Изложение въведение
Изтегляне 0.57 Mb.
|
1 2
- Навигация на страницата:
- ТЕКСТИЛНАТА ПРОМИШЛЕНОСТ
- ИЗПОЛЗВАНИ ПРОЦЕСИ И ТЕХНИКИ
- АСПЕКТИ НА ОКОЛНАТА СРЕДА, КОНСУМАЦИЯ И НОРМИ НА ЕМИСИИТЕ
- Техники които следва да бъдат разглеждани при определянето на нднт Общи добри управленски практики
- Управление на качеството на постъпващите на входа влакна
- Подбор и замяна на използваните химикали
- Изпиране на вълната
- Подготвителна обработка
- Пречистване на отпадъчните води
| КРАТКО ИЗЛОЖЕНИЕ
въведение Настоящият справочен документ за най-добрите налични техники в текстилната промишленост отразява информационния обмен осъществен съгласно член 16(2) на Директива 96/61/EC на Съвета. Документът следва да се разглежда в светлината на предговора, който описва целите на документа и неговата употреба. Настоящият документ обхваща промишлените дейности определени в точка 6.2 на Приложение I на Директива 96/61/EC за Комплексно предотвратяване и контрол на замърсяването, а именно: “Инсталации за подготвителна обработка (операции като пране, избелване, мерсеризиране) или боядисване на текстилни влакна или тъкани с дневен производствен капацитет над 10 тона”. В допълнение, справочният документ съдържа и няколко приложения, които дават допълнителна информация за добавките, боите и пигментите за текстилните изделия, машините за текстилното производство, някои типични рецептури и др. Целта на настоящото кратко изложение е да обобщи главните изводи направени в документа. Но тъй като е невъзможно в едно кратко изложение да се отрази цялата сложност на един подобен документ, за определянето на най-добрите налични техники приложими за дадена конкретна инсталация следва да се ползва единствено основния текст в неговата цялост. ТЕКСТИЛНАТА ПРОМИШЛЕНОСТ Текстилната промишленост е една от най-дългите и най-сложни производствени вериги в промишленото производство. Това е един разпокъсан и разнороден сектор в който преобладават малките и средни предприятия, като търсенето в него се определя предимно от три основни крайни приложения: облекла, мебелировка и обзавеждане и промишлени приложения. Понастоящем водещ европейски производител на текстилни изделия е Италия, следвана от Германия, Обединеното Кралство, Франция и Испания (в посочения ред), като всички общо осигуряват над 80% от производството в Европейския съюз. Белгия, Франция, Германия и Обединеното Кралство са основните европейски производители на килими. През 2000 година европейската текстилна промишленост осигуряваше 3.4% от оборота от промишлено производство в Европа, 3.8% от принадената стойност и 6.9% от заетостта в промишлеността. Текстилната промишленост е съставена от голям брой под-сектори обхващащи целия производствен цикъл, от производството на суровините (ръчно направени тъкани) до полуготовите материали (прежди, тъкани и плетени материи и процесите за дообработката им) и крайните продукти (килими, домашен текстил, облекло и тъкани за промишлени приложения). Тъй като обхвата на документа е сведен до дейностите които включват мокри процеси, основните под-сектори които ще бъдат разгледани са три: изпиране на вълната, дообработка на текстила (без подови настилки) и производството на килими. ИЗПОЛЗВАНИ ПРОЦЕСИ И ТЕХНИКИ Веригата на текстилното производство започва с производството или добиването на суровината. Така наречените процеси на “дообработка” (т.е. подготвителна обработка, боядисване, щамповане, окончателна обработка и нанасяне на покритие, включително изпиране и изсушаване) са същината на използваните процеси и техники в този справочен документ. Също така, документът съдържа кратък преглед на някои предшестващи гореспоменатите процеси, като например производството на синтетични влакна, предене, тъкане, плетене и др., тъй като те понякога оказват значително влияние върху въздействието, което последващите мокри процеси имат върху околната среда. Процеси на дообработка могат да бъдат включени на различни етапи от производствения процес (т.е. при производството на плата, на преждата, на отделните влакна и т.н.), като последователността в която се осъществява обработката варира в голяма степен и зависи от изискванията на крайното приложение. На първо място дообработката се разглежда като единичен процес без да се отчита възможната последователност в която тя може да бъде прилагана. По-нататък в Раздел 2 накратко са разгледани някои типични категории производства в рамките на секторите изпиране на вълната, дообработка на текстил и производство на килими, както и последователността на процесите в тях. АСПЕКТИ НА ОКОЛНАТА СРЕДА, КОНСУМАЦИЯ И НОРМИ НА ЕМИСИИТЕ Най-значително въздействие върху околната среда в текстилната индустрия оказва количеството на отпадъчните води и съдържанието на химикали в тях. Други важни аспекти са консумираната енергия, емисиите във въздуха, твърдите отпадъци и интензивно миришещите вещества, които при някои видове обработка са със значително въздействие. Емисиите във въздуха обикновено се улавят в точката на образуването им. Съществуват достатъчно данни за емисиите във въздуха от конкретни процеси, тъй като в различните страни те се контролират от дълго време. Това обаче не може да се каже за емисиите във водите. Различните потоци отпадъчни води от отделните процеси се смесват в един общ поток от отпадъчни води, чиито характеристики са резултат от една комплексна комбинация от фактори, като вида на влакната и на ръчно направените материали които се обработват, използваните техники и вида на използваните химикали и добавки. Тъй като наличните данни за вредните и опасни вещества в отпадъчните води от конкретни процеси са недостатъчни, по-целесъобразно бе да се определят по-стеснени категории текстилни инсталации и да се направи сравнение между сборните масови потоци от отпадъчни води образувани от инсталациите спадащи към една и съща категория. Този подход позволява да се направи една предварителна груба оценка, при която сравнявайки конкретните показатели за консумация и количествата вредни и опасни вещества за инсталации от една и съща категория, е възможно да се проверят определени данни и да се идентифицират по-мащабните различия между отделните дейности. Поради тази причина в справочния документ се разглеждат някои входно/изходни аспекти за няколко типични категории инсталации, от обзорната информация за сборните масови потоци от отпадъчни води, до един по-детайлен анализ на отделните процеси при наличието на необходимите данни. В настоящото изложение са разгледани главните заключения направени за някои процеси с особено значително въздействие върху околната среда. Изпирането на вълната с вода води до образуването на отпадъчни води с високо съдържание на органични вещества (2 до 15 литра/кг непрана вълна при приблизително 150 – 500гр ХПК химическа потребност от кислород/кг вълна) и вариращи количества микроскопични замърсяващи околната среда вещества образуващи се от пестицидите поемани от овцете. Най-често използваните пестициди са органо-фосфорни съединения (ОР), синтетични пиретроиди (SP) и регулатори на растежа на вредителите (IGR). Във вълната от някои страни-производителки все още се срещат органо-хлорни (ОС) пестициди. Голям процент от общите количества на вредните и опасни вещества образувани в резултат от дейностите в текстилната промишленост се дължи на вещества, които се съдържат в суровините преди те да постъпят за преработка в инсталацията (т.