石清俠，舒澤慧，王垂?jié)q

（1.浙江博越環(huán)境科技有限公司，浙江 溫州 325000；2.浙江瑞陽(yáng)環(huán)?？萍加邢薰荆憬?杭州 310000；3.上海水星家用紡織品股份有限公司，上海 201400）

引言

VOCs一般指揮發(fā)性有機(jī)污染物，其不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，也會(huì)損害人類的皮膚和呼吸道健康。當(dāng)前在紡織行業(yè)中，VOCs污染較為突出，在整個(gè)紡織印染過程中產(chǎn)生的各類污染物較多，部分企業(yè)未對(duì)污染物進(jìn)行妥善處理便將其排放到環(huán)境中，對(duì)我國(guó)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。當(dāng)前我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視程度正在逐步提升，對(duì)紡織工業(yè)生產(chǎn)的各項(xiàng)治理也逐漸深入，規(guī)范紡織行業(yè)VOCs污染物的科學(xué)處理和合理排放，能夠進(jìn)一步促進(jìn)紡織行業(yè)的健康發(fā)展，也為我國(guó)發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排提供力量和支持。

1 紡織印染工業(yè)VOCs污染問題概述

紡織工業(yè)主要產(chǎn)品有紡織品、服裝、化纖制品和紗線，印染工業(yè)是指將紡織原料上色以達(dá)到美觀效果的一種工藝，印染工業(yè)包括紡織、服裝兩個(gè)部分。服裝在印染加工后，經(jīng)過定型（如縫紉、燙整等）或染色（如印花等）后方能滿足人們穿用和裝飾的需要[1]。紡織工業(yè)產(chǎn)品被廣泛地應(yīng)用于服裝、軍工、航空航天等領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在世界紡織品出口總額中，中國(guó)所占比例從20世紀(jì)50年代的十分之一增長(zhǎng)到現(xiàn)在的五分之一左右，從80年代起，中國(guó)紡織工業(yè)每年都以20%—30%的速度增長(zhǎng)。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2022年1—12月印染行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)印染布產(chǎn)量556.22億米，同比下降7.52%，降幅較1—11月擴(kuò)大0.47個(gè)百分點(diǎn)。

VOCs污染的危害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，對(duì)人體健康的危害。VOCs中的某些成分會(huì)對(duì)人體的呼吸道和皮膚黏膜產(chǎn)生刺激作用，并可能導(dǎo)致呼吸道疾病；第二，對(duì)環(huán)境的危害。如破壞臭氧層，造成酸雨污染、光化學(xué)反應(yīng)和光化學(xué)煙霧污染，甚至誘發(fā)二次有機(jī)氣溶膠生成，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生毒性危害；第三，VOCs本身具有特殊臭味和強(qiáng)烈的刺激氣味。VOCs進(jìn)入空氣后，會(huì)與空氣中的水蒸氣反應(yīng)生成二次氣溶膠，因此VOCs污染治理勢(shì)在必行。

2 紡織印染工業(yè)VOCs污染問題治理現(xiàn)狀

2.1 治理難點(diǎn)

在印染工藝中，各種有機(jī)溶劑在高溫和高濕條件下?lián)]發(fā)，產(chǎn)生了大量的揮發(fā)性有機(jī)物，造成了嚴(yán)重的大氣污染。治理過程中存在以下難點(diǎn)：第一，設(shè)備落后、廢氣治理效果差。傳統(tǒng)活性炭吸附裝置處理效果不理想，大部分工藝要求嚴(yán)格控制活性炭吸附容量和脫附溫度。但多數(shù)企業(yè)因生產(chǎn)規(guī)模小、技術(shù)力量薄弱、生產(chǎn)工藝落后等原因，無(wú)法滿足現(xiàn)有廢氣治理要求，導(dǎo)致VOCs無(wú)組織排放嚴(yán)重。第二，風(fēng)量變化大。紡織印染企業(yè)生產(chǎn)過程中因工藝、設(shè)備、品種等原因?qū)е嘛L(fēng)量變化大。如活性炭吸附裝置，處理量小，操作管理難度大，有機(jī)溶劑儲(chǔ)罐和輸送管道泄漏是VOCs無(wú)組織排放的重要原因之一。第三，處理工藝復(fù)雜、能耗高。有機(jī)廢氣種類多，成分復(fù)雜，吸附處理工藝往往需要經(jīng)過多道吸附、濃縮、洗滌等復(fù)雜過程，由于有機(jī)溶劑沸點(diǎn)低、成分復(fù)雜，使用傳統(tǒng)的活性炭吸附裝置難以滿足當(dāng)前排放要求。第四，二次污染嚴(yán)重。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣存在大量的溶劑殘留和二次污染的可能，尤其是噴漆和印花等工序產(chǎn)生的有機(jī)廢氣影響較大[2]。

