|
|
|
纺织印染企业的水重复利用率研究纺织印染企业的水重复利用率研究 广州弘禹环保科技有限公司 杨会玲 董廷尉 杨爱民 骆睿
摘要 详细讨论了纺织印染企业水重复利用的概念和形式等，分析了循环重复利用和串联重复利用的特点、 形式以及组合方法，对生产水重复利用率和企业水重复利用率的概念以及计算方法提出了意见，用实际案例分析了蒸汽、冷凝水、冷却水和工艺水的重复利用情况。 关键词 纺织印染企业；水重复利用；重复水量；重复利用率 印染行业作为纺织工业重要的组成部分，是纺织品生产链中产品深加工，提升品质、功能和价值的重要环节，是高附加值服装面料、家用纺织品等产业的重要技术支撑。纺织印染生产是以湿加T为主的生产过程，在生产过程中要消耗大量的水，是工业用水大户之一。降低用水总量、提高水的利用效率是纺织印染行业长期而艰巨的任务。“十二五”以来，纺织印染行业积极采取高效用水和节水措施，生产用水总量得到了有效控制，取水总量逐年下降，机织染整布单位产品水耗由2.5 t／百米下降到1.8 t／百米，针织染整布和纱线单位产品水耗下降了30%左右，水的重复利用率由15%提高到30%以上。尽管如此，从用水效率来看，行业总体水平仍有待提高。 提高水的重复利用率是提高水资源利用效率的有效方法之一。水重复利用率已是国家对印染企业的要求指标之一[l]，也是节水型企业考核的重要指标之一[2]。GB/T 21534-2008《丁业用水节水术语》规定了水重复利用率的定义和计算公式。但在实际T作中，重复利用水量的确定和计算仍存在争论，测量重复利用水量的方法不确定，影响了水重复利用率计算的准确性，在某些过程中造成了一定的混乱。 根据多年在纺织印染企业中开展清洁生产审核、节能减排和水平衡测试等丁作实践，结合纺织印染企业的生产实际情况，本研究对纺织印染企业水重复利用状况和水重复利用率的计算方法进行分析。 1水重复利用 水重复利用是指企业使用过后的水被再次利用。水重复利用可以是一次利用，也可以是多次利用。根据水使用前后的水质、再利用的方式、再利用的场合与途径，水重复利用有着不同的方法和形式。 1.1 基本概念 重复利用水量( quantity of water recycle)是指在确定的用水单元或系统内使用的所有未经处理和处理后重复使用的水量的总和，即循环水量和串联水量的总和。 循环水量(quantity of recirculating water)是指在确定的用水单元或体系内，在生产过程中已用过的水再循环用于同一过程的水量。 串联水量(quantity of series water)是指在确定的用水单元或系统内，在生产过程中产生或使用后的水再次用于另一单元或系统的水量。 重复利用率( recycle ratio)是指在一定计量时间内，在生产过程中使用的重复利用水量与用水量的百分比。 用水量( quantity of water usage)是指在确定的用水单元或系统内使用的各种水量的总和，即取水量和重复利用水量之和。 1.2水重复利用形式 1.2.1循环重复利用 (1) 基本形式。在确定的用水单元或系统内，在生产过程中已用过的水再循环用于同一过程为循环重复利用纠。循环重复利用的基本形式见图1。
图1 循环重复利用的基本形式 需要强调的是，在循环重复利用中，再次利用与前期利用属于同一过程而不是属于同一设备。如果是同一设备而不是同一过程，不属于循环重复利用。 例如染色机的冷却水和冷凝水回收后用于染色机的工艺水就不属于循环重复利用。 (2) 含功能设施的循环利用。在实际生产中，重复利用过程需要调节水量、改变水温、改进水质或增加水压，以满足再利用的要求，实现这些功能的设施为功能设施。图2中的功能设施可以是蓄水池、蓄水罐、冷却塔、处理设施、染料槽或助剂槽等。
图2含功能设施的循环重复利用 (3) 多循环重复利用组合。在用水过程中常常会出现多个循环重复利用的组合形式，图3就是其中一 种，循环重复利用组合是通过多个循环重复利用共用了功能设施。循环重复利用组合基本上都离不开共用功能设施，但功能设施供水的方式有所不同。部分企业冷却水的重复利用与图3相同。
图3循环重复利用组合 图4也是循环利用组合之一。图4中的功能设施负责统一向各重复利用单元提供重复利用水量，与图3分别形成不相同的循环。
