丝光牛仔布清洁生产分析

钟维平

（广州市环境保护科学研究院广东广州510620）

1 丝光牛仔布生产工艺及概述

丝光牛仔生产工艺，是在传统牛仔布产品面料的基础上，采用新型染整加工技术，对纱线表面进行丝光，以达到表层色浓，内层洁白，对比鲜明的环染效果，其色泽鲜艳度、深度较常规纱线要好得多。牛仔面料棉纤维在一定浓度烧碱的作用下，产生膨化收缩作用的同时，将棉表面纤维给予一定的张力，使棉纤维的截面由扁平形变成光滑的圆柱形。因此，纤维表面反射光的定向性增加，从而使棉纤维呈现了像丝那样的光泽，这种现象称为“丝光效应”。使牛仔布获得丝光效应的生产过程称“丝光”。丝光牛仔布以其舒适的手感，较好的光泽，鲜明的磨白效果和清晰的布面风格，赋予牛仔面料以高附加值，是高档牛仔服装的首选面料。

牛仔布丝光生产工艺流程示意如下：

坯检→烧毛→退浆→丝光→水洗→定形→整纬→预缩→成检→卷筒→入库

2 丝光牛仔布清洁生产分析

2.1 工艺先进性及清洁能源分析

牛仔布丝光工艺流程属于众多染整工艺中的短流程工艺。受多方面因素控制，目前国内牛仔布丝光加工工艺流程中，一部分包括退浆工序，而另一部分并不包括。

从丝光工艺先进性分析，由于在丝光前增加了退浆工序，将大大改善牛仔棉面料的吸湿、渗透能力，从而改善丝光过程中织物对碱液的吸附和碱液在棉纤维内部的渗透，使丝光效果更匀透。经比较，采用退浆工序的丝光工艺流程加工的丝光牛仔布，其表面光泽、纹路清晰度和洗后布面平整度等都明显优于无退浆工序工艺流程所加工的丝光牛仔布。因此包含退浆工序的丝光工艺属于先进的生产工艺。

为达到良好的烧毛效果，控制火焰高度和强度是关键因素。现代前处理设备烧毛机配备有火焰强度自动调整装置，在火焰宽度调整后可使火焰强度仍保持不变。火口温度1250-1300℃、火焰高度5cm、火口数量双喷射火口、行车车速约80m/min。烧毛后织物表面产生的灰烬，借助于强力真空吸风装置被全部吸入水洗过滤单元，以使布面清洁干净，防止灰烬的逸散，为安全生产，在烧毛单元后一般会配置蒸汽灭火装置以使所有火星及时熄灭；在某些先进设备上还配有安全气囊，在突然断电、中断压缩空气供应的情况下立即自动关闭火口、切断火源。

烧毛工序使用的液化石油气或天然气为清洁能源，燃烧热效率高，产生污染物少，尾气中主要成分为天然气燃烧废气和少量燃尽的棉纤维灰烬。配备防飞灰逸散的捕捉和火星熄灭装置，符合清洁生产要求。

2.1.1 采用生物酶退浆工艺

牛仔布面料上的浆料主要有天然浆料、变形浆料和合成浆料，这些浆料易于生物降解，可用生物酶退浆，对环境的危害较小。目前用得较多的合成浆料是聚乙烯醇浆料（PVA）和丙烯酸类浆料。聚乙烯醇浆料因难以生物降解，环境污染较严重，要尽量不用或少用，或者对其进行改性处理，使之成为易于降解的产品，或者对其回收再利用，阻断其进入环境。丙烯酸类浆料易于退浆、易于降解，BOD5/CODcr 值＞0.45，具有良好的生物可降解性，可以部分或完全替代PVA，是今后绿色环保浆料的发展方向。

丝光过程中有退浆和水洗两道工序，过去采用非生物酶（如双氧水）的化学组分退浆、水洗，效率低、对环境有不同的毒害作用，现较为普遍采用生物酶的退浆和水洗工艺。生物酶退浆处理后不需要中和，易被微生物分解，真正体现了节能减排效能，可较大幅度提高面料浆料的褪除作用、降低设备磨损及废水处理难度，在环境中易降解和对人体健康无害。酵素酶一般是纤维素酶菌株的深层发酵获得的酶制剂。水洗中的酸性酵素和中性酵素，可有效脱除牛仔面料的有机胶类物质和残留的双氧水、漂白剂，可广泛适应水洗产品的不同需求。

生物酶制剂应用于退浆及水洗工序，符合《印染行业废水污染防治技术政策》（环发[2001]118 号）要求，属于鼓励类的清洁生产退浆工艺，是清洁生产对生产原材料选择要求的很好体现。

2.1.2 丝光碱液的循环回用和淡碱回收技术分析

浓碱液是进行丝光生产的主要物料，在生产过程中精确控制碱液的使用工况，会大大提高生产原料的有效利用率。丝光碱液的循环使用、阶梯式利用，对于节约资源能源、减少污染物排放总量具有非常明显的经济效益和环境效益。

