關于化纖生產與環境保護分析

李業儉

【摘 要】本文主要對化纖生產的工藝流程及化纖廢水處理進行了分析，對環保型化纖新材料的發展進行了介紹。

【關鍵詞】化纖生產；廢水處理；環境保護

化纖產品主要包括滌綸、粘膠、錦綸、腈綸、丙綸、氨綸、維綸、芳綸等八大類。各類化纖生產中會有廢水產出，對于廢水的高效處理一直是化工企業的發展方向，采用環保節能的新工藝、新技術、新設備也是化工企業努力的方向。本文主要對化纖生產工藝流程、化纖廢水處理進行了分析，并對環保化纖新材料進行了簡單介紹。

一、化纖生產

1.1化學纖維

化學纖維是用天然高分子化合物或人工合成的高分子化合物為原料，經過制備紡絲原液、紡絲和后處理等工序制得的具有紡織性能的纖維。

1.2化纖生產的工藝流程

化學纖維一般是高分子聚合物，此成纖高聚物可直接取自于自然界，也可由自然界的低分子物經化學聚合而得。高聚物應具有適當高的平均分子量和較窄的分子量分布；高聚物應具有一定的熱穩定性，其熔點或軟化點應比允許使用溫度高得多。將成纖高聚物加工成纖維，首先要制備紡絲液。紡絲液的制備有熔體法和溶液法兩種方法，分別對應紡絲熔體和紡絲溶液。將紡絲熔體或溶液，用紡絲泵連續、定量而均勻地從噴絲頭的噴絲孔中壓出，呈液體細絲狀，再在適當介質中固化成細絲，這一過程稱為紡絲，這是化學纖維生產的核心工序。紡絲流體從噴絲孔中噴出剛固化的絲稱為初生纖維。初生纖維雖已成絲狀，但其結構還不完善，物理機械性能較差，如強度低、尺寸穩定性差，沸水收縮率很高，纖維硬而脆等，還不能直接用于紡織加工。為了完善纖維的結構和性能，得到性能優良的紡織用纖維，必須經過一系列的后加工。后加工隨化纖品種、紡絲方法和產品要求而異，其中主要的工序是拉伸和熱定型。

二、化纖生產的廢水處理

化纖廢水，主要是指在化纖產品合成制備過程中的生產廢水與沖洗設備、地面的沖洗廢水兩者組成的混合廢水，其中生產廢水主要有聚酯廢水、對苯二甲酸廢水、粘膠廢水等。化纖廢水無法得到有效處理會阻礙著化纖企業的發展。高濃度化纖廢水有嚴重致癌、致崎、致突變的危害，而采用現有的常規廢水處理方法來處理此類化纖廢水很難達到國家排放標準，有必要采用一些預處理方法來提高廢水可生化性，同時降低廢水毒性和部分COD，故目前化纖廢水處理按處理階段通常分為預處理工藝和生物處理工藝。

2.1預處理工藝

對化纖廢水進行預處理的目的是去除化纖廢水中少量的懸浮固體，或者通過中和、均質等方法對化纖廢水進行水質調節。針對化纖廢水預處理技術目前主要有物理法、化學法和物化法等。下文主要對物理法與化學法進行了闡述。

2.1.1物理法

現階段，化纖廢水預處理階段的物理處理方法中應用最廣的是蒸餾法和吸附法。

蒸餾法是利用液體混合物中各組分揮發度的差別，使液體混合物部分汽化并隨之使蒸汽部分冷凝，從而實現其所含組分的分離。

活性炭吸附法以活性炭作為吸附劑，在化纖廢水處理中應用較為廣泛。由于活性炭本身的發達的微孔結構，使其具有巨大的比表面積，表現出的吸附性能也較為優越，可以有效去除廢水部分COD、色度和某些有毒的重金屬。但由于活性炭吸附容量以及再生過程等原因，活性炭吸附更多的應用于化纖廢水的深度處理過程，在預處理過程中的應用十分有限。

2.1.2化學法

在化學法處理化纖廢水過程中，主要有中和法、混凝沉淀法、高級氧化法等。

中和法就是指利用酸堿中和反應來去除化纖廢水中過量的酸或堿，使其PH值達到中性的過程。而在化纖制品生產過程中通常會產生較多的酸性廢水，現階段對于此種廢水的中和方法主要有：利用化纖廠區內產生的堿性廢水或堿性廢渣進行中和；向廢水中額外投加堿劑，但此舉成本較高，經濟不可行；通過有中和性能的濾料過濾。