2.2 主要危害

紡織印染工業(yè)是VOCs排放大戶，而其中助劑和化學(xué)品的使用都會(huì)產(chǎn)生VOCs污染物，主要危害有：第一，氣體污染。紡織印染工業(yè)的VOCs污染會(huì)釋放有害氣體，包括苯、二甲苯、異丙醇等物質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)對(duì)空氣質(zhì)量造成污染，對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。其與氮氧化物、顆粒物等其他污染物相互影響，形成“霧霾”天氣，污染大氣環(huán)境，降低空氣質(zhì)量。第二，環(huán)境污染。VOCs污染物質(zhì)會(huì)通過生物積累和持久性等特點(diǎn)，進(jìn)一步導(dǎo)致環(huán)境的長(zhǎng)期污染和生態(tài)平衡失調(diào)，給環(huán)境造成持久性威脅。同時(shí)，這些化學(xué)物質(zhì)也可能影響動(dòng)物和植物的生長(zhǎng)和繁殖等。第三，生態(tài)系統(tǒng)威脅。紡織印染工業(yè)VOCs污染會(huì)進(jìn)一步對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生威脅。這些污染物質(zhì)可能通過空氣、水、土壤等途徑進(jìn)入地下水系統(tǒng)，對(duì)地下水造成嚴(yán)重的威脅，并可能對(duì)自然棲息地造成破壞?？傊?，紡織印染工業(yè)VOCs污染會(huì)對(duì)人類健康、環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。相關(guān)部門需要加強(qiáng)監(jiān)管，推廣清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排的理念和技術(shù)，促進(jìn)綠色發(fā)展和環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，避免環(huán)境和人類健康遭受不必要的危害，并為可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)[3]。

2.3 治理策略

根據(jù)目前大氣污染現(xiàn)狀和國(guó)家新出臺(tái)的“三高一低”產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策，2022年國(guó)家、地方和團(tuán)體發(fā)布實(shí)施了與VOCs污染治理相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，作為傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)的紡織印染企業(yè)必須采取相應(yīng)措施，積極推進(jìn)VOCs污染治理工作，切實(shí)有效減少排放。首先，在源頭上必須控制好廢氣排放，針對(duì)不同來(lái)源的VOCs污染物采用不同的控制技術(shù)。其次，在廢氣治理方面應(yīng)從工藝、設(shè)備、管道系統(tǒng)、操作管理等方面著手加強(qiáng)VOCs污染治理技術(shù)培訓(xùn)。