对使用过的丝光淡碱采用“多级分效”蒸发及“扩容－沸腾组合”蒸发新技术，汽水比大幅度提高，能耗显著降低。设备总投300万～400 万元，年回收碱液5400 吨，价值约270 万元，而废水CODcr 排放量减少40%，pH 值得到改善。对丝光碱进行阶梯式利用也是实行清洁生产的有效途径之一。在丝光生产工艺流程中，烧毛、退浆、丝光、皂洗各工序都需用浓度不同的碱液，依碱液浓度要求的高低排列分别是：丝光220~230g/L、烧毛18~20g/L、退浆11~14g/L、皂洗7~8g/L。通过碱液回收后由浓到淡的梯级利用，可提高宝贵原料的利用率，大幅减少含碱废水的排放总量。

2.2 冷凝水、废热回收利用分析

蒸汽、凝结水回收是丝光生产做好热能节能的重要环节。对凝结水的回收利用途径主要有：（1）将烘筒蒸汽冷凝水回收到水洗槽直接应用；（2）退浆丝光、水洗机排出的废热水可以回收热量；根据相关技术资料的实例分析，板式热交换器、热水泵、过滤器、水表、流量计、连接管道等热量回收装置总投资约13 万元；两台退浆丝光机每台排出废热水量约5t/h，排出温度约为90℃、经过热交换后温度为50℃，可得出回收的热能：Q=∑C×M×ΔT=4.2×10×1000×40=1.68×106KJ/h，按蒸汽热量3768KJ/kg 计算，折合节约蒸汽446kg/h，按每吨蒸汽价格210 元计算，回收热量价值93.7元/h，若按年生产4800 小时计算，回收的热量折合价值总计约为44.96 万元，效益很可观。回收的热能产生的热水可用到丝光生产线利用，节约用水量和蒸汽耗量。

2.3 丝光助剂的选择

丝光碱液中加入丝光渗透剂，其性能以及用量，对丝光效果的均匀性影响极大。表面活性剂是印染助剂的重要组成部分，开发新的表面活性剂本身就是开发新助剂，且可将表面活性剂通过复配得到系列化助剂。对丝光渗透剂的选择，不仅应符合改善丝光加工工艺、简化工艺、缩短流程和节能降耗减排等要求，而且还应符合我国及国际上如欧盟国家的环保安全要求。环保型的助剂是应当优先考虑采用的品种，它的内涵包括不含致癌芳香胺、甲醛和重金属含量不超过规定标准、不含环境激素和AOX，同时对人体和环境无害、易生物降解等性能特点。根据欧盟生态纺织标准，包括烷基酚聚乙烯醚(APEO)等七种表面活性剂禁止使用，在丝光产品的设计中应明确禁止使用上述助剂。

2.4 先进生产设备的选择

根据《印染行业准入条件（2010 年修订版）》（工信部2010 年4 月颁布）的相关要求，丝光工艺必须配置碱液自动控制装置，选用成熟规范的碱浓度传感器，通过实时监测丝光碱液的浓度，使其与整体设备运行保持联动，提高碱资源利用效率，降低丝光废水的排放量；印染流程自动化在线检测与控制技术可用来提升印染机械的效能，目前国内的杭州开源、西安德高等企业已成功开发出浓度检测与配碱系统、染液配送系统、张力检测与控制系统等，解决传统印染工业高消耗、高排放的问题。各工艺的水洗装置密封性应良好，并应配有逆流、高效漂洗及热能回收装置，间歇式染色设备的浴比不得大于1：8；拉幅定型设备要具有温度、湿度等主要工艺参数在线测控装置，具有废气净化和余热回收装置，箱体隔热板外表与环境温差不大于15℃；在生产线上优先选用物耗能耗水平较低、生产效率和资源利用水平更高、噪声强度更低的机械和设备。如选用新型的洗衣机、脱水设备、逆流漂洗回用及小浴比设备、低噪声的空压机和自动化控制程度高的一体化联合机等，以提高全厂总体清洁生产水平。

3 结论

印染业是我国水耗能耗量大、污染物排放量多的重点产业，包括丝光在内的印染企业清洁生产是实施可持续发展的需要，是企业技术创新的内在动力，是控制环境污染的前置手段，是应对西方发达国家“绿色贸易壁垒”的最佳途径，是提高企业市场竞争力和占有率的根本措施。

为实施节能节水、降耗减排的可持续发展战略，必须采取综合措施提高企业的清洁生产水平。清洁生产是一项庞大复杂的系统工程，涉及到国家行业政策、技术规范标准、环保法律法规、生产工艺设备技术发展水平、企业环境质量管理等诸多方面，贯穿于产品生产流程的各道工序以及生产、消费和服务期满整个生命周期。在牛仔丝光生产过程中，应紧紧围绕提高资源能源利用效率、降低污染物排放量、选用无毒无害、对环境友好的生产原材料以及提高水资源重复利用率要求，从工艺设计生产源头做到节能减排。选用先进高效的设备和完善的管理制度，才能生产绿色环保的丝光产品，到染整生产节能节水、降耗减排的综合效果。

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