混凝沉淀法是重要的污水預處理的技術方法之一，已廣泛應用于含較多懸浮顆粒的化纖廢水處理，但是應用于含有高濃度溶解性有機物的化纖廢水目前還處于起步階段。通過向水中投加一些藥劑（通常稱為混凝劑及助凝劑），使水中難以沉淀的顆粒能互相聚合而形成膠體，然后與水體中的雜質結合形成更大的絮凝體。絮凝體還具有較強吸附力，不僅能吸附懸浮物，還能吸附部分細菌和溶解性物質，最終形成沉淀去除的過程。通過混凝沉淀可以降低化纖廢水的濁度和色度，同時還可以去除化纖廢水中多種不溶性高分子物質、有機物以及某些重金屬有毒物質和放射性物質等。

高級氧化法是一種用以高效氧化去除廢水中高濃度有機污染物的廢水處理技術，其利用反應中產生的強氧化活性的自由基作為主要氧化劑來氧化降解各類廢水中的難生物、有機物。根據產生自由基的種類和方式不同，高級氧化技術分類為：催化過硫酸鹽氧化工藝、臭氧氧化工藝、H2O2氧化工藝、紫外輻射工藝等。

2.2生物處理研究現狀

高濃度的化纖廢水經預處理后仍需要經過生物處理才可能達到化纖行業廢水排放標準，常用的生物處理方法有氧溝法、生物膜法等。

常見的氧化溝工藝主要有一體化氧化溝、奧貝爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝、交替工作式氧化溝等幾類。

生物膜法因其COD去除率高、能耗較低而被廣泛應用于工業廢水處理領域，利用生物膜與廢水之間的相對運動，使生物膜與廢水能夠充分接觸和反應，促進在固液兩相之間進行的物質交換，從而利用生物膜內的大量微生物對廢水中的有機物進行氧化分解。

三、環保型化纖新材料的發展

3.1有色纖維

有色纖維是在聚酯的熔融紡絲過程中，通過添加著色母粒而生產帶有各種顏色的滌綸纖維。用有色紗生產的各類有色成品，本身已具有產品所需要的顏色，從原料到成品整個工藝流程中摒棄了印染工序，從而消除了紡織產品生產鏈中污染最為嚴重的印染環節對環境的污染。除此之外，色紡產品“先染后紡”的工藝，具有縮短工藝路線、節約用水、減少能耗、降低成本的明顯優勢。最終產品外觀效果好、色澤均勻、色牢度高，是紡織行業的一項工藝革命和環保創新。

3.2新型再生纖維

竹纖維、大豆蛋白纖維、牛奶纖維和玉米聚乳酸纖維等纖維被稱之為第三代再生纖維。

原生性竹纖維，天然竹材鋸成生產上所需要的長度，采用機械、物理的方法去除竹子中的木質素、竹粉、果膠等雜質，從竹材中直接提取纖維。再生性竹纖維的原理與制作過程與粘膠纖維方法一致，優缺點與粘膠纖維相同。

大豆蛋白纖維是利用大豆廢粕，運用生物工程技術，將豆粕中分離出的球狀蛋白進行提純，并通過助劑和生物酶的作用，使提純的球蛋白改變空間結構，再添加羥基和氨基等高聚物，配制成一定濃度的大豆蛋白紡絲渡，熟成后，用濕法紡絲工藝紡成單纖0.9～3.0dtex的絲束，經醛化穩定纖維的性能后，再經過卷曲、熱定型、切斷，制成短纖維，即可生產出各種長度規格的紡織用高檔纖維。

牛奶纖維是將液態牛奶去水、脫脂、加揉合劑制成牛奶漿，再經濕紡新工藝及高科技手段處理而成。它的強度比棉、絲高，接近滌綸。玉米纖維是以玉米、小麥等淀粉為原料，經發酵轉化成乳酸再經聚合，紡絲而制成的合成纖維。

各種新型再生纖維由于原料、生產過程的不同，性能各有差異。但與傳統的纖維相比，其服用性能、對環境的影響等都有了明顯的改善，它們的開發應用，使再生纖維素纖維的產品檔次得到了提升，符合人們追求舒適、自然環保的要求，其前景必定會越來越廣闊。

四、結束語

總之，化纖行業應積極推進以節能減排為目標的設備更新和技術改造，引導企業采用有利于環保的新設備、新工藝、新技術，加強綜合利用和清潔生產，建設創新型產業、環境友好型產業、質量效益型產業。

【參考文獻】

[1]林世東.再生化纖行業的發展及其環境保護[J].紡織導報，2009（04）：50-58.