图4集中供给的循环重复利用组合 1.2.2 串联重复利用 (1) 基本形式。在确定的用水单元或系统内，在生产过程中产生或使用后的水再用于另一单元或系统为串联重复利用。串联重复利用的基本形式见图5。对比图5与图1可知，循环重复利用是闭环，而串联重复利用是开环。在串联重复利用中，串联的T序可以是一个，也可以是多个。例如长车逆流水洗和印花布连续水洗生产线都属于多级串联重复利用。
(2) 含功能设施串联重复利用。与循环重复利用一样，在串联重复利用中有时也需要增加功能设施来满足重复利用的需要。图6是含功能设施的串联重复利用。冷凝水回收后再用于染色机的T艺水就是图6的方式。
图6合功能设施的串联重复利用 (3) 串联重复利用组合。将两个或以上的串联重复利用组合起来，以满足生产和水重复利用的需要是常见的方式。例如，收集染色机的冷凝水和冷却水作为T艺水重复利用，就是两个串联重复利用组合。 在图7中，蒸汽第一次利用是加热，冷却水第一次利用是冷却，而两者第二次使用都是作为工艺水，与第一次使用是不同的过程。
图7串联重复利用组合 1.2.3两种重复利用的组合 循环重复利用和串联重复利用不仅可以自身组合，还可以两者之间组合。图8中，冷却水的重复利用是一个闭环，属于循环重复利用，而冷却水作为印花版框冲洗水则属于串联重复利用。
图8两种重复利用的组合 1.3重复利用水量 1.3.1确定方法 确定重复利用水量是计算水重复利用率的基础，就是确定哪些属于水的重复利用，哪些不属于水的重复利用。具体的确定方法：(1)考察各种设备、生产线或T序的水使用状况，划分水重复利用单元； (2)根据水重复利用单元的形式和特点，确定循环水量（矿。）或串联水量( v.)。由于水重复利用的形式较多，确定时先要对设备和T序逐一分析。需要说明的是：(1)企业外购或引进的水源均不能计为重复利用水量，包括回用水；(2)在一个过程中利用了水的余热而没有重复利用其水量，该水量不能计为重复利用水量。图9中，高温废水余热回收过程仅回收利用了高温废水的余热，而水没有再利用，不能作为重复利用水量。
图9高温废水余热回收系统 1.3.2计量要求 在水被再次利用的过程中，应安装必要的水表统计重复利用水量。4]，水表应安装在重复利用水量的进水处。当客观条件不允许时，可利用水平衡分析原理计算m相应的重复利用水量。 1.4重复利用率 1.4.1计算公式 水重复利用率可按公式(1)计算：
式中，R为水重复利用率，%；Vr为重复利用水量，ITI3； Vo为取水量，m3。 重复利用水量是循环重复利用水量和串联重复利用水量之和。水重复利用率可按公式(2)计算：
式中，旷、。为循环重复利用水量，ITI3；Vs为串联重复利用水量，m3。 1.4.2生产水重复利用率 生产水重复利用指将重复利用水用于生产过程。 利用公式(1)和(2)计算生产水重复利用率时，重复利用水量和取水量都必须是用于生产过程的水量。 值得讨论的是环保设施的重复利用水量是否属于生产重复利用水量。过去一些文献或标准没有将环保设施列入生产部门或主要生产部门。由此得出环保设施的重复利用水量不属于生产重复利用水量。而现实情况是，一些环保设施已与生产密不可分，例如大量使用回用水的企业，其废水处理设施直接与生产设施挂钩；又如定型机必须与尾气处理设施同时启动。从这个角度考虑，环保设施的重复利用水量应计人生产重复利用水量。 1.4.3企业水重复利用率 企业水重复利用率有时也被简称为水重复利用率，重复利用水量是用于企业内部各个部分的水量， 包括生产和生活用水。用公式(1)、(2)计算企业水重复利用率或者水重复利用率时，重复利用水量和取水量是用于企业各个部门或场所的水量。 2蒸汽或冷凝水的重复利用 2.1 蒸汽多次利用 2.1.1 蒸汽发电+蒸汽作为热源+冷凝水利用 拥有白备电厂的染整企业，蒸汽先用于发电，再用作耗汽设备的热源，最后冷凝水回收利用。图10中是串联重复利用，第二次用作各种耗汽设备热源的蒸汽量和冷凝水重复利用水量都属于重复利用水量。计量要求可见图中的蒸汽表和水表。 图10蒸汽发电+蒸汽作为热源+冷凝水重复利用 2.1.2蒸汽作为二次热源+冷凝水利用 目前，许多染整企业用中压蒸汽作为定型机热源，蒸汽作为热源二次利用+冷凝水重复利用的方式见图1 1。