3 紡織印染工業(yè)VOCs污染治理技術(shù)的應(yīng)用

3.1 靜電收集法

紡織印染工業(yè)是VOCs污染問題的重點(diǎn)行業(yè)，為提高VOCs污染問題處理效率，有必要對(duì)紡織印染行業(yè)VOCs治理技術(shù)進(jìn)行研究。靜電收集法是一種成熟的凈化技術(shù)，該方法將氣體引入靜電收集設(shè)備，通過靜電作用將氣體中的液滴帶電，當(dāng)氣流中液滴達(dá)到一定的電壓時(shí)，液滴便會(huì)被靜電捕獲從而被收集到集氣設(shè)備中。通過實(shí)驗(yàn)證明靜電收集法能夠有效收集印染工業(yè)廢氣中VOCs污染物，并能降低污染氣體的排放量。在使用靜電收集法時(shí)還需注意以下問題：第一，紡織印染工業(yè)廢氣排放具有一定的溫度和濕度條件，因此需要對(duì)該行業(yè)廢氣排放的溫度和濕度進(jìn)行控制，使其符合排放要求。第二，紡織印染工業(yè)廢氣中含有大量水汽和液滴，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕影響，因此在靜電收集過程中必須做好防腐工作。第三，對(duì)于不同濃度、不同濕度的廢氣，需采用相應(yīng)的技術(shù)措施進(jìn)行處理后再排放。第四，靜電收集法在使用過程中需要定期進(jìn)行檢查及維護(hù)保養(yǎng)工作，避免設(shè)備因長(zhǎng)時(shí)間工作而出現(xiàn)故障，導(dǎo)致環(huán)保事故發(fā)生。利用靜電產(chǎn)生的高壓電場(chǎng)對(duì)空氣中的有機(jī)物進(jìn)行荷電，使氣體中含有的有機(jī)物分子受電場(chǎng)影響而帶有與所加電壓方向相反的電荷，由于所加電壓與氣體中的物質(zhì)分子體積不同，就會(huì)發(fā)生放電現(xiàn)象，使有機(jī)分子被收集到集氣罩內(nèi)。利用靜電原理收集有機(jī)廢氣是一種安全可靠且高效簡(jiǎn)單的技術(shù)，不僅可以改善空氣質(zhì)量，也可以降低企業(yè)生產(chǎn)成本[4]。

3.2 洗滌法

洗滌法是采用濕式洗滌的方式去除揮發(fā)性有機(jī)物的方法，其原理是在一定溫度條件下，通過采用水、洗滌劑或堿溶液對(duì)含有揮發(fā)性有機(jī)物的廢氣進(jìn)行洗滌，在印染行業(yè)中應(yīng)用該技術(shù)的企業(yè)也很多，但是大多數(shù)企業(yè)使用的是“廢氣-活性炭吸附-洗滌”工藝。由于印染行業(yè)生產(chǎn)過程中廢氣排放量較大，污染嚴(yán)重，因此在使用該技術(shù)時(shí)必須考慮治理成本和回收效益。以某企業(yè)為例，其生產(chǎn)工藝是：水洗→烘干，其中水洗環(huán)節(jié)采用“洗滌法”去除揮發(fā)性有機(jī)廢氣，該工序所需設(shè)備主要有：低溫等離子洗滌塔、噴淋洗滌塔、水洗滌塔等，需要解決廢氣收集、凈化與排放問題。其在使用過程中，還需要對(duì)廢水進(jìn)行回收利用，洗滌法具有操作簡(jiǎn)單、設(shè)備成本低等特點(diǎn)，其凈化效率低，不能滿足要求嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，只能作為輔助方法用于末端治理。洗滌法適用于去除各類染料、助劑、染料助劑等有機(jī)化工原料，對(duì)于棉、麻、毛、絲等纖維織物，常采用物理洗滌方法來(lái)凈化廢氣。如：在水洗工序前對(duì)織物進(jìn)行預(yù)處理，去除織物表面殘留的浮毛和油污；在水洗工序中加入去離子水，以去除殘留在織物表面的浮毛和油污；在漂洗工序中加入堿洗水以去除殘留的洗滌劑，或使用具有去污功能的洗滌劑對(duì)織物進(jìn)行預(yù)處理，以提高洗滌效果。

3.3 吸附技術(shù)

VOCs治理技術(shù)主要包括兩類，一是末端治理，即將產(chǎn)生的有機(jī)廢氣經(jīng)過收集、濃縮處理后直接排放；二是前端治理，即將產(chǎn)生有機(jī)廢氣的工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)改造，使其具備一定的凈化能力后排放。吸附技術(shù)在紡織印染行業(yè)有機(jī)廢氣的處理中具有操作簡(jiǎn)單、高效節(jié)能、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)，并且可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于廢氣中污染物濃度較低、風(fēng)量大的特點(diǎn)，可選用蓄熱燃燒裝置，在合適的溫度下，可選用高效活性炭吸附裝置進(jìn)行處理?；钚蕴课椒ň哂腥缦聝?yōu)點(diǎn)：（1）脫附能力強(qiáng)。（2）耐高溫、抗氧化性強(qiáng)。（3）運(yùn)行成本低，能耗低（300—600 ℃）。（4）易于操作維護(hù)、運(yùn)行穩(wěn)定。（5）適用于各種有機(jī)廢氣治理工藝，可滿足不同工業(yè)廢氣治理要求。（6）吸附劑性能穩(wěn)定，對(duì)各種氣體組分適應(yīng)能力強(qiáng)。（7）吸附塔使用壽命長(zhǎng)，可以回收利用吸附劑。由于吸附劑性能穩(wěn)定，可用于再生再用。（8）吸附塔占地面積小，設(shè)計(jì)緊湊，且容易安裝和維護(hù)，適用于紡織印染工業(yè)VOCs污染治理以及環(huán)境治理新技術(shù)的推廣應(yīng)用[5]。