е. примеси и свързани с тях материали за естествени влакна, подготвителни агенти, лубриканти за преденето, скробващи агенти и др.) Тези вещества обикновено се отстраняват от влакната по време на процеса на подготвителна обработка, преди боядисването и дообработката. Отстраняването на добавките, като например лубриканти за преденето, мазилни вещества за плетенето и подготвителни агенти, посредством мокра обработка, може да доведе до съдържание в отпадъчните води не само на органични вещества които не подлежат на биоразграждане, като например нефт, но също и на някои опасни съединения, като поли-ароматни въглеводороди, АРЕО и биоциди. Типичните стойности за ХПК са в рамките на 40 – 80 гр/кг влакна. Когато основата се подлага на суха обработка (термично изтегляне) преди изпирането, добавките съдържащи се в него се емитират във въздуха (количества на вредните и опасни вещества от порядъка на 10-16 гр. С/кгр са типични за съединенията на нефтена основа). Отпадъчните води от скробването на памучни и съдържащи памук тъкани понякога съдържат 70% от общото натоварване от ХПК в изходящите отпадъчни води. Нормата на емисиите често е от порядъка на 95 гр ХПК/кгр тъкан, като концентрациите на ХПК често са над 20000мг ХПК/литър. Избелването с натриев хипохлорит предизвиква вторични реакции, при които се образуват органични халогенни съединения обичайно отчитани като абсорбируеми органохалогенни съединения (АОС) (сред образуваните съединения преобладава трихлорометанa). При комбинирано използване на хипохлорит (като 1-ви етап) и водороден прекис (2-ри етап), в отпадъчните води от избелването с NaClO се отчитат стойности от 90 – 100 мг Cl/литър абсорбируеми органохалогенни съединения (АОС). В използвания за избелването H2O2 все пак понякога се отчитат концентрации до 6 мг Cl/ литър, което се дължи на преноса чрез основата от предишния етап на избелването. В сравнение с натриевия хипохлорит, образуваните при хлоритното избелване количество абсорбируеми органохалогенни съединения (АОС) е много по-малко. Последните изследвания показват, че образуването на абсорбируеми органохалогенни съединения (АОС) не се дължи на самия натриев хлорит, а на хлора или на хипохлорита, които присъстват като примеси или се използват като активатори. Специално внимание трябва да се обърне на дейностите по управлението и съхранението на натриевия хлорит поради неговата токсичност и риска от кородиране и експлозии. При избелването с водороден прекис аспектите, които оказват въздействие върху околната среда, са свързани с употребата на силни комплексообразуващи агенти (стабилизатори). Когато отпадъчните води от промиването след мерсеризиране не се оползотворяват или използват повторно, се образуват силно алкални вредни и опасни вещества.(40–50 гр NaOH/литър). Ако не се смятат няколкото изключения (напр. термозоловия процес, пигментното оцветяване и др.), по-голямото количество вредни и опасни вещества образувани от процеса на боядисване се съдържа в отпадъчните води. Замърсяващите околната среда вещества съдържащи се в отпадъчните води се съдържат в самите бои (напр. хидро-токсичност, метали, багрила), някои добавки в състава на боите (например диспергиращи агенти, антипенители и др.), основни химикали и добавки използвани в багрилния процес (напр. хидроксиди, соли, редуктори и окислители и др.) и остатъчни замърсители по влакната (напр. остатъци от пестициди във вълната, покрития от преденето по синтетичните влакна и др.). Консумацията и нормите на емисиите до голяма степен зависят от вида на влакната, структурата им, техниката на багрене и използваното оборудване. При партидното боядисване концентрациите в различните етапи от багрилния процес варират в голям диапазон. Обикновено използваните багрилни разтвори са с най-високи концентрации (обичайните стойности са доста над 5000 мг ХПК/литър). Приносът, който добавките към боите (напр. диспергатори и изравняващи агенти) имат за натоварването с ХПК е особено голям когато багренето се извършва с кюпни или дисперсни багрила. Операции като сапунисване, редуктивна последваща обработка и омекотяване също водят до високи стойности на ХПК. Концентрациите на ваните за плакнене са 10 до 100 пъти по-ниски от използваните багрилни разтвори, а консумацията на вода 2 до 5 пъти по-висока от тази на самия багрилен процес. При непрекъснатия и полу-непрекъснатия процес на боядисване консумацията на вода е по-ниска отколкото при процесите на партидно боядисване, но съдържанието на остатъчни багрилни разтвори с висока концентрация в отпадъчните води може да доведе до по-високо натоварване със замърсяващи околната среда вещества когато се обработват по-малки количества материал (ХПК дължаща се на багрилните вещества понякога е от порядъка на 2 до 200 гр/литър). Все още най-често се използва и техниката на накисването. Количеството на разтвора в съда за накисване може да бъде от 10 до 15 литра за по-съвременните съдове и до 100 литра за обичайно използваните. Остатъчните количества в подготвителния съд варират в зависимост от това доколко е оптимизиран режима на контрол и са в порядъка от няколко литра до 150 – 200 литра. Общото количество остатъчен разтвор се увеличава според броя на партидите, които се обработват в един ден. Типични източници на вредни и опасни вещества от процесите на щамповане са отпадъците от пастата за щамповане, отпадъчните води от промиването и почистването и летливите органични съединения от сушенето и фиксирането. Отпадъци от пасти използвани за щамповането се наблюдават най-вече при щамповане с барабанно сито (за текстилните изделия е обичайно да се отчитат загуби от 6.5 – 8.5 кгр. за всеки използван цвят). При производство на малки серии (напр. по-малки от 250 метра), количеството на отпадъците понякога е по-високо от количество паста, което е щамповано върху текстилната основа. Консумацията на вода за почистване на оборудването в края на всяка производствена серия е от порядъка на 500 литра (без да се отчита водата използвана за почистването на щамповъчната лента). Пастите използвани за щамповане съдържат вещества с висока потенциална опасност от генериране на емисии на вредни и опасни вещества във въздуха (напр. амоняк, формалдехид, метанол и други алкохоли, естери, алифатни въглеводороди, някои мономери, като акрилати, винилацетат, стирол, акрилонитрил и др.). Тъй