紡織染整領域支撐低碳排放的關鍵技術

紀柏林， 王碧佳， 毛志平,3,4

(1. 東華大學 化學化工與生物工程學院， 上海 201620； 2. 東華大學 國家染整工程技術研究中心， 上海 201620；3. 東華大學 生態紡織教育部重點實驗室， 上海 201620； 4. 國家先進印染技術創新中心, 山東 泰安 271000)

氣候變化正以前所未有的速度和幅度影響著人類的生存和發展，可持續發展已成為全球的廣泛共識和國際競合的重大議題。2021年7月6日，習近平總書記在出席中國共產黨與世界政黨領導人峰會發表主旨講話時指出：中國將為履行“碳達峰”“碳中和”目標承諾付出極其艱巨的努力，為全球應對氣候變化作出更大貢獻[1]。

我國紡織行業“十四五”綠色發展指導意見指出，“十四五”時期，在世界經歷百年未有之大變局和我國構建“雙循環”新發展格局背景下，在國家碳達峰、碳中和目標導向下，紡織行業推動綠色低碳循環發展、促進行業全面綠色轉型將成為大勢所趨和重要之策[2]。這就要求紡織行業深入貫徹落實紡織強國可持續發展戰略，堅持履行環境責任導向，以綠色化改造為重點，以標準制度建設為保障，優化產業結構，加快構建綠色低碳循環發展體系，建立健全綠色發展長效機制，推動產業鏈高效、清潔、協同發展，為國內外消費市場提供更多優質綠色紡織產品，不斷提升國際競爭力和影響力，引導綠色消費，推進行業綠色低碳循環發展邁上新臺階。

自1979年第一次世界氣候大會以來，我國承擔起大國的責任，針對企業發展和轉型升級提出了一系列方案和要求。近年來，紡織印染行業也在不斷進行技術創新、轉型升級，朝著綠色可持續發展的方向邁進。染整領域的低碳排放技術涉及到整個產業鏈，既包括前處理，也包括后整理,既包括化學品，也包括染整設備等等。本文將重點從印染節能減排技術、功能紡織品技術、先進染整設備及系統等幾個方面，對染整領域在低碳排放方面的關鍵技術進行綜述，并指出在現階段存在的一些不足，期望為行業技術發展提供借鑒。

1 節能減排技術

1.1 棉織物的生態前處理

棉織物在加工過程中需要進行退漿、精練、漂白等前處理。堿退漿是我國印染企業普遍采用的一種退漿方法，但其退漿廢水色度高、化學需氧量(COD)大，后期處理困難，不符合低碳排放要求。為了降低前處理能耗、水耗和廢水COD等指標，酶退漿技術得到了廣泛研究[3]。酶退漿主要適用于采用淀粉類漿料上漿的織物，通過采用淀粉酶對織物進行堆置降解淀粉，再配合雙氧水漂白處理，進一步降解漿料，顯著降低廢水COD值。

棉織物的傳統漂白采用雙氧水在高溫(95～100 ℃)和高堿(pH值為10～11)條件下進行，水、電、汽消耗高，同時對棉纖維強力損傷大。為了克服以上缺點，研究者大力開展低溫漂白技術研究，已實現在80 ℃以下漂白[4]。目前，通常采用2種途徑實現低溫漂白：一是加入漂白活化劑，以酰胺類化合物[5]、烷基酰胺類化合物[6]、N-酰基內酰胺類化合物[7]等為代表；二是加入仿酶催化劑，以席夫堿配合物[8]、四酰胺大環鐵配合物[9]、三聯吡啶配合物[10]等為代表。漂白活化劑與過氧化氫作用可產生過氧酸(見圖1)，過氧酸氧化性比過氧化氫強，能夠在較低溫度下降解色素達到漂白目的。而仿酶催化劑則可與過氧化氫配位形成過氧化配合物中間體，并進一步脫去羥基自由基形成具有催化活性的配合物自由基[11](見圖2)以降解色素，并且采用恰當的仿酶催化劑進行紡織品低溫漂白處理，還具有強力保留率高、織物質量損失少等特點。漂白活化劑或仿酶催化劑用量少、在較低溫度下也能實現高效催化，在印染行業具有良好的應用前景。目前，全球每年大約有150萬t紡織品采用仿酶催化低溫漂白技術。

