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汕头市澄海区漂染行业环保整治关键问题的探讨

出处:澄海科普网    发布日期:2016年08月29日

林广清

澄海区环境科学学会理事长、高级工程师

 

摘要:漂染行业是一个传统产业,环保整治是其转型升级不可或缺的条件,在环保整治过程中,产能核定、确定生产废水产生量和热污水余热回收等几个问题比较关键,作者结合工作实践和研究结果,提出了自己的见解。

关键词:漂染行业整治 产能 余热回收

传统产业转型升级是企业在本轮经济低潮中生存发展的关键,而环保整治更是产业升级不可或缺的重要阶段。根据汕头市政府《关于进一步深化我市印染电镀等重污染企业环保专项整治工作的通知》的精神,澄海区也相应开展区内9家漂染厂家的污染整治工作,漂染行业通过积极的环境整治和产业升级,淘汰落后产能,应用新技术进行节能减排,使自身的竞争能力得到了很大的提升。在漂染业整治的过程中,有几个问题比较关键,值得我们去认真探讨研究。

一、产能核定和淘汰落后产能

产能核查从多方面对产能进行核算,并以典型漂染厂为例,对漂染生产设备、流程及产量进行调查摸底,确立核定产量时在摸清企业漂染生产设备的基础上,按照各个生产设备的产量合计整厂产量并进行计算和核定,最终确定其年产能。

(一)产能计算依据

通过现场核查漂染企业的各项技术数据,包括:染机规格、型号、最大漂染量、台(套)数,化纤漂染按每天生产3班次,棉纱漂染按每天2班次,计算其日产量,并按每年生产300天,进一步计算得出年产能。具体计算方法如下:

漂染企业年产能(化纤)=(全厂漂染机染化纤纱重量)×3(班)×300(天)

漂染企业年产能(毛纱)=(全厂漂染机染毛纱重量)×2(班)×300(天)

全厂总产能=化纤年产能+毛纱年产能

(二)落后产能确定依据

按照国家规定,棉、麻、化纤、丝绸机织物印染项目,针织或纱线印染项目不属于“十五小”中的小漂染,生产规模达到1000万米/年以上,毛机织物印染生产规模达到100万米/年以上,折算为重量单位则为:针织或纱线印染项目生产规模达到1400吨/年以上,毛机织物印染生产规模达到140吨/年以上。在实际生产中,染纱设备比染布设备的产量高30%,因此必须有一个折标系数对年产量进行折算,因此确定针织或纱线印染项目生产规模2000吨/年以下,毛机织物印染生产规模达到200吨/年以下为落后产能。澄海区目前有漂染企业9家,除汕头市华达欣纺织有限公司漂染部为染布加工之外,其余均为纱、线染色加工企业。经过产能核定,澄海区9家漂染厂产能最低的为2700吨,最高的为11520吨,经对照,所有漂染厂的产能均不为落后产能。

二、漂染行业生产废水产生量

在产能核定之后,紧接着就是核定污水产生量和污染治理设施规模的问题。再好再合理的处理工艺,都要以足够的处理能力为前提,因此,核定生产废水产生量以确定需配套的污染治理设施的规模,是环保整治的另一个关键问题。

(一)污染源普查中的相关产污系数

目前,澄海区有漂染企业9家,除汕头市华达欣纺织有限公司漂染部为染布加工之外,其余均为纱、线染色加工企业。根据《第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册(第三分册)》,机织物印染精加工平均污水产生量为130吨/吨产品,棉、化纤纺织加工行业产排污系数表中,纱、线染色(包括筒子染色工艺、绞纱染色工艺、经轴染色等常温、高温染纱工艺)的工业废水产污系数为84.12吨/吨产品。

(二)几种常用染法实际污水产生量

1、高温柜式染色机污水产生量

经查阅设备资料,结合企业反映和现场调查情况,高温柜式染色机设备浴比为1:18,每批次包括前处理1次,染色1次,漂洗3次,则每吨产品产废水量为90吨。

2、筒子染污水产生量

经查阅设备资料,结合企业反映和现场调查情况,筒子染设备浴比为1:6,每批次包括前处理1次,染色1次,漂洗5次,则每吨产品产废水量为42吨。

(三)生产废水产生量的确定

以上两种主要染种的污水产生量均比机织物印染精加工平均污水产生量(130吨/吨产品)低得多,筒子染污水产生量也低于纱、线染色的工业废水产污系数(84.12吨/吨产品),但鉴于漂染行业废水产生量大且不稳定,按照相关文件从严管理的要求,漂染企业必须以经信部门核定的产能为依据,每吨产能按生产废水130吨/吨产品为基准,配套相应的污染治理设施,方能有效地保证生产废水的充足处理。为此,本轮漂染业环保整治对染纱企业采用130吨废水/吨产品的产污系数,并以此核定企业需配套的污水处理设施的处理能力,符合从严管理的原则,同时也体现了环保专项整治的严肃性和前瞻性。