3.4 生物技術(shù)

紡織印染行業(yè)是VOCs排放大戶，其VOCs排放主要來(lái)源于染料、助劑，占VOCs排放總量的30%以上。在紡織印染工業(yè)生產(chǎn)過程中，廢水、廢氣處理往往是比較困難的。采用生物法治理紡織印染工業(yè)VOCs污染具有很好的效果，主要是因?yàn)椋海?）生物法處理技術(shù)以微生物作為降解主體，不需要對(duì)廢氣進(jìn)行二次處理。而燃燒法需要在高溫下對(duì)廢氣進(jìn)行燃燒處理，去除效率高。（2）生物法處理技術(shù)投資少、運(yùn)行成本低，一般比傳統(tǒng)的物理法和化學(xué)法低至少50%，可產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益。生物處理法可以大大降低傳統(tǒng)治理方法的運(yùn)行成本，而且生物處理技術(shù)不會(huì)造成二次污染。（3）由于印染行業(yè)排放物中有機(jī)物含量較高，采用生物法處理紡織印染工業(yè)廢氣時(shí)要考慮有機(jī)物濃度、微生物活性、溫度等因素。（4）生物處理技術(shù)成熟，設(shè)備比較容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，便于操作和管理。

4 紡織印染工業(yè)VOCs污染治理技術(shù)展望

由于目前我國(guó)紡織印染工業(yè)的VOCs排放強(qiáng)度和總量較大，在國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局的領(lǐng)導(dǎo)下，各省市環(huán)保局也大力推進(jìn)了紡織印染行業(yè)VOCs污染防治工作，取得了一定成效。目前，VOCs治理技術(shù)主要有兩類：一類是基于源頭控制的末端治理技術(shù)。此類技術(shù)雖然可以實(shí)現(xiàn)VOCs污染物的減排，但由于成本較高、適應(yīng)性差等缺點(diǎn)而被逐步淘汰；另一類是基于過程控制的前端治理技術(shù)。此類技術(shù)大多有選擇性地對(duì)污染物進(jìn)行收集和處理，在污染物去除率方面比末端治理技術(shù)要好得多。此外，隨著國(guó)家對(duì)紡織印染行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高以及對(duì)VOCs治理工作的重視程度逐漸增加。在未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)，我國(guó)紡織印染行業(yè)VOCs污染治理將逐漸向高效、經(jīng)濟(jì)、適用的方向發(fā)展。除采取有效的VOCS治理措施，設(shè)計(jì)VOCS治理工程，選擇性地在包裝印刷生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)增加VOCS處理裝置，對(duì)VOCS污染進(jìn)行控制外，還可以應(yīng)用綠色印刷技術(shù)減少包裝印刷前、印刷過程和印刷后各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)溶劑的揮發(fā)情況，例如采用綠色環(huán)保的印刷原料或輔助材料。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，紡織印染工業(yè)是VOCs排放的重要來(lái)源之一，其主要產(chǎn)生于紡織印染的整個(gè)工序，排放量占行業(yè)排放總量的40%—50%，是VOCs治理工作的重點(diǎn)。針對(duì)紡織印染工業(yè)廢氣治理現(xiàn)狀和問題進(jìn)行分析，提出了針對(duì)性的治理技術(shù)工藝路線及相關(guān)技術(shù)要求。隨著環(huán)保要求的提高以及環(huán)保政策和管理力度的不斷加大，紡織印染工業(yè)將面臨更多的VOCs治理難題，需要從工藝角度和管理角度共同制定科學(xué)合理的控制措施。