圖1 不同活化劑的漂白活化機制Fig.1 Activated bleaching mechanism of different agents. (a)Tetraacetylethylenediamine; (b) Sodium nonanoyl benzene sulfonate

圖2 銅離子配合物亞氨基二乙酸/Cu(Ⅱ)/4-氨基吡啶的催化機制Fig.2 Catalytic mechanism of iminodiacetic acid/Cu(Ⅱ)/4-aminopyridine complex

盡管低溫漂白技術已經在行業中得到推廣應用，但主要是對紗線或針織物漂白，對機織物的低溫漂白尚未推廣。低溫漂白活化劑如四乙酰乙二胺等成本較高、水溶性差，限制了其實際應用；而低溫漂白仿酶催化劑的合成工藝路線復雜，成本也較高，開發高效、低廉的催化劑仍具有巨大挑戰。此外，目前的研究大部分是針對催化劑的開發，但對其在低溫漂白過程中催化作用機制的研究相對較少。

1.2 新型染色技術

1.2.1 新型分散染料染色技術

分散染料是聚酯纖維的主要染料，用量約為40萬t/a。商品化分散染料中一半以上是分散劑，會隨著染色廢水排放造成環境負擔。另外，染色后纖維表面浮色需要通過還原清洗去除，導致能耗、水耗增加。針對以上問題，可從染料結構和染色工藝2個方面改進，實現低碳排放。

1.2.1.1新型分散染料 為解決分散劑使用量過大、還原清洗消耗大量水資源以及染料耐堿性差等問題，近年來開發了液體分散染料、耐堿性分散染料等新型分散染料[12-14]。液體分散染料中添加的助劑量與粉末狀染料相比要低得多，在改善染色色差、色牢度低等問題的同時，可大大降低分散劑排放量；堿性易水解分散染料無需還原清洗，減少還原劑的使用、水耗和廢水排放量；耐堿性分散染料適用于滌綸/棉同浴染色，可減少水洗次數和用水量。

1.2.1.2超臨界二氧化碳流體染色技術 超臨界狀態下，二氧化碳(CO2)具有與氣體相似的黏度和與液體相似的密度，對基質具有較高的擴散性能，而對低極性物質表現出較強的溶解作用。利用超臨界CO2流體溶解低極性染料對織物進行染色，無需用水即可實現染料對纖維的快速、高上染率染色[15-16]，且上染后可免水洗、烘干，降低生產能耗，有利于減少碳排放。在分離裝置內，未上染織物的染料則通過CO2相態轉變實現二者的分離，達到循環使用染料和CO2的目的，實現零排放無污染染色[15-16],如圖3所示。

圖3 CO2的相圖Fig.3 Phase diagram of CO2

1.2.2 活性染料無鹽染色工藝

活性染料含有較多的負電性基團，在水介質中上染棉織物時，染料與同樣帶負電性的棉纖維之間產生靜電斥力，不利于染料從溶液中向纖維擴散和滲透。為了增加染色均勻性和提高染料利用率，需要加入大量的鹽(如硫酸鈉等)促進染料在織物上的吸附，但同時也增加了活性染料染色廢水的含鹽量和處理難度。通過設計改變染料結構或染色工藝，在不影響上染率和固色率的前提下降低鹽的用量，甚至達到無鹽染色，是未來綠色染整發展的一個方向。無鹽染色工藝包括以下幾個方面。

1)改變染料結構。減少染料分子中陰離子比例，削弱其與纖維素羥基之間的靜電斥力；此外，通過在分子結構中引入雜環、雙偶氮等方式增加染料分子質量，提高纖維素纖維與染料的親和力。Zhang等[17]合成了一種陽離子型染料，其化學結構如圖4所示。

圖4 陽離子型染料化學結構Fig.4 Structure of one cationic dye

2)通過纖維陽離子化改性，增加其與染料的親和力。通常利用氨基化合物對棉纖維進行改性[18-19]，使其陽離子化，如圖5所示。改性后帶有正電荷的棉纖維與染料上的陰離子基團形成了靜電引力，使得二者的親和力大大提高。