като повечето непрекъснати процеси на дообработка не включват операции на промиване след изсушаването, отпадъчните води се образуват предимно от загубите на вода по инсталацията и от водата използвана за почистване на оборудването. Количеството използвани разтвори е в диапазона от 0.5 до 35% от общото количество подготвен за дообработката разтвор (по-ниската стойност се отнася за инсталации с комплексна организация на производството, докато по-високите стойности са типични за текстилни инсталации, които обработват малки серии и различни видове основи). Тези разтвори много често се оттичат и смесват с останалите отпадъчни води. Концентрацията на ХПК често е в диапазона от 130 – 200 гр/литър. Веществата влизащи в състава на рецептурите на разтворите използвани за дообработката често не се разграждат и не могат да бъдат отстранени по биологичен път, а понякога са и токсични (напр. биоцидите). Емисиите на вредни и опасни вещества във въздуха от операциите на изсушаване и термообработка се дължат на летливостта на веществата влизащи в състава на рецептурите и на преноса от предхождащите ги процеси (напр. когато се сушат тъкани, които преди това са били третирани с хлорирани носители или с перхлороетилен). Процесите на изпиране с вода допринасят за консумацията на вода и енергия. Съдържанието на замърсяващи околната среда вещества във водата от изпирането се дължи на вредните и опасни вещества съдържащи се в потока от отпадъчни води (напр. примесите отделящи се от тъканите, химикалите от предшестващи процеси, измиващи агенти и други добавки използвани за изпирането). Използването на органични халогенирани разтворители (остатъчни вещества) за химическото чистене води до генерирането на неорганизирани емисии, които предизвикват замърсяване на подземните води и почвата и могат също така да окажат отрицателно въздействие върху емисиите във въздуха от следващите по производствената верига високотемпературни процеси. Техники които следва да бъдат разглеждани при определянето на нднт Общи добри управленски практики Общите добри управленски практики се простират от обучението на персонала до дефинирането на добре документирани процедури за поддръжката на оборудването, съхранението на химикалите, управлението на дейностите при манипулациите с тях, дозирането и разливането им. Доброто познаване на суровините и материалите на вход и продуктите на процеса също е една съществена част от доброто управление. Това включва текстилните суровини, химикалите, топлината, енергията и водите на вход във процеса и изходните продукти, отпадъчните води, емисиите във въздуха, утайките, твърдите отпадъци и странични продукти на изхода. Наблюдението на суровините и материалите на вход и продуктите на процеса е отправната точка за определянето на възможностите и приоритетите за подобряване на експлоатационните характеристики по отношение на аспектите на околната среда и на икономическите показатели. Мерките за повишаване на качеството и оптимизиране на количествата използвани химикали включват периодично преразглеждане и оценка на рецептурите, оптимално планиране на производството, използване на вода с високо качество за мокрите процеси и т.н. Системите за автоматичен контрол на параметрите на процеса (като температура, равнище на разтвора, подавани химикали) позволяват да се упражнява по-строг контрол върху процеса за подобряване на експлоатационните характеристики дори за партиди които се обработват за първи път, при минимален излишък от влаганите химикали и добавки. Оптимизирането на консумацията на вода за текстилните операции започва с контролиране на стойностите за консумацията. Следващата стъпка е да се намали консумацията на вода с помощта на някои често допълващи мерки. Към тях спадат подобряването на работните практики, намаляване съотношението на разтворите при партидното производство, подобряване ефективността на изпирането, съчетаването на няколко процеса (напр. изпирането със скробването) и повторно използване/оползотворяване на водата. Повечето от тези мерки позволяват да бъдат направени значителни икономии не само на вода, но също и на енергия, която се използва предимно за подгряване на ваните в процеса. Останалите техники са конкретно насочени върху оптимизиране използването на енергията (напр. чрез топлоизолация на тръби, кранове, съдове и машини, разделяне на топлите и студени отпадъчни води и оползотворяване на топлината от топлите отпадъчни води). Управление на качеството на постъпващите на входа влакна Наличието на информация за текстилната суровина е първата стъпка за намаляване на замърсяването на околната среда пренасяно от предшестващите процеси. Информацията, която се предоставя от доставчика следва да включва не само техническите характеристики на текстилната основа, но и вида и количеството на агентите използвани в подготвителната обработка и скробващите агенти, както и остатъчните мономери, метали, биоциди (напр.противопаразитни средства за вълната) в наличие във влакната. Съществуват различни техники, които могат значително да намалят въздействието върху околната среда, което имат предшестващите процеси. Подобно на информацията предоставяна за остатъчните количества пестициди по необработената вълна, някои организации предоставят информация и за съдържанието на пестициди в неизпраната и изпрана вълна. Производителите могат да използват тази информация за намаляване до минимум при източника на всички разрешени за използване пестициди, като противопаразитни средства органо-фосфорни съединения и синтетични пиретроиди, както и за избягване обработката на вълна замърсена с най-опасните химикали, като органо-хлорни пестициди, освен в случаите когато се предоставя сертификат за анализ. При липса на подобна информация, за проверка на съдържанието на пестициди следва да се правят анализи на проби от суровините, но тази възможност е свързана с по-високи разходи за производителя. Напоследък програмите за сътрудничество между търговски асоциации и водещи страни-производители доведоха до постепенно намаляване на средното остатъчно съдържание на органо фосфорни съединения и синтетични пиретроиди във вълната, както и до разработването на схеми за удостоверяване на ниско остатъчно съдържание на тези вещества. Също така е възможно да се направят някои подобрения и при добавките, като подготвителни агенти, лубриканти за преденето и масла за плетенето. За повечето приложения в които се използват, сега съществуват заместители на нефтените масла. Съществуват алтернативни вещества, които притежават способността да се разлагат биологически или поне да се унищожават по биологичен път, а освен това са с по-малка летливост и по-висока топлинна устойчивост от нефтените масла. Това спомага за намаляване на силно миришещите емисии и емисиите във въздуха, които се образуват когато основата бъде подложена на високотемпературна