程中产生的COD值较高、异味较大以及含氟、氟甲烷等物质。对原料及产品储存、装卸、运输、转移过程中产生的有机废气，要采取密闭措施进行收集。对有机废气要采取“回收利用”“无害化处理”“无组织排放控制”等综合措施。

4.3 建立完善的监控体系

建立完善的监控体系是实现纺织印染工业大气污染物治理目标的重要保障。首先，应在现有监测系统中增加纺织印染工业大气污染物的监测内容。如纺织印染工业大气污染物中有机气体含量较高，且成分复杂，因此增加有机气体污染物含量检测项目是必不可少的。其次，应完善纺织印染工业大气污染物排放监控体系，加大监管力度。针对一些大型纺织印染企业，应设置专门的大气污染监测部门，并配备专业的环境监测人员。对一些小型纺织印染企业，可通过安装在线监测设备并与生态环境部门联网，实时监测大气污染物排放状况。此外，应定期组织专项检查和重点督查。重点检查排放源是否符合规定的排放标准，包括车间通风、废气收集处理设施是否正常运行，废气排放口是否符合规定的排放要求等。检查监测方法是否符合国家生态环境部门的相关规定，包括采样方法、分析方法、监测频率等。对于违反规定的行为，应及时进行查处，确保监测结果的准确性和可靠性。对检查中发现的问题和隐患，应及时督促相关企业进行整改，对于拒不整改或整改不到位的企业，应依法予以处理。同时，应加强对企业的宣传和教育，引导企业树立科学、规范、环保的生产经营理念，提高企业环境保护意识和自我约束能力。

4.4 加强部门联动，严厉打击环境违法行为

各级生态环境部门应加强对纺织印染工业废气排放的监督检查，采取专项行动和日常检查等方式，对纺织印染工业企业进行不定期的监测和督查。督促纺织印染企业建立健全环保设施运行管理制度，确保其正常运行并达标排放。同时，生态环境部门应加大对废气治理设施运行情况的检查力度，严厉查处弄虚作假等违法行为。同时鼓励公众参与，充分发挥新闻媒体和群众监督作用，对严重污染大气环境、造成重大损失的环境违法案件要公开曝光、严惩不贷。近年来，我国纺织印染工业大气污染物排放总量较大。虽然近年来已经采取了一系列控制措施，但从纺织印染工业废气污染防治现状看仍存在一些问题和薄弱环节。因此，需要进一步加大工作力度、加大监督检查和执法力度，以提高企业自觉履行大气污染防治义务的积极性、主动性和自觉性，不断改善大气环境质量[5]。

5 结语

纺织印染工业大气污染物排放量大，有组织排放的废气种类多，污染物质复杂。目前，纺织印染工业大气污染物治理技术主要有燃烧技术、吸附净化技术、催化燃烧技术、膜分离技术等。我国纺织印染工业大气污染治理虽取得了显著的成效，但还存在一些问题。因此，需要制定更严格的生态环境保护标准，不断完善的环境管理制度；加大对纺织印染行业污染严重企业的监管力度，规范排污行为；加强对大气污染物治理先进技术的宣传和推广，提高纺织印染企业对大气污染物治理的重视程度，以有效控制纺织印染行业大气污染。