常州地区印染废水处理以及余热回收现状调查及对策研究

1概述

印染行业是高耗能、高耗水、高污染的行业，在能源紧张、水资源日益短缺、环境污染不断恶化的严峻形势下，如何抓好企业的节能减排、清洁生产、资源的重复利用，特别是投资少、见效快的余热利用是当前印染行业的当务之急。

印染企业每年在能源消耗方面都要花费大量的费用购买蒸汽、电能、煤炭用于生产过程中的退浆、煮练、漂洗、蒸碱、轧染、高温高压溢流染色、卷染、印花蒸化、烘干、热定型、锅炉排污、碱回收、水膜除尘等过程，而加工后的成品并未带走任何热能，能源消耗均以废热气、废烟气、热污水、热辐射的方式流失到环境中，给生产环境带来很大危害，浪费了大量的热能，企业普遍存在一方面拿出大量资金购买能源，另一方面又要花费资金增加空调送风、污水降温，无谓地增加了生产成本。据测算：一个规模在年加工5000万米的印染企业消耗蒸汽28万吨/年左右，折合消耗煤炭可达3.5万吨/年，由于蒸汽和煤炭的市场价格年年攀升居高不下，直接导致了印染企业百米成本的增加，关系到企业的生存和发展[1]。

2可行性分析

印染厂在其生产过程中要消耗大量的热能、电能，尤以热能的用量最大，由于染整工艺需将大量的工业用水加热到90℃―102℃（长车），高温高压染缸温度可达130℃，用于洗涤、漂白、染色等工序的热能消耗约占整个工艺过程中热能用量的80%，还有20%用于烘干及热定型工序[2]。经过印染工艺后排出的废水温度达80℃以上，一般热定型机内所需热风温度约为220-230℃，用风机排出热定型废气的温度一般也达到160℃左右，如果能把这些热能加以回收利用，将带来可观的经济效益。

印染企业中大多数平洗槽都需使用热水，耗费大量蒸汽，而且平洗槽中60－90℃的热水直接排入下水道，对污水处理带来影响，因此，在平洗机旁边安装水－水热交换器，通过该系统可使等量进水温度达到排放废水温度的0.9倍，通过喷淋方式引入平洗槽，用于补充整个水洗段的消耗水，由于水－水交换后的进水温度已相当接近水洗段所需的工艺温度，仅需加少量蒸汽即可满足工艺要求，而且由于喷淋水是热水，大大提高了水洗效果。如排出的废水温度为80℃，将20℃的清水通过热交换装置进行热能回收，若能达到60℃，而工艺用水温度为80℃，那么通过对废水进行热回收后，只需原来能源的1/3就可提供80℃的工艺用热水，仅此一项可节约燃料油或煤66%左右[2]。由此可见，在印染行业进行余热回收是一项非常有意义的工作，完全可行。

3现状分析

江苏省常州地区印染行业非常发达，印染企业日用水量达15～20万吨，我们对常州地区的28家印染企业发放了《调查问卷》，对部分重点企业进行了实地调研，其中19家企业已开展了热能回收工作，9家企业暂时未正式实施。

3.1已开展热能回收企业的现状分析

在已开展热能回收的19家企业中，最早是从1998年开始的，一般企业从2002年陆续展开，其主要目的是为了节约能源、降低成本、提高市场竞争力，同时响应国家及环保部门节能减排的工作要求，减少污染物的排放，降低污水的温度、有利于微生物的生长和提高污水生化处理的效果。

19家企业的热能回收装置主要是由环保工程有限公司、热交换器厂、印染机械有限公司、热能回收装置厂、节能设备有限公司等各类企业生产的，特别值得一提的是有的企业的热能回收装置是他们在参观调研的基础上自己设计、自己制造的，成本低、效果好。有的企业热能回收的用途非常广泛，利用废气余热干化污泥、加热生活用水，服装车间蒸汽回收再利用，定型机余热回收再利用，导热油锅炉热量回收再利用。

据统计：印染企业的热能回收装置一般用在退煮、氧漂、丝光、染色等加工过程所需的生产热水和生活用洗浴水。使用后的效果普遍反映较好，最快3个月一般半年到一年即可收回成本。

19家企业估算：已回收的热能占可回收总热能的2%－80％，大多数企业在40%－50%，可见回收潜力仍然很大。且对于未充分回收的热能绝大部分企业都有继续回收的意愿，目前正在准备、考证阶段或已在实施中。