обработка, като например термофиксация. Съчетаването на техники в които се използват малко добавки, като предварителното омокряне на основните прежди или компактното предене, с целенасочено подбиране на скробващите агенти спомага за намаляване на въздействието на процеса на де-скробване върху околната среда. Сега съществуват биоразграждащи се или вещества подлежащи на обезвреждане по биологичен път, които могат да отговорят на всяка нужда. Освен това, полиакрилатите от най-младото поколение са високо ефективни дори при по-малки количества на добавката и могат да бъдат напълно и лесно отстранени от тъканта. В общия случай, инсталациите с комплексна организация на производството притежават необходимите средства за контрол на източниците на своите суровини и материали и на химикалите с които обработват тъканите. За фирмите в които няма комплексна организация на производството (особено фирмите подизпълнители) е по-трудно да упражняват някакво влияние върху доставчиците на продукти от предхождащи производства. Стандартните продукти и рецептури обикновено са по-евтини. Доставчиците на суровини и материали (напр. инсталациите за предене и плетачните инсталации) се интересуват предимно от икономическите аспекти и от експлоатационните качества на веществата конкретно за техните процеси, а не толкова от проблемите за околната среда, които могат да възникнат в следващите процеси по веригата на производството (в инсталациите за дообработка). В такива случаи е необходимо да се работи съвместно с клиентите, за да може тези материали да отпаднат от системата на предлагането. Подбор и замяна на използваните химикали Няколко са схемите за екотоксикологична оценка и класифициране на химикалите предложени за разглеждане от техническата работна група с цел определяне на НДНТ. На базата на тези инструменти, често съществува възможност вредните и опасни вещества да бъдат заменени с други, за да се намали въздействието на даден процес върху околната среда. Повърхностно активните вещества намират много и различни приложения в текстилната промишленост (напр. като миещи средства, лубриканти и др.). Някои повърхностно активни вещества се смятат за проблематични поради неподатливостта им на биоразграждане и токсичността към водните организми. Понастоящем загриженост будят АPEO и NPE. Главната алтернатива на АРЕО са етоксилатите на мастни алкохоли, но за останалите повърхностно активни вещества също често съществуват заместители, които могат да се разграждат или унищожават по биологичен път в инсталациите за пречистване на отпадъчните води и не образуват токсични продукти на метаболизма. Употребата на комплексообразуващи агенти често може да бъде избегната. Когато обаче е необходимо те да бъдат използвани, съществуват алтернативни на традиционните вещества използвани за свързващи агенти, които се разграждат или най-малкото се отстраняват по биологичен път и не съдържат азот или фосфор в молекулите си (напр. поликарбонати, полиакрилати, глюконати, цитрати и някои съполимери от захар и акрилова киселина). Цените са приблизително същите, но в някои случаи може да са необходими по-големи количества. Антипенителите често са на нефтена основа. Някои типични вещества влизащи в състава на продукти, които не са на нефтена основа, са силикони, фосфорни естери, високо молекулни алкохоли, производни на флуора и смеси от тези вещества. Силиконите се отстраняват само с абиотичните процеси протичащи в отпадъчните води, като над определени концентрации затрудняват преноса/дифузията на кислорода в активираната утайка. Трибутилфосфатите са интензивно миришещи и силно дразнещи вещества, а алкохолите с високо молекулно тегло са интензивно миришещи и не могат да се използват за горещи разтвори. Изпиране на вълната Въвеждането на цикъл за пречистване на тинята/маста позволява да бъдат направени икономии на вода и енергия (доказано е, че се постигат нетни стойности на специфична водна консумация от 2 – 4 литра/кгр. неизпрана вълна, както за груба, така и за фина вълна). Освен това се получава ценен страничен продукт (25 до 30% от маста за която е изчислено, че се съдържа във вълната при изпирането), както и значително намаляване на натоварването от органични вещества преминаващо в инсталацията за пречистване на отпадъчни води. Когато цикъла за пречистване на тинята/маста бъде съчетан с изпарение на отпадъчните води и изгаряне на утайката, при пълно оползотворяване на водата и енергията, това е от допълнителна полза за околната среда от гледна точка на икономиите на вода и намалените количества твърди отпадъци за депониране. Но тази технология е сложна и изисква много високи капитални вложения и високи текущи разходи. При изпиране на вълната с органични разтворители отпада необходимостта от използване на вода в самия процес на почистване. Единственият изтoчник на емисии във водите е влагата, която постъпва с вълната, парата която се използва за вакуумните избутвачи и влагата образувана от въздуха в инсталацията. Водата се замърсява с перхлороетилен (PER). За избягване на риска от генериране на неорганизирани емисии отпадъчните води се пречистват в два етапа – в инсталация за улавяне на кондензата с разтворители от въздуха и инсталация за третиране на остатъчното количество разтворители. Тъй като пестицидите се разпределят към разтворителя и се отстраняват заедно с маста, смята се, че чистата вълна не съдържа пестициди. Това е от полза за следващите процеси нататък по производствената верига, където вълната се подлага на дообработка. Друг положителен ефект от тази техника е намалената консумация на енергия, което се дължи на по-ниската латентна топлина на един органичен разтворител от тази на водата. Подготвителна обработка Разтворимите във вода скробващи агенти, като PVA, полиакрилати и СМС могат да се оползотворяват от измиващия разтвор посредством UF и да се използват повторно в процеса. Наскоро бе потвърдено, че модифицираната скорбяла, като например карбоксиметил скорбяла, също може да бъде оползотворявана. Но повторното й използване в тъкачната инсталацията не винаги е безпроблемно. Понастоящем тъкачните инсталации все още приемат с ограничения оползотворените количества. Освен това, необходимостта да бъдат транспортирани на дълги разстояния са в ущърб на всякакви екологични предимства, защото разтворите трябва да бъдат транспортирани при подходящи условия в изолирани контейнери. Поради тези причини скробващите агенти обикновено се оползотворяват само в инсталации с комплексна организация на производството, където предачната инсталация и дообработката са на една и съща площадка. Една жизнеспособна алтернатива за инсталациите в които няма комплексна организация на производството, където се работи с различни видове текстил и е по-трудно да се упражнява пряк контрол над доставчиците на суровините и материалите, е окислителния технологичен цикъл. При конкретни условия (т.