注：a—Yoshida氫鍵；b—偶極相互作用。圖5 纖維素纖維與陽離子單體的作用方式Fig.5 Interaction of cellulose fiber with cationic modifier

3)采用冷軋堆、潮固色等高固色率的低能耗、低鹽或無鹽染色工藝對織物進行染色。

4)在非極性介質如硅氧烷、二甲基亞砜、乙醇、丙酮、超臨界CO2流體中進行染色[20-22]。

1.2.3 電化學還原染料染色工藝

對于還原染料如靛藍，傳統工藝需采用大量保險粉和燒堿對其進行還原，能耗大，30%～40%的還原靛藍染料在染色過程中會被空氣氧化，難以上染纖維，其廢水排放量大且含鹽量高、堿性高。

電化學還原工藝則采用電化學方式對靛藍等還原染料進行處理，分為間接還原和直接還原2種[23-24]。其中間接還原是通過陰、陽電極的電化學反應借助于某種“媒介”如Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)體系來傳遞電子，因此，染料不是直接在陰極表面被還原，而是通過媒介作為電子載體將電子傳遞給懸浮在水中的染料顆粒，使其得到電子被還原生成隱色體。這種方法顯著提高了染料顆粒的還原效率[23]。

還原染料直接電化學還原則無需使用媒介。首先，染料顆粒在少量還原劑作用下被還原成隱色體鈉鹽，其與還原染料本體能夠發生反應生成具有電化學活性的染料自由基，通過從電極陰極表面捕獲電子生成染料隱色體，從而使得還原染料不斷地被還原為隱色體[24]。隱色體溶液密封保存可直接應用于染色。該方法還原效率高，比傳統還原工藝可減少75%～90%的化學品用量，從源頭上減少了印染廢水污染物的產生。

在新型染色技術方面，盡管超臨界CO2取得了較大技術突破，但是目前還未進行產業推廣；而活性染料的無水染色技術也局限在個別企業應用，且生產規模不大。對于棉纖維的陽離子化改性過程，本身需要消耗堿、產生鹽，并伴隨著能耗、水耗。電化學還原技術對靛藍染料的應用比較成熟，但生產成本高昂。綜上，對于無鹽無水活性染料清潔染色技術，仍有許多工作值得深入研究。

2 面向低碳排放的功能紡織品技術

通過采用功能性化學助劑或制備具有一定功能性的纖維材料等，可制備具有特定功能的紡織品。功能紡織品可減少水洗需求、外源性能量消耗等，對實現低碳排放具有重要意義。

2.1 拒水拒油功能紡織品

棉織物等容易被雨水、油漬、酒漬等沾污，日常使用過程中需進行水洗，水洗時加入的洗滌劑等化學助劑會造成廢水處理負擔，并且水洗過程伴隨著水耗、能耗等。研究者對織物的拒水拒油或自清潔功能進行了大量研究。目前，市場上應用較多的仍然是由全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)為原料合成的氟碳類拒水拒油整理劑(俗稱碳八拒水拒油劑)，盡管其織物拒水整理性能優異，但其降解性能差，污染環境。碳六拒水拒油劑則是通過六碳含氟樹脂合成的，不含全氟辛酸(PFOA)、PFOS等，由于氟碳鏈短，毒副含量比PFOS和PFOA小，但也存在一些問題，例如對高支高密織物拒水整理效果差、耐洗性差、使用量比碳八拒水拒油劑大才能取得相似拒水效果等。

與含氟拒水拒油整理劑相比，不會在生物體內累積、容易降解等是無氟整理劑的突出優勢，已經成為本領域新的研究及應用熱點，魯道夫、大金、亨斯邁、德科等公司在無氟拒水拒油整理劑方面取得了較大進展，但是助劑成本相對較高。此外，研究人員還從大自然中受到啟發，采用仿生結構手段，例如模擬荷葉效應和荷花效應、魚鱗結構、動物毛羽等[25-27]，可賦予整理織物良好的拒水拒油性能，但是該類方法生產工藝復雜，制備成本高，難以在紡織品上實現大規模應用。