图1 1蒸汽作为热源二次利用+冷凝水重复利用示意图 图11中，蒸汽是二次作为热源使用，第一次是作为定型机的热源，第二次是从闪蒸罐产生低压蒸汽再次用于染色机等耗汽设备的热源。闪蒸罐分离m 冷凝水用于其他生产过程。蒸汽在二次利用后也产生冷凝水，收集后再次利用。整个过程是串联重复利用。蒸汽第二次利用的量和冷凝水回收量都可作为重复利用水量。按要求应在闪蒸罐的蒸汽管道上安装蒸汽表，计量第二次利用的量；在冷凝水进水口安装水表，计量冷凝水的重复利用水量。 2.2 冷凝水 冷凝水具有优良的水质和较高的水温，是重复利用的重点。蒸汽使用后的冷凝水再次用于锅炉进水、工艺水等均属于串联重复利用。再次利用的冷凝水量为重复利用水量，应在再次利用的进水管安装水表计量。 3 冷却水的重复利用 3.1 串联重复利用 冷却水串联重复利用是常见的方式，冷却水经过冷却后被收集起来，用于其他生产过程。例如冷却水作为T艺水重复利用，由图12可知，冷却水两次进入染色机，但过程不同。冷却水重复利用水量的计量应在冷却水再次利用的进水管进行计量。
图12冷却水串联重复利用 3.2循环重复利用 与串联重复利用相比，建立冷却水独立循环系统更节水，水重复利用率更高。由图13可知，系统中水的功能没有改变，为循环重复利用。循环水量为循环重复利用水量，计量的水表应安装在冷却水再次利用进水管。
图13冷却水循环重复利用 3.3重复利用组合 工艺水重复利用，也可以用作冷却水重复利用，这就组成两种重复利用的组合。图14中，染色机可以是染色机组，也可以是单机。用作工艺水的重复利用属于串联重复利用，其水量为串联重复利用水量；用作冷却水属于循环重复利用，其水量为循环重复利用水量。在这样一个系统中，需要分别计量重复利用水量。水表1用于计量串联重复利用水量，水表2用于计量循环重复利用水量。
图14冷却水重复利用组合 4工艺水的重复利用 4.1 水质要求 工艺水在第一次使用后，水质有很大的变化，影响到重复利用。水质对重复利用的影响有3种情况： (1)第一次使用后水质能满足重复利用的要求，例如长车逆流水洗的水；(2)第一次使用后需要添加染化助剂才能满足重复利用的要求，例如纱线浆染过程的水；(3)第一次使用后需要经过处理才能满足重复利用的要求，例如废水处理后的回用，丝光残碱液浓缩回用等。 4.2循环重复利用 浆染纱中的染液循环，废水深度处理后用于生产以及锅炉烟气脱硫废水循环系统都属于循环重复利用。浆染纱匹染的染料循环系统见图15。图15中的重复利用水量是循环重复利用水量，计量的水表应安装在染液输出管道上。
图15浆染染液循环利用系统
4.3 串联重复利用 工艺水串联重复利用的情况比较复杂，大多数情况下都需要功能设施处理后再重复利用。长车中水洗槽的逆流水洗线和印花布连续水洗线都是多级串联重复利用。图16是长车水洗槽的情况： (1)长车中各水洗槽都要进行水洗，但又有差异，属于不同的过程； (2)进水水量使用了Ⅳ次，重复使用N-l次，其重复利用水量为进水量的N-1倍； (3)由于是串联， 只能用水表对第一次进水量进行计量。
图16长车水洗槽逆流水洗示意图 4.4重复利用组合 工艺水的重复利用也可以是循环重复利用和串联重复利用的组合。在这些重复利用中常常有水的处理，例如T艺水使用后成为废水，经处理后再次用于T艺水、冷却水和清洁冲洗用水。 5结论 近十几年来，染整企业的技术人员和管理人员都高度重视水的重复利用，运用和开发了许多水重复利用的技术和工艺，使印染企业的水重复利用率得到较大幅度的提高。然而在印染行业内，水重复利用率仍有提高空间，重要的是要有正确的思路，克服一定的认识误区。 (1) 需要克服轻视小水量的重复利用。例如烧毛机的冷却水和气流染色机中空气压缩机的冷却水， 大多数企业都没有进行重复利用。原因是水量太小， 设备排放较分散，不易回收。 (2) 要有总体的规划和综合性的考虑，例如染色机冷却水重复利用的方式不同，产生的效果也不同。 如果只是简单地回收到蓄水池，然后作为T艺水重复使用，水的重复利用率较低。如果建一个独立的冷却水循环重复利用系统，重复利用率会大大提高。 (3) 需要对工艺水的重复利用进行研究，尤其是对T艺水的水质进行分析，在满足条件的情况下实施重复利用。 (4) 文中仅提出了有关重复利用水量计量的原则，在T作中应根据实际情况配置水表。 参考文献： [1] 印染行业规范条件(2017版)[Z]. [2] GB/T 26923-2011，节水型企业纺织染整行业[s]. [3] GB/T 12452-2008，企业水平衡测试通则[s]. [4] GB/T 29452-2012，纺织企业能源计量器具配备和管理要求[s].
|