е. при pH над 13), H2O2 образува свободни радикали, които ефективно и равномерно намаляват размера на молекулата на всички скробове и ги отстраняват от тъканта. В резултат на този процес се образуват по-къси и по-малко разклонени предварително оксидирани молекули, които по-лесно могат да бъдат измити (с по-малко количество вода) и по-лесно се разграждат в инсталациите за пречистване на отпадъчни води. Желателно е избелването с алкален прекис да се комбинира с изпирането, като чрез различните етапи на предварително пречистване се регулира насрещния поток от хидроксиди и прекис, за да се пести вода, енергия и химикали. Предпочитаният заместител на натриевия хипохлорит като избелващо средство за памук и памучни смеси е водородния прекис, въпреки че се твърди, че натриевия хипохлорит във всички случаи е необходим, за да се постигне по-голяма белота и за тъкани с крехка структура, които могат да претърпят деполимеризацията. В тези случаи може да се приложи един двуетапен процес, като се използва най-напред водороден прекис и след това натриев хипохлорит, за да се намалят емисиите на абсорбируеми органохалогенни съединения (примесите във влакната, които играят ролята на прекурсори в халоформната реакция, се отстраняват в първия етап). Днес е възможно също да се използва двуетапен процес на избелване само с водороден прекис, при което напълно отпада необходимостта от хипохлорит. Но има сведения, че тази възможност струва от два до шест пъти по-скъпо. Също така, напоследък нараства подкрепата и за избелването с прекис в силно алкална среда, с което може да се постигне висока степен на белота след внимателно пречистване на катализаторите посредством техника за намаляване/отвеждане. Твърди се, че допълнително предимство на тази алтернатива е възможното съчетаване на процесите на изпиране и избелване. Техниката на намаляване/отвеждане, следвана от един силно окислителен етап на съчетано избелване/изпиране, е приложима за силно замърсени текстилни влакна с всякакъв състав и за всички видове машини (периодично или непрекъснато производство). Хлорният диоксид (от натриевия хлорит или хлорат) е отлично избелващо средство за синтетични влакна и за ленени влакна и тъкани и други хибридни влакна, които не подлежат на избелване само с прекис. Понастоящем съществуват нови технологии (при които водородния прекис се използва като редуктор за натриевия хлорат) с които се произвежда ClO2 без да се образуват абсорбируеми органохалогенни съединения (избелване без генерация на елементарен хлор). Отпадъчните води от плакненето след мерсеризацията (така наречената “слаба луга”) могат да бъдат оползотворени в процеса след сгъстяване чрез изпарение. Багрене Използването на добре познатите багрилни носители за полиестерни влакна може да бъде избегнато (освен за смесените тъкани от вида полиестер/WO и еластин /WO), ако боядисването се извършва при високи температури. Друга привлекателна алтернатива е да се използват полиестерни влакна, които могат да бъдат подложени на боядисване без носител, като полиестерни влакна от политриметилен терефталат (PTT). Но поради различните им физични и механични свойства, тези влакна не обхващат един и същ продуктов пазар и не могат да бъдат считани за заместители на полиестерните влакна на РЕТ (полиетилентерефталатна) основа. Когато използването на носители не може да се избегне, традиционните активни вещества на основата на хлорирани ароматни съединения, о-фенил фенол, бифенил и други ароматни въглеводороди, могат да бъдат заменени с по-малко вредни и опасни вещества, като бензил бензоат и еднонормален алкил фталимид. За избягване употребата на натриев хидросулфит при последващата обработка на полиестерни влакна се предлагат два различни подхода: да се използват редуктори на основата на специални производни на сулфиновата киселина с къса верига или да се използват дисперсни бои, които да се избистрят в алкална среда посредством хидролизно разтваряне, а не чрез редукция. Производните на сулфиновата киселина с къса верига подлежат на биоразграждане, не предизвикват корозия и са много слабо токсични, и за разлика от хидроген хидросулфитът могат да се използват в кисела среда без да се налага честа смяна на разтворите във ваните и без отклонения в киселинността (икономии на вода и енергия). Когато се използват алкално избистрящи се багрила, използването на хидросулфит или други редуктори може да отпадне напълно. Подобрения в диспергаторите, които обикновено присъстват в дисперсните, кюпни и серни багрила, могат да се направят чрез: частичното им заместване с оптимизирани продукти на основата на естери на мастни киселини, или 2) използване на смеси от модифицирани ароматни сулфонови киселини. Първата възможност е приложима само за течни дисперсни бои (багрилната палитра понастоящем е ограничена). Тези диспергатори подлежат на отстраняване по биологичен път и количеството им в състава на боите може да бъде значително по-малко от това в традиционните рецептури. Диспергаторите посочени във втората алтернатива подлежат на отстраняване по биологичен път в по-голяма степен отколкото обичайните кондензати на нафталинсулфоновата киселина с формалдехид. Те могат да бъдат използвани както за дисперсни, така и за кюпни бои (в твърдо или течно състояние). Предварително редуцираните серни багрила (в течен състав със сулфидно съдържание <1 %) и нередуцираните предварително багрила без сулфидно съдържание съществуват в различни форми (водоразтворими в оксидирано, прахообразно и течно състояние, или като устойчива суспензия). Всички багрила от този вид могат да бъдат редуцирани без изобщо да се използва натриев сулфид, само с глюкоза (само в един случай), или с комбинация от дитионит, хидрокси ацетон или формамидин сулфинова киселина. Данните сочат, че стабилизираните нередуцирани предварително багрила без сулфидно съдържание са по-скъпи от останалите видове серни багрила. Слабата фиксация на багрилата е отколешен проблем при реактивните багрила, особено при партидно боядисване на целулозни влакна, където за подобряване поемането на боята обикновено се добавят значителни количества сол. С използването на съвременните молекулярни техники стана възможно да се разработят бифункционални багрила и реактивни багрила в ниско съдържание на соли, с които се достига фиксация >95 % дори при целулозни влакна, при значително по-добри експлоатационни качества (повторяемост и изравняване на багрилата). С горещото изплакване отпада необходимостта от използване на измиващи средства и комплексообразуватели за плакненето, както и етапите на неутрализация след багренето. Заместването на студеното плакнене с горещо плакнене води до по-голяма консумация на енергия, освен ако не бъде оползотворена топлинната енергия от отпадъчните води. Използването на натриев силикат при партидното багрене с накисване на целулозни влакна може да