2.2 熱濕舒適性管理功能紡織品

人們的工作環境經常變化，為了維持體溫平衡，在工作場所通常使用空調等裝置，能源利用率低，造成嚴重浪費。個性化熱舒適理論的提出可直接通過服裝面料調節人體體溫平衡，根據人體所處環境調節到體溫舒適范圍，更好地實現服裝穿著的熱濕舒適性，減少空調及其他設備造成的能源浪費，減少溫室氣體排放。

2.2.1 基于相變材料的調溫面料

20世紀80年代，美國國家航空與航天局最早開始利用相變材料實現纖維智能調溫的技術研發，為登月計劃開發了Outlast腈綸基智能調溫纖維，通過采用石蠟基相變微膠囊加入腈綸紡絲液中制成，用于宇航員服裝和保護太空精密設備的防護套。于1988年開發成功，并于1994年開始應用于商業產品。后來，德國的Kelheim纖維公司與Outlast公司又合作開發了粘膠基的Outlast纖維。

目前，相變材料調溫纖維的制備除了在紡絲液中添加相變微膠囊，還可通過中空纖維浸漬相變材料，相變材料與聚烯烴熔融復合紡絲，或直接在面料上涂覆、印刷含有相變材料的漿料實現。

結晶水合鹽具有相變潛熱大、儲能密度高、熱導率高等優勢，其中十水硫酸鈉的相變溫度為32 ℃[28]，這與人體舒適溫度范圍相符，具有良好的應用潛力。劉太奇等[29]研制的硫酸鈉基防護服，通過添加共晶鹽將相變溫度調節為15 ℃。華中科技大學的研究團隊[30]以親膚的蠶絲蛋白和聚乙烯醇(PEG)為原料，利用涂層包覆法制備了具有輕質防水、柔軟舒適、彩色鮮艷特點的智能織物。利用結構設計和相變材料復合的手段，實現了人體體溫的智能化調節，不僅可滿足人體熱舒適性的需求，還可減少能源消耗。

2.2.2 高導熱涼感面料

導熱類服裝的制備是將導熱系數較大的材料以某種方式添加在普通紡織面料中，以增強人體散熱性能。馬里蘭大學研究人員[31]利用3D打印技術實現了納米氮化硼(BN)/聚乙烯醇(PVA)纖維中導熱BN納米片的高度取向，制得的復合纖維熱導率是棉紗的2倍，編織的涼感面料具有比棉織物高55%的涼感。

2.2.3 濕熱轉換類發熱纖維

吸濕發熱是天然纖維均有的性能，其中羊毛纖維的吸濕發熱性能更加突出。通常，纖維的回潮率會影響其發熱性能，回潮率高則吸濕發熱性能較好,回潮率低則相對較差。基于該性能，多種吸濕發熱纖維得以開發。纖維吸濕發熱機制，表觀為纖維與水分可以相互吸引結合，水分子的動能降低而被轉化為熱(能)量釋放出來[32]。為了使纖維發熱性能更突出，可將吸濕發熱物質添加在纖維內部或涂覆于纖維表面，當纖維吸收水分后，該物質受到觸發而發生化學反應，從而釋放出更多的熱量。

依克絲(EKS)纖維是由日本東洋紡公司開發的，在溫度為20 ℃、相對濕度為65%的條件下其吸濕能力是棉的3.5倍，吸放熱量則為羊毛的2倍左右；而該公司開發的N38纖維吸濕可達到自身質量的41%(在溫度20 ℃、相對濕度65%條件下)，衣物內溫度可升高3 ℃左右，除了高吸濕和放濕能力，還表現出抗微生物性能。其他吸濕發熱纖維還包括日本旭化成株式會社開發的Thermotron纖維、日本東洋紡公司開發的Renaissa纖維等。

2.2.4 紅外輻射智能調溫面料

常溫下具有吸收和發射遠紅外線功能且發射率大于65%的紡織品可稱之為遠紅外紡織品[33]，其溫熱效果比一般同類織物高3～5 ℃。在纖維或紗線中添加石墨烯、陶瓷等遠紅外光反射材料，可將人體輻射熱量反射給穿著者，以達到保溫效果。通常，遠紅外粉是由1種或者2種物質組成，在接近35～37 ℃的皮膚溫度下表現出較高的常溫比輻射率，能吸收陽光中波長小于2 μm的波長段，反射波長大于2 μm的輻射。陽光中95%以上的能量是波長在0.3～2.0 μm的輻射能量，幾乎全部被吸收。同時，人體也在不斷地輻射電磁波，以36.5 ℃體溫計算，人體散發的熱輻射波長大于9 μm，幾乎100%被人體穿著的服裝反射，使面料表現出優異的保溫功能。