有一些暂时无继续回收利用计划的企业也有多种原因：全球金融危机、资金紧张；未能回收的热能由于量小分散，实施困难，无回收价值；目前的回收情况已处于利用率的临界点，担心回收热能多了用不掉反而造成新的浪费；有继续回收利用的意愿，但需待技术、时机等成熟后再实施。

3.2未实施热能回收企业的现状分析

9家暂时未实施热能回收项目的企业普遍反映：他们已从政府相关部门、各类会议、设计单位的推荐、成功企业的经验介绍、网络等渠道了解了热能回收有节能减排、降本增效、减少热能浪费等好处。

经调查这些企业暂时未实施热能回收的主要原因是多方面的：大部分企业初期投入生产设备时未考虑热能回收装置，因原有污水管已排好，现要开展热能回收所涉及的场地、设备改造面广量大，要重新排管路，实施起来较困难；有些企业担心印染行业形势严峻，业务不稳定，印染污水排放量较小，不能连续生产和及时使用制得的热水；个别企业不知道怎样回收，不了解热能回收设备厂家、回收设备的型号、功能、价格或暂时未找到合适的热能回收系统。

大家普遍认同热能回收可在漂洗、染色、印花水洗、后处理、浴室等方面得到广泛应用，在热能回收充分利用的情况下，如果以百分数表示回收热能成效的话，许多企业认为20%－40%的热量是比较容易回收利用的，普遍认同1―2年之内收回热能回收装置成本比较容易接受，绝大部分企业已十分关注此事，有的已作前期准备、有的先作调研评估后准备分期分批实施、有的正在考察、有的需根据企业产品结构调整情况而定。

4余热回收技术

目前常州市印染废水余热利用成熟技术主要有：利用板式换热器进行热能转换；利用热泵技术回收废水余热；利用筒染连续套染、综合利用废水余热。

废热回收利用成熟技术主要有：定型机废热回收利用系统。

4.1利用板式换热器进行热能转换

利用板式换热器将污水中的热能转换，污水与清水的温度相互传递，使污水温度逐步降低，清水温度逐步提高，然后把该清水应用到所需部位。常州某企业经现场测定，污水排放温度在90--95℃时，经换热器交换出来的清水温度能达到78--80℃，热效率90%以上，按5吨印染废水处理进水量计算，每台换热器每小时能节省0.53吨蒸汽，每天能节省1800元左右，该公司共投入120万元资金购置板式换热器，四个月已全部收回成本[3]。

4.2利用热泵技术回收废水余热

板式换热器只能把热量从高温传向低温，但热泵在利用了一小部分电能做功后能把热量由低温传向高温，将经污水处理设施预处理后外排至管网的废水中的热能通过热泵技术转换出来，把清水在进入染缸前由15℃－20℃升至40℃－50℃（出水温度可在一定范围内调节），然后再由蒸汽加热至染色工艺要求的温度并维持此温度，另外还能将制取的热水存在蓄热水箱中供企业职工洗浴之用印染废水处理。废水中的余热被提取后水温大大降低，经降温的水通过水－水交换，夏天可送至车间空调系统作为冷源，节约蒸汽溴化锂冷水机组直接供冷所消耗的能源，如常州某企业的工业热泵系统主机及配套设备投资近200万元，在满负荷工作的情况下，投资回收期不到1年，经济效益明显[3]。

因此，通过工业热泵系统的应用，不仅可以利用废热制取生产、生活用的热水，如果夏天车间使用空调的话，还可以减少空调机组的运行费用，将所需冷、热量利用同一系统来实现是热泵系统的最大优势。

4.3利用筒染连续套染、综合利用废水余热

采用筒染连续套染创新技术，可提高废水余热综合利用能力。它的最大特点是每道工艺都是连续套缸套染四次作为一个循环，废水分质收集，经特殊处理过滤后通过交换器由80℃左右降到30-40℃左右，生产用水由20℃升高到40℃左右，经过连续套染和污水换热，每印染废水处理吨纱耗汽量从8吨/吨纱降到6.5吨/吨纱左右，水量从125吨/吨纱降到100吨/吨纱左右，除了节能以外，还实现了节水、节约染化料和助剂，大大提高了企业的竞争力[3]。

4.4定型机废热回收利用系统

常州某企业自主研发的定型机废热回收利用系统是利用定型机排出的废、湿热空气来回收热能的。一般热定型机内所需热风温度约为220-230℃左右，用风机排出的废气温度也达到160℃左右，通过热管回收系统加热新鲜空气，再送回到定型机或者加热冷水供其它机台使用，达到节能降耗的目的[4]。