се избегне благодарение на силно концентрираните водни разтвори без силикатно съдържание, които са готови продукти, лесно приложими за съвременните дозиращи системи. Разгледан е също и друг алтернативен процес, при който не се налага добавянето на вещества като карбамид, натриев силикат и сол, нито продължително време на действие за фиксирането на боите. Самият процес е опростен и много гъвкав и може да бъде прилаган за голямо разнообразие от тъкани, независимо от размера на партидата. Възможно е да се постигнат значителни икономии благодарение на по-високата производителност, намалената консумация на химикали и намаленото количество на отпадъчните води, които се пречистват. Но поради високата първоначална инвестиция тази техника е най-подходяща за нови инсталации и за тези, които желаят да подменят своите съоръжения. Съвсем наскоро на пазара се появиха нови реактивни багрила, които осигуряват много добра бързина на багренето дори еквивалентна на тази, постигана с хромните багрила, дори когато се касае за по-тъмни тонове. Но значимостта на реактивните багрила нараства бавно поради няколко причини, включително трудното приемане от страна на операторите на радикалните промени във вече добре отработените процедури. Освен това някои оператори на инсталации за дообработка все още смятат, че хромните бои са единствените, които могат да гарантират бързината на багрене необходима за пребоядисването. Когато се използват хромни багрила могат да се прилагат слабо-хромни и свръх ниско стохиометрични техники за хромно багрене, за да се сведе до минимум количеството остатъчен хром в отпадъчните води. При свръх слабото хромово багрене се постига емисионен коефициент от 50 мг хром на килограм преработена вълна, което съответства на концентрация на хром от 5мг/литър използван разтвор от хромната вана, при съотношение на разтвора 1:10. Обикновено при багрилата с контролируема киселинност (т.е. кисели и алкални багрила) е по-добре багренето да се извършва в изотермични условия при спазване на профила на киселинността. Едно от предимствата пред багрилните процеси с температурен контрол е, че с минимално количество на използваните органични изравняващи вещества може да се постигне максимално поемане на багрилата и на веществата за устойчивост срещу насекоми. При багрене на вълна с бои съдържащи комплексни метали могат да се достигнат по-висока степен на поемане и скорост на фиксация, ако се контролира киселинността и се използват специални добавки с висок афинитет към влакната и багрилата. По високата степен на поемане на боите е в пряка зависимост с намалените стойности на остатъчния хром в използваната багрилна баня (на 10 – 20 мг/кгр третирана вълна съответства 1 – 2 мг/литър хром в използваната багрилна баня при съотношение на разтвора 1:10). Тази еталонна техника е определена за боядисване на свободни вълнени влакна и нюансиране на тепани тъкани, но за тъканите с друг вид строеж може да се постигнат същите резултати, ако се използват методи за максимално окончателно поемане на багрилата от ваната с контрол на киселинността. В справочния документ са разгледани различни техники за общо подобряване на експлоатационните характеристики на периодичните и непрекъснатите багрилни процеси по отношение на околната среда. Наблюдава се ясна тенденция сред производителите на оборудване за периодично багрене да се намаляват съотношенията на разтворите във ваните. Освен това, характерна черта на съвременните машини е, че те работят при приблизително постоянно съотношение на разтвора когато натоварването им е доста под номиналния им капацитет. Това е голямо преимущество за посредническите фирми, за които обикновено е необходима голяма гъвкавост на производството. Освен това, машините за периодично багрене вече притежават много от функциите на тези за непрекъснатите процеси, което позволява максимално добро прекъсване на подаването между отделните партиди, а оттук открива и допълнителни възможности за повторно използване на багрилната вана и подобрено пречистване на концентрираните отпадъчни води. Както при непрекъснатите багрилни процеси, намаляване на технологичните отпадъци може да се постигне с въвеждането на етап на импрегниране в преса или чрез намаляване до минимум на вместимостта на улея за потапяне (напр. с помощта на гъвкав вал или U-образен вал). Допълнителни подобрения могат да се внесат ако багрилата и добавките се дозират поотделно, а разтвора за накисване се дозира съобразно измерените поети количества. Количеството на изразходвания багрилен разтвор се измерва спрямо обема на обработените тъкани. Получените в резултат от тези измервания стойности автоматично се обработват и използват при подготовката на следващата подобна партида, за да се сведат до минимум отпадъчните количества неоползотворен багрилен разтвор. Но тази система не може да се справи с наличието на остатъчен багрилен разтвор в дозиращия съд. Техниката за ускорено периодично багрене внася едно допълнително подобрение, тъй като при нея багрилния разтвор не се подготвя наведнъж (за цялата партида) преди започване на багренето, а на няколко отделни етапа непосредствено преди да е необходим за процеса и на базата на извършвани в хода на процеса измервания на поетите количества. Щамповане Намаляването до минимум на вместимостта на системата за подаване на пастата за щамповане (т.е. на диаметрите на тръбите и на изстискващите гумирани валци) има най-голямо значение за намаляване на отпадъците от щамповъчна паста при щамповане с барабанно сито. Допълнително намаляване на отпадъците може да бъде постигнато с подобряване на оползотворяването на пастата от самата система за дозирането й. Една от най-новите техники е да се постави сачма в изстискващия гумиран валец преди да се напълни системата. В края на всеки цикъл на щамповане сачмата се притиска, за да може останалата в дозиращата система щамповъчна паста да се изпомпа обратно в барабана за повторно използване. В днешно време системите с компютърно управление предлагат повече възможности за оползотворяване на пастите използвани за щамповането. Системи за оползотворяване и повторно използване на щамповъчните пасти се използват в инсталациите за дообработка на текстил (за гладки тъкани), но не и за килими. Главната причина е, че кизелгурната смола (най-често използвания сгъстител за килимите) има ограничен срок на съхранение (това е едно биологически разграждащо се съединение) и поради това не може да се съхранява продължително време преди да бъде използвано повторно. Ситата, кофите и дозиращите системи за пастите за щамповането трябва да бъдат внимателно почиствани преди да се използват за други цветове. Съществуват няколко нескъпи начини за намаляване консумацията на вода (напр. пусково/спирателен контрол на почистването на щамповъчната лента, оползотворяване на отпадъчната вода от почистването на щамповъчната лента