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生物纺织酶添绿印染业助力减少废水排放量
 文章编辑:zym  文章来源:互联网 发布时间:2018-03-06

近日,中科院天津工业生物研究所宋诙研究员领先开发了生物纺织酶技术,这一技术在印染材料前处理过程中代替烧碱,将极大减少废水排放,并节水节电,被业界评价为我国印染行业的又一重要技术创新。

你有没有想过你穿的一件件T恤衫、牛仔裤或者连衣裙是在怎样的环境下生产出来的?事实上,色彩绚丽的服装带来的却是对环境的极大破坏。印染行业一直是高污染、高耗能的落后产能代表,近年来,不少地方尤其是一线城市的印染行业逐渐外迁,甚至关停。

与此同时,印染又是纺织行业不可或缺的环节,在政策倒逼下,印染行业也在不断寻求技术创新,朝着绿色印染方向前进。

由中科院天津工业生物研究所宋诙研究员领先开发的生物纺织酶技术,在印染材料前处理过程中代替烧碱,可极大减少废水排放,并节水节电,被业界评价为我国印染行业的又一重要技术创新。

印染行业迫切需要抵制污染

当前中国纺织产业的污染问题已经到了需要刻不容缓解决的地步。传统纺织生产不仅给环境带来污染,更是产生各种有害化学物质,对我们的身体造成损害。全社会应该共同抵制污染性、消耗性的生产过程……”

国际环保地球誓言(EarthPledge)发布的数据显示:全世界至少有8000种化学品在将原料制成纺织品的过程中,会使用25%的农药用于种植非有机棉。这将导致对人类和环境不可逆转的损害,还有2/3的碳排放量会在服装的购买后继续发生。在加工服装面料的过程中会耗费几十加仑的水,尤其是面料染色过程,合成材料的染色需要2.4万亿加仑的水。

中国环境统计数据表明,在重点调查工业行业中,纺织业是排污大户。纺织工业废水排放量在全国41个行业废水排放中位居前列,而其中印染加工过程产生的废水排放占纺织废水排放量的七成以上。

此外,作为水污染的重要来源,中国的纺织工业还消耗了巨大的水资源,在水资源利用效率方面远远落后于世界其他地区。根据中国环境科学出版社出版的《全国重点行业工业污染防治报告》,在生产同类单位产品的情况下,我国印染废水中污染物平均含量是国外的2–3倍,用水量则高达3–4;同时,印染废水不仅是行业主要污染物,印染废水所产生的污泥处理起来存在问题。

这其中,印染材料的前处理由于使用到大量烧碱,造成的污染尤其严重。染色前需要用烧碱处理,用蒸汽把它蒸硬,然后,再用盐酸把这些烧碱中和掉,这就排放出大量废水。曾经在印染企业一线工作多年的河北纺联物资供销有限公司驻津办事处经理高忠强说。

针对这一现状,中国科学院天津工业生物技术研究所宋诙带领团队首先将目标瞄准可代替烧碱的新酶制剂开发。

生物酶制剂解决印染难题

传统的印染前处理工艺流程包括烧毛、退浆、精炼、漂白和丝光五个步骤。虽然此前有国外公司生产用于印染前处理的酶制剂,但仅用于退浆这一环节。

宋诙介绍道,酶制剂是一种高效、低耗、无毒的生物催化剂,基于酶制剂的生物处理方法是解决印染工业高污染和高消耗的理想途径,但是,此前,酶制剂品种单一成本偏高,酶制剂的复配及与纺织助剂的相容性研究缺乏,完整的酶法染前处理工艺尚未形成。

此次,宋诙团队与天津天纺集团、河北纺联物资供销有限公司达成密切合作,历经三年,研发出多种性质优良的纺织用生物酶制剂及其生产工艺,包括淀粉酶、碱性果胶酶、木聚糖酶和过氧化氢酶等,可以将退浆和精炼合并成一步完成,大大提高前处理的效率。

退浆精炼复合酶制剂解决了涤棉、纯涤纶坯布混合浆料退浆难的问题。以往的淀粉酶退浆只能解决淀粉上浆的坯布,有PVA混合浆料的坯布只能用高温碱煮去除。天纺集团总工程师丁学琴说,含阻燃丝、纯涤纶组分的坯布品种不能高温碱煮退浆,否则会皱缩,而使用生物复合酶的退浆效果很好,防止了坯布皱缩,而且退除淀粉、PVA干净,同时处理后布匹手感蓬松、柔软,也为工厂解决了一个技术难题。

节水节电减少污水排放

宋诙介绍道,酶法退浆精炼一次完成,不仅省去了传统处理工艺的高温,并且,酶法处理温度在低温下进行,大大降低了前处理过程中的蒸汽用量,显著节约了蒸汽能耗,与传统工艺相比,节约蒸汽25%–50%,节省电量40%

生物酶法前处理工艺替代传统工艺中的烧碱退浆和烧碱精炼过程,意味着生物发酵产品可替代烧碱、精炼剂等化学制剂,因此,可大大降低处理后废水的pH值及COD值,精炼剂等化学制剂的有效取代可使前处理废水中得COD值降低60%以上。

生物复合酶制剂具有处理条件温和、效率高、专一性好等特点,应用生物酶处理对棉纤维几乎没有损伤,而对于坯布上的淀粉浆料及PVA浆料具有高效的降解作用,可达到良好的退浆效果。宋诙说,经该技术处理的棉纤维质量较传统方法提高许多。

对于印染企业关心的价格问题,宋诙表示,生物复合酶酶活效价高、用量少,价格与一般纺织助剂相当,不会提高处理成本,大多数纺织企业可接受。此外,应用生物酶进行前处理可通过降低蒸汽能耗、省去碱性废水处理成本、以及减少多种化学助剂用量,从而达到显著降低前处理成本的目的,提高纺织行业的经济效益。

在天纺的酶法前处理工艺应用中,12000米纯棉棉布和11000米芳纶热波卡布的酶法前处理与传统碱法工艺比较,可分别降低成本30%70%丁学琴说。

预计三年内推广到近20家企业

今年3月至6月,河北宁纺集团成功完成了16000米布以上的生物酶法前处理工艺的应用示范和推广。

此前,应用该生物复合酶的生物酶法前处理工艺在天津天纺集团首次试验成功,完成了累计大于300万米布的中试生产实验,实验品种包括军用迷彩、帐篷防水布、芳纶等等。

宋诙表示,接下来将与河北纺联继续合作完善技术推广工作,组成技术服务小组,服务全国印染企业,以及未来三年可完成10–20家纺织企业的推广应用,累计创造新增利润5000万到1亿元人民币。

在近日举办的生物纺织酶成果发布会上,前来参会的福建经销商告诉说,他认为该产品会受到印染企业的欢迎,他已决定代理该产品。

我们也会进一步完善技术,同时针对印染的其他环节开展研发,开发出更多技术和产品。宋诙说。

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