该回收系统的热管换热器的冷、热流体可以分开流动，实现冷、热流体的逆流换热；同时，冷热流体均在管外流动，换热系数远高于管内流动的换热系数，且两侧受热面均可采用扩展受热面，可用于品位较低的热能的回收，结合高温热定型机废气净化处理配装热交换器利用定型机排放的高温烟气来提高定型机进风温度，一般可节约热能15%－25%，达到废气净化、消烟除尘、热能回收利用三大目的[5]。

5对策研究

我们对28家印染企业进行调研，其中19家企业已实施了热能回收项目，占68％。在节能减排关系到企业生存的今天，印染企业余热利用的主动性和积极性空前高涨，但我们感到仍需加强以下几方面的工作：

5.1提高观念和认识

政府相关职能部门应多组织召开热能回收经验交流会，最好要召集企业最高管理层和环保负责人一同参加，从领导层面开始更新观念，提高认识，把节能减排提到关系企业生死存亡的高度；特别邀请中小企业积极参加，组织他们到先进企业现场参观学习，有助于节能减排技术的推广应用；相关部门可提供如《节能减排先进技术推荐目录》等资料，让企业更多了解节能方面的信息，多推广低成本、高效率的节能产品，多提供新的节能项目和节能技术供企业比较和选择。

5.2指导技术和实施

虽然都是印染行业，但不同企业生产工艺不同，设备不同，热能回收情况不同，要求也不同，针对企业不了解回收利用设备厂家、价格，特别是担心实际的使用效果，相关部门应多培育几个有代表性的示范点，通过示范带动整体。

政府相关部门必须根据各个企业的生产和设备现状情况，因地制宜、因厂制宜来指导热能回收工作的展开，为企业牵线搭桥，避免企业盲目投资而造成不必要的损失。根据企业具体情况，会同相关生产、研究单位实地解决有关问题，指导企业在设计过程中合理排布管道，便于现场操作，实现效益最大化。提醒企业加强员工责任心，严格执行工艺，落实使用及维护责任人，建立运转记录台帐和日常设备检查、维修、保养台账并形成制度，保证设备的正常运行，收到预期的效果。及时听取企业的反馈意见，促使设备生产单位不断改进，如：因为污水中杂质、毛羽很多，板式交换器易堵塞，平均2--3个月要清洗一次；管道、容器易生锈，要做好防腐工作；交换器自身保温不理想，应增加保温措施；热交换效率还有待进一步提高等。促使印染设备生产企业多参考国外生产厂家的经验，考虑在生产设备上直接配套高效热能回收装置，西德设备上就装有热能回收利用装置，如克列威夫公司平幅退浆机上装有水一水热交换装置、蒙夫兹公司热定型机上装有气一气热交换装置、巴巴考克公司热熔染色机上装有气一水一水热交换装置[6]。

5.3争取政策和资金

在全球金融危机，印染行业形势严峻的大背景下，企业资金相对都非常紧张，印染企业应积极研究国家政策，争取政府资金支持，如环保部门的节能减排、清洁生产、循环经济等项目的支助、经委的技改节能项目的支助、科技局的科技计划的申报等。

5.4核算经济和效益

企业必须认真计算一笔大帐，真正认识到开展此项工作的好处和对企业发展有利的一面，从进、出两方面考虑，它的经济效益就更加容易显现出来。

使用热能回收装置除能够回收热能外，还有如下好处：

（1）减少蒸汽、高温废水的排放，降低车间的温度，减少车间空调送风，有利于为企业员工创造一个良好的工作环境。

（2）降低污水温度有利于生化处理，去除水中杂质有利于减轻污水处理负荷。

（3）原来淋水是冷水，现在淋水可达60℃左右，洗涤效果更好，对提高产品质量大有好处。

因此，最大限度地节煤、节电、节汽，坚持以清洁生产理念改造传统产业，建立低能耗、低污染和循环利用项目，推进印染企业由资源消耗型向生态节约型转变，促进印染行业的可持续发展。

参考文献：

[1]http://fm105623.kudo.cn

[2]陈超,等.从印染工业废水中回收热能[J].节能与环保，1992(01)：31-33

[3]http://www.changzhou.gov.cn，常州市印染废水余热利用推荐会，2009-8-21

[4]月夜废热回收系统实现节能目标.中国纺织报，2009-8-17

[5]马知方.谈染整行业节能节水、降低污染物排放.浙江省印染行业协会

[6]孙葆光.西德中长染整线上的热能回收装置[J].山东纺织科技，1983(02)：40-41