и др.). Една алтернатива на аналоговото щамповане са цифровите техники, които придобиват нарастваща значимост в текстилния сектор и в производството на килими. При цифровото щамповане отделните бои се дозират според необходимото количество, определено на базата на компютърно изчислени изисквания. С това се избягват отпадъците от паста за щамповането в края на всеки работен цикъл. За гладките тъкани е подходящо цифровото мастилено-струйно щамповане. Но скоростите в това производство все още са много малки, за да може тази техника да замести традиционното аналогово щамповане. Все пак, мастилено-струйното щамповане предлага значителни предимства пред аналоговото щамповане когато се произвеждат малки серии. Последните технологични разработки при машините за мастилено-струйно щамповане предназначени за килими и по-обемни текстилни изделия се изразяват в инжектирането на боите с хирургическа точност дълбоко в лицевата повърхност на тъканта, без частите на машината да докосват текстилната основа. Тук контрола върху количеството на разтвора, което се нанася върху текстилната основа (което варира за леките текстилни материи и тежките качествени тъкани) се постига като се променя не само времето на “инжектиране”, но и налягането на изпомпване. Съдържанието на карбамид в реактивната паста за щамповане понякога достига 150гр/килограм паста. При едноетапните процеси карбамидът може да бъде заместен с контролирано внасяне на влага посредством техниката на пенообразуване или чрез впръскване на определено количество водна “мъгла”. Но при копринените и вискозните тъкани не е възможно да се избегне използването на карбамид в системата за впръскване. Техниката не е достатъчно надеждна, за да осигури равномерно дозиране на добавката на малко количество влага за тези тъкани. За разлика от това, техниката на пенообразуване се оказва успешно приложима за пълното елиминиране на карбамида при обработката на вискоза. По принцип тази техника би трябвало да е технически приложима и за коприна, въпреки че това все още не е доказано. Известно е, че коприната е по-малко проблематична като влакно от вискозата, но тя обикновено се обработва в по-малки партиди. Без да се използва техниката на пенообразуване, количеството консумиран карбамид може да се намали до около 50 гр/кгр щамповъчна паста за коприна и 80 гр/кгр – за вискоза. Друга възможност да се избегне употребата на карбамид, макар и по-сложна и по-бавна, е двуетапния метод на щамповане. Въпреки че в Европа вече не се използват емулгирани (вода-в-нефтопродукт) сгъстители, а полуемулгирани щамповъчни пасти (нефтопродукт-във-вода) се използват много рядко, в изходящите газове все още често се срещат въглеводороди (преобладават алифатните), които се генерират предимно от нефтените масла съдържащи се в синтетичните сгъстители. Техния емисионен потенциал може да достигне 10 гр. орг. С/кгр. текстил. Сгъстителите от по-новото поколение съдържат минимални количества летливи органични съединения, когато изобщо съдържат такива. Освен това, оптимизираните щамповъчни пасти не съдържат АРЕО, с намалено съдържание на амоняк са и в състава им влизат свързващи смоли с ниско съдържание на формалдехид. Дообработка За намаляване на поеманите количества, като заместител на системите работещи на принципа на накисването, все по-голяма значимост придобиват така наречените техники за минимално нанасяне (напр. системи за нанасяне с допиращи валци, аерозолно разпръскване и пенообразуване). В допълнение към това, съществуват и различни техники за намаляване консумацията на енергия в разширителните рамки (напр. чрез оборудване за механично отделяне на водата за намаляване на водосъдържанието в постъпващите за обработка тъкани, оптимизиране контрола над изпусканите газове от камерата, инсталиране на системи за оползотворяване на топлината). За всеки процес на дообработка съществуват различни техники за намаляване на въздействието върху околната среда свързани с конкретните вещества използвани в него. Справочният документ се фокусира само върху няколко процеса на дообработка. При обработката за улесняване поддържането на тъканите, емисиите на формалдехид (предполага се, че той е канцерогенен) могат да бъдат значително намалени, ако се използват продукти с ниско или без съдържание на формалдехид (<75 мг/кгр. тъкан или дори под 30 ppm за изискването за потребители). Общите техники за минимизране на емисиите на вредни и опасни вещества от агента за устойчивост срещу молци включват процедури за управление на дейностите за намаляване до минимум на разливите в багрилния цех при дозирането и транспорта на концентрати на агента против молци, както и специални експлоатационни техники за постигане на възможно най-ниски количества на отпадъците от активни субстанции в използвания багрилен разтвор и отпадъчните води. Пример за две ефективни мерки са: 1) осигуряване на киселинност < 4.5 в края на багрилния процес (когато и ако това не е възможно, агентът за устойчивост срещу насекоми да се нанася в отделен технологичен етап при повторно използване на разтвора във ваната), и 2) избягване употребата на багрилни добавки, които затрудняват поемането на агентите за устойчивост срещу насекоми (напр. изравнители, РА блокиращи агенти). Други подходящи техники са пропорционалното повърхностно третиране, нанасяне на агента за устойчивост срещу молци от резервоара с намалено съдържание в края на линията за изпиране на преждата, нанасяне на IR агента директно върху мъха на килима по време на операцията за нанасяне на покритието от обратната страна или при нанасянето на латексното покритие. Прилагането на тези техники е специфично за всяко от трите определени направления за производството на прежда, т.е. направлението “сухо предене”, направлението “производство на тъкани от боядисани отделни влакна/изпрана прежда” и “производство на тъкани от боядисана прежда”. Нанасянето на омекотители с помощта на валци за напояване на тъканите или системи за нанасяне чрез аерозолно разпръскване или пенообразуване, дава по-добри резултати по отношение на аспектите на околната среда отколкото партидното омекотяване директно в багрилната инсталация след багренето. Използването на катионни омекотители може да се избегне, а отпадъците от химикали да се намалят само до няколко процента. Друго предимство е, че в този случай е възможно да се използва повторно разтвора от багренето или плакненето, тъй като вече не съществува проблема с наличието на остатъчен катионен омекотител, който би могъл да ограничи адсорбцията на боята в последващото багрене. Промиване Техниките на промиване с изтакане и последващо пълнене и “улеснено” плакнене са по-ефективни техники за периодично промиване от традиционното преливно плакнене. Освен това, съвременните машини са оборудвани със спестяващи време устройства и други специални системи за намаляване на характерните