三、热污水余热回收

漂染业的废水回用相当困难,尽管管理上只提出30%回用率的要求,但这已经让很多厂家和专业人士大伤脑筋。各厂家和企业尽管回用于除尘、洗地、绿化等废水回用手段层出不穷,但很难有一个足量妥善的办法。经过多方探讨和研究,漂染行业污染整治的突破口在于热污水余热回收利用上,这一关键环节对于漂染业环保整治工作具备指导性和推荐性。

众所周知,漂染是用能大户,一个年产10000吨染纱厂往往要配套20到30吨的锅炉,可见用汽量之高。经过清洁生产审核,澄海区已经摸索出一个有效的节能办法---热水回用系统,即生产废水余热回收利用系统。一方面,节能降耗,回收热能,可以有效的降低煤的消耗量。另一方面,可以大幅度地减轻污水处理设施的压力。漂染行业的废水处理工艺一般推荐采用生化处理法,而漂染厂产生的高温废水对生化细菌的生长发育影响很大,促使每一个漂染厂都要有足够大的调节降温池,造成废水处理设施占地面积巨大,消耗了很多的资源。热污水回收利用系统,非常适合本地区漂染厂规模较小,占地空间有限的特点。目前澄海区已经有3家漂染厂采用热污水余热回收利用系统,并取得良好的效果。

(一)热污水余热回收利用的原理

现代染色、预缩设备一般都是高温高压,第一次废水排放温度达到近100℃,水量适中,具有相对高的热能,而印染设备所用软水一般都需要耗用蒸汽间接或直接加热到一定的工艺温度。故利用排放高温热废水通过换热器后,提高车间需用软化水的温度,从而实现节能目的。

污水热能回用系统是针对纺织印染企业的特殊工况研制的节能装置,其核心技术为污水自动过滤系统和专用换热器。生产废水初始排放的温度很高,含有热能较高,通过热交换系统,废水中的热能与进水进行交换,进水温度大幅提升,这样能够有效地利用余热,可有效地降低用煤量。自动过滤系统有效过滤污水中的纤尘及大粒径杂质,由此减少换热器的堵塞现象,同时减少了污水处理成本。

(二)节能计算

以下是理想状态下一台余热回收器的节能计算:

水量180吨,即7.5吨/小时,高温废水进换热器温度按90℃,高温废水出换热器温度按30℃。

热回收效率按照85%计算,清水进入换热器的温度(环境温度)按25℃,进水量按7.5吨/小时,通过一台余热回收器加热后,可以将7.5t/h的清水温度由25℃提高到73℃。

回收热量1800000kJ/h×85%=153万kJ/h=36.55万Kcal/h  

按每天24小时,每年300天计算, 

每吨燃煤按700元计算,每年节能效益为:526.32 t/a×700 元/t= 36.84万元

上述是理论上的计算结果,而且是标准状态下的单台换热器的理想计算结果,实际上整厂换热要考虑多方面的因素,漂染废水只有部分适宜余热回收,而且整厂换热效果远不能达到上述单台的换热效果。以下给出一个整厂计算推论过程:

以产能为5000吨的漂染厂为例,其理论日排放废水量约为2166吨,实际日排水量约1500吨,而适宜进行余热回收的废水大约为1000吨,即50吨/小时,高温废水进换热器温度按70℃,高温废水出换热器温度按30℃,其节能计算如下:

Q=VpCp(t2-t1)

= VpCp(t2-t1)

=50000×4.0×(70-30)

=800万kJ/h

热回收效率按照75%计算,清水进入换热器的温度(环境温度)按25℃,进水量按50吨/小时,则:

Q×75%=DCp(t2-t1)

即8000000×0.75=50000×4.174×(t-25)

可以计算得出:

t=53.7℃

由此可知,日交换热生产废水量1000吨的漂染厂通过余热回收器回收热能后,可以将50t/h的清水温度由25℃提高到53.7℃。

回收热量:8000000kJ/h×75%=600万kJ/h=143.7万Kcal/h  

扣除交换过程30%的热能损失,按每天20小时,每年300天计算,该厂年可节约燃料煤1637.3吨。 

每吨燃煤按700元计算,每年节能效益为:1637.3 t/a×700 元/t=114.6万元。

(三)热污水余热回收利用系统投资回收期

产能为5000吨的漂染厂可以配套一套日排水量1000吨的热污水余热回收利用系统。一套设计日排水量1000吨的热污水余热回收利用系统投资约为:余热交换器,50万元;管道配套,60万元;基建等其他配套约30万元;总共投资140万元。而配套热污水余热回收利用系统的年节能效益为114.6万元,经计算,投资回收期为1.22年。说明热污水余热回收利用系统虽然是一个投资较大的工程,但回收期短,操作性强,而且可以大幅度地减轻了末端污染处理的压力,具体相当高的实用价值。

参考文献

[1] 《关于进一步深化我市印染电镀等重污染企业环保专项整治工作的通知》,(汕府办[2011] 74号)

[2] 广东省经信委,《部分行业落后能力计算方法》