馬里蘭大學研究團隊[34]發明了一種可根據濕度自動調節紅外光透過率的織物。該織物由涂有導電金屬的紗線制成，當條件溫暖潮濕時，紗線緊湊并激活涂層，織物允許紅外光輻射(熱量)通過，起到降溫作用；當條件變得涼爽和干燥時，織物可減少熱量散出，起到保暖作用。美國斯坦福大學研究團隊[35]基于納米多孔聚乙烯(PE)材料制備智能調溫服裝，將雙層發射極嵌入PE后，即使沒有電線和外來電源，織物仍然具有降溫和保暖2種功能，且僅通過將織物正反面調整即可切換該功能。

2.2.5 高效隔熱氣凝膠面料

人們通過穿著多層服裝來增加靜止的空氣含量，以達到隔熱保溫效果。多孔氣凝膠材料擁有泡沫狀結構，孔隙率極大，能夠有效貯存靜止空氣，從而實現優異的保溫效果。氣凝膠最早是由美國科學家Kistler制得，具有優異的隔熱性能。填充一定厚度的氣凝膠，可實現羽絨服的優異保暖效果。

將氣凝膠應用于消防服，可顯著提升其熱防護性能[36]。2014年，Prevolnik等[37]采用壓制法將氣凝膠、透氣膜和針織物復合，制得透氣保暖的5層復合面料，可用于睡袋、防護罩等。另外，結合氣凝膠和相變材料的優勢，可制備具有熱防護性和舒適性的消防服內襯[38]。

智能調溫服裝的原材料如Outlast纖維、高端相變材料等技術掌握在國外手里，國內進口成本高；而氣凝膠的較低韌性和強度是其在服用上的主要障礙和挑戰。其他的智能調溫紡織品技術，目前大多數還停留在實驗室研發階段，并未實現產業應用。

3 先進綠色染整加工設備及系統

3.1 數碼噴墨印花設備

相比傳統印花，數碼噴墨印花具有諸多優點：無需制版(網)、顏色豐富、層次好、可小批量生產、節水少污染等。由于傳統印染表現出高能耗及高排污，而數碼噴墨印花采用綠色清潔的噴印技術，符合我國目前對紡織印染行業低碳環保、可持續發展的要求。

3.1.1 高速全幅寬數碼印花機

限于目前大部分噴頭精度不夠高，而與紙張相比各類織物都有一定厚度，為了避免露白問題，數碼直噴印花機必須用2 Pass以上進行噴印，導致單位面積織物消耗的墨水量相對較多，噴印速度低。雖然有些掃描式直噴機最快理論打印速度可達1 000 m2/h，但實際噴印速度還很少超過500 m2/h[39]。

3.1.2 圓網+單程數碼噴印設備

杭州宏華數碼科技股份有限公司開發的圓網+單程(single-pass)超高速數碼印花機，是圓網和數碼聯合打印的一種機型，優勢在于傳統印花與數碼印花的有效互補，不僅解決了圓網機印花花型有限的問題，又解決了數碼印花成本高、滲透性差的問題，適用于棉、麻、化纖等面料。精度為1 200 dpi×1 200 dpi，最高生產速度可達80 m/min。

3.1.3 雙面數碼印花機

單面印花面料反面色淺、露白等問題嚴重，面料表達方式受限。雙面數碼印花技術解決了染料滲透問題，讓面料正反兩面的花型對位精準且清晰，滿足不同面料的雙面印花需求，達到面料價值與審美價值利益最大化，雙面噴印方式分為兩步法和一步法工藝[40]。

兩步法噴印：選擇合適的機型和打印模式，將上漿面料平整粘貼于導帶上，打印面料的正面花型。然后再把面料反過來粘貼于導帶上，利用掃描式相機采集面料正面花型，通過軟件將采集到的正面花型轉換成灰度圖，通過計算將反面花型根據灰度圖花位置定點適當扭曲和縮放，再通過光柵圖像處理軟件噴印到面料反面的對應位置上。