ограничения на традиционния метод на плакнене с изтакане и повторно пълнене (напр. удължено време на производствения цикъл и др.) При двете техники на “улеснено” плакнене и изтакане с повторно пълнене е възможно да бъдат разделени двата потока на използвания концентриран багрилен разтвор и този на отпадъчните води от плакненето (разделяне на потоците от отпадъчните води с оползотворяване на водата и енергията). При процеса на непрекъснато промиване, икономиите на вода и енергия трябва да започнат с прилагането на мерки за добро управление на дейностите. Те могат да обхващат дейности от определянето на оптимален дебит с помощта на средства за контрол на дебита, монтирани на промивните агрегати, до инсталирането на спирателни кранове, които спират водния поток при прекъсване на работа. Допълнителни подобрения могат да се внесат с увеличаване на ефективността на промиване предимно чрез промиване в противопоток и намаляване на преноса към следващи процеси (напр. чрез вакуумни екстрактори). Инсталирането на съоръжения за оползотворяване на топлината в агрегати за непрекъснато промиване обикновено е лесна за изпълнение и ефективна мярка. Новите инсталации за миене с халогенирани органични разтворители са снабдени с филтри с активен въглен работещи в затворен контур, като по този начин се избягва изпускането на изходящи газове в околната среда. За минимизиране на емисиите на води замърсени с перхлороетилен, по-голямата част от разтворения във водата перхлороетилен се улавя и оползотворява в един двуетапен процес, състоящ се от пречистване на въздуха и адсорбция върху активен въглен (съдържанието на перхлороетилен в третираните отпадъчни води е < 1 мг/литър). Тъй като водния дебит е сравнително малък (≤ 0.5 м3 /час), за пречистването на тези отпадъчни води в рамките на производствената площадка са подходящи процесите с предварително окисление (напр. процеса на Фентон). В допълнение към това, една цялостна преработка на главния дестилационен участък намалява драстично остатъчните количества разтворител в утайката (1 тегловен процент, в сравнение с 5 % при традиционните инсталации). Пречистване на отпадъчните води Трудно поддаващите се на биологично разграждане вещества все пак могат да се разграждат в био инсталации в условията на ниско съотношение храна/маса (Х/М), но неподлежащите на биоразграждане вещества не могат да се разграждат в биологични инсталации. Концентрираните потоци с отпадъчни води, в които се съдържат подобни вещества, следва да бъдат пречиствани при източника. Като практически приложима техника за предварително пречистване за процесите на дообработка в текстилната промишленост се препоръчва предварителното окисление с реакция от типа Фентон (в зависимост от вида на вредните и опасни вещества в отпадъчните води, пречистването на ХПК може да достигне 70 –85%, а остатъчното количество ХПК, която подлежи на биологично разграждане в резултат от промените в съединенията, се подлага на биологично пречистване). Но много силните отпадъци, като отпадъци от щамповъчната паста и разтворите за накисване, е по-удобно да бъдат отделени от потока на отпадъчните води и да се ползват други маршрути за обезвреждането им. Практически приложима алтернатива на химическото окисление за отпадъчни води съдържащи пигментна щамповъчна паста или латекс от покритието върху обратната страна на килимите, е коагулацията/флокулацията с изгаряне на получената в резултат от това утайка. Още повече, ефективна техника за пречистване с цел отстраняване на цвета при азо-багрилата, е анаеробното третиране на разтвора използван за накисването и на щамповъчните пасти, преди последващото аеробно третиране. За постигане на също така висока степен на пречистване при третирането на отпадъчни води със смесено съдържание, се предлагат следните техники:
За отпадъчните води от изпирането на вълната се обсъждат няколко различни сценария. Характеристиките по отношение на околната среда на една изпарителна инсталация в голяма степен превъзхождат тези на една флокулационна инсталация. Но първоначалните разходи по изпарителните инсталации са много по-високи и изплащането им за по-малките производствени инсталации (3500 тона вълна/годишно) става за 4 до 5 години (за разлика от заустването в канализационната система). За инсталации от среден мащаб (15000 тона вълна/годишно), изпарителният процес излиза малко по-евтин от флокулацията, разчетено за период от 10 години. Използването на оборотен цикъл за третиране на тинята/оползотворяване на маста в комбинация с изпарението прави изпарителния процес още по-привлекателен, защото може да се инсталира по-малък изпарител, като по този начин се намаляват първоначалните капиталови разходи. Използването на оборотен цикъл за оползотворяване също позволява да се намалят текущите разходи, благодарение на постъпленията от продажбата на маста (този ефект е с по-голяма значимост за инсталациите за изпиране на фина вълна). Комбинацията между цикъла за пречистване на тинята/маста с изпарение на отпадъчните води и изгаряне на утайката при пълно оползотворяване на водата и енергията е най-добрата алтернатива от гледна точка на околната среда. Но сложността на техниката и високия първоначален капиталов разход я правят по-подходяща за 1) нови инсталации, 2) съществуващи инсталации в които не се осъществява пречистване на отпадъчните води в рамките на производствената площадка, и 3) инсталации, в които е необходимо остарялата инсталация на пречистване на отпадъчни води да се замени с нова. В случая на пречистване на отпадъчните води посредством биологични процеси е известно, че в Европа (по-специално Италия) съществуват инсталации за изпиране в които като основен метод за пречистване на отпадъчните води се използват биологични процеси. Въпреки това, досега не е представена точна информация за това. Доказано е, че утайката от изпирането на вълната има отлични технически свойства при изработката на тухли когато бъде смесена с глина. Икономическата полза от подобно приложение до голяма степен зависи от договореностите между собственика на инсталацията за изпиране и фирмата изработваща тухлите. Според получената досега информация, техниката е по-евтина от депонирането, компостирането и изгарянето. В справочния документ няма информация за други налични възможности за оползотворяване. Каталог: webdav -> CircaBC -> env -> ippc brefs -> Library Library -> Executive Summary Tanning Library -> Executive Summary – Non Ferrous Metals кратко изложение env -> IV. Мониторинг на водите Повърхностни води env -> Проект за план за управление на Западнобеломорски район за басейново управление env -> Проект за план за управление на Западнобеломорски район за басейново управление Library -> Executive Summary – Cement and Lime Library -> Изложение 1 Въведение Library -> Executive Summary – Chlor-Alkali Изтегляне 0.57 Mb. Сподели с приятели:
|
1 2