一步法噴印：面料垂直懸掛在導桿上，在面料的兩側安裝2個一模一樣的噴頭組合裝置來實現雙面同時印花的目的。

對于數碼噴墨印花技術，國內生產設備已具備相當規模，但是噴頭技術掌握在國外廠家手中，目前國內幾乎100%依賴于進口，對行業發展形成“卡脖子”問題。噴頭技術的開發涉及到化工、材料、機械、信息等各個行業，因此，真正實現噴墨印花打印噴頭國產化還需要較長時間。

3.2 Sedo-Treepoint染整數字控制系統

Sedomat 8000控制器系列專為工業4.0及更高標準而開發設計，高度靈活，與內部Wi-Fi、射頻識別技術、現場總線及大量模塊化內外部輸入和輸出相結合，能量計數器可通過大量標準化連接直接聯接。Sedomat 8000包含一個可編程控制器(PLC)，可通過編程工具進行調整，可選擇配備內部和外部I/O板以滿足不同紗線、織物和不同型號染整機的要求。該系統主要包括SedoMaster、ColorMaster和EnergyMaster三大應用功能模塊，以網絡信息管理為平臺，實現印染工廠全流程數字化管理[41]。

3.3 紡織品外觀質量在線監測系統

現有染整裝備在線監控技術旨在實現對具體工藝參數的優化及控制，與工序或產品的最終質量指標要求相脫節。為保證產品質量，實現工藝參數的準確控制是必然要求，但是當油滴沾污布面、設備劃傷布面時，或者不同廠家的纖維品種或染化料品質差異造成染色性能變化時，即使工藝參數得到準確控制，也無法保證產品的最終質量。前道工序產生的微小缺陷可能在后序加工中被放大，缺乏有效的質量監控手段會造成原料與能源的嚴重浪費。

紡織品表面質量視覺檢測云平臺和染整機械云平臺是相互獨立存在的[42]，基于確立的紡織品表面質量數字化評價標準，采用該架構在線智能測控紡織品表面質量具有較高的可操作性，是染整裝備往智能化方向發展的一個重要分支。

國內紡織印染設備技術處于國際前列，但全流程智能化控制系統技術如制造執行系統(MES)主要掌握在日本、意大利、德國等國家手中，國內大部分企業還處于追趕階段。對于印染企業而言，購買智能化控制系統成本較高，主要是一些具有一定規模的企業在使用。

4 廢水深度處理及化學品循環回用

在水資源日益短缺，環保要求日趨嚴格的形勢下，高耗水量、高廢水排放量成為困擾印染行業發展的障礙。印染廢水較難處理，具有溫度高、堿度大、可生化性差等特點，若將其直接排放，必將嚴重破壞水體環境。

4.1 膜技術用于廢水深度處理及回用

印染廢水預處理和生化處理工藝現已比較成熟，吸附法、高級氧化法可顯著降低印染廢水的COD值，但對廢水中所含的無機鹽去除效果甚微。回用水中無機鹽離子(如鈣、鎂)濃度超標會造成染料沉淀、色牢度和顏色鮮艷度降低等，進而影響產品質量[43]。因此，印染廢水脫鹽回用已成為該領域亟待解決的問題之一。

膜分離技術與傳統離子交換脫鹽技術相比，具有以下優勢：操作簡便、能耗較低、脫鹽效果更優等。其中微濾和超濾可高效篩分水中膠體、懸浮物，但無法截留無機鹽，可作為納濾和反滲透處理的預處理工藝。納濾介于超濾和反滲透之間，通過荷電效應和篩分效應發揮分離作用，對鹽具有高度選擇能力、對低分子有機物截留率高，且納濾與反滲透相比操作壓力較低，可實現較高的水回收率，并能夠取代脫鹽系統中的反滲透工藝[44]。

單一膜技術的缺點在于膜污染、穩定性差，因此，印染廢水深度處理應重點研究預處理-生化處理-多膜工藝的優化組合工藝。目前，國內外用于高污染廢水處理的膜分離技術主要包括：多級反滲透、高效反滲透、正向滲透(FO)和電滲析(ED)等[43,45-46]。

4.2 廢水中紡織化學品的回收利用

通過膜分離技術對廢水中污染物進行分離、濃縮、回收，可達到凈化污水的目的。膜分離法不僅能實現中水回用，也能回收可再利用物質，節省資源成本，降低生產過程的碳足跡，已被證實在印染廢水處理方面具備可行性。

4.2.1 聚乙烯醇漿料的回收再利用

聚乙烯醇(PVA)漿料的化學結構為全碳主鏈，其退漿廢水COD高、生化需氧量(BOD5)低，并且因其較大表面活性，導致水體產生大量泡沫，抑制了水體復氧，還會促進水體沉積物中重金屬的遷移釋放，危害水體環境及生物。近年來，盡管開發可生化性好的替代漿料備受關注，但成膜性能優異的PVA漿料仍然很難被替代。

采用卷式膜超濾裝置可從退漿廢水中回收PVA。在超濾過程中需要施加一定的壓力，液體流經膜表面時，小于膜孔的溶質及水可透過膜并成為凈化液，可回用于織物退漿；大于膜孔的PVA等物質被截留，以濃縮液形式排出，通過調控濃縮液中PVA的濃度，也可重新用于退漿。控制料液溫度為60～80 ℃，操作壓力為0.4～0.6 MPa條件下，可使0.5%～1.0%的PVA廢水濃縮至10%，PVA的去除率在95%以上，回收的PVA漿料經調配后，可滿足回用生產要求[47]。

4.2.2 鹽與堿回用

高鹽廢水通過反滲透過濾濃縮后，經蒸法濃縮可實現高比率回收。含堿廢水則根據濃度采取不同的回用方法：如果廢水含堿濃度低，例如堿洗槽的漂洗水，可根據以廢治廢的原則，利用廢酸或含酸廢水與含堿廢水相互中和；如果廢水含堿濃度高，應優先考慮回收利用，根據廢水實際情況和生產工藝要求的差異，進行廢水不同區域調度，盡量重復使用，如果含堿濃度偏低但是水量較大，可采用濃縮的方法回收酸堿。

目前，萊特萊德技術有限公司開發的技術可實現90%以上的堿回用率，突破傳統堿回收系統不會超過50%的瓶頸。該技術減輕了企業運行成本壓力，同時解決了其他行業原料問題，實現環境防治與資源能源發展雙循環收益。

4.2.3 活性染料染色殘液回用

活性染料染色的利用率普遍低于其他類別的染料，一般為60%～70%，其染色殘液中色度、鹽堿含量高，難處理，如能在一定程度上實現染色殘液的回用，可有效降低染化料的使用量和污水排放量。目前，活性染料染色殘夜的回用有直接回用、脫除有色物質后再回用等多種方式。

梁佳鈞等[48]探討了通過測定活性染料染色過程中染料及鹽堿的消耗情況進行活性染料單色和拼色染色殘液回用。研究發現，在保證染色效果和色牢度的前提下可實現染色殘液回用5次，每次回用染色染料用量減少原始用量的5%左右，鹽的補充用量與水的消耗成正比，由于部分水解使染液pH值遞減，每次回用需要補加堿為總用量的5%～l0%，具有一定的可行性。

5 結束語

我國是紡織印染大國，先進生產技術的創新，不僅有利于企業轉型升級，也有利于為碳達峰、碳中和貢獻行業的力量。在紡織印染領域，生產各環節都存在低碳排放技術改進的可能，本文盡管總結了許多紡織印染工藝生產環節上的低碳減排技術，但也會存在遺漏。目前，紡織品低溫漂白技術在越來越多的企業推廣，提升了產品品質，降低了能耗、水耗等；超臨界二氧化碳染色技術取得了突破性進展；廢水處理與回用在一些紡織印染企業也取得了良好效益。

部分技術在國內應用范圍廣，但是核心技術或產品掌握在國外廠家手中，如噴墨印花打印頭，國內主要依賴進口，不僅造成企業成本增加，也容易對企業形成“卡脖子”技術問題，在復雜多變的國際環境中失去競爭力。對于紡織印染行業加工的全流程智能化管理方面，我國也比較薄弱。

國家提出碳達峰、碳減排的雙碳目標，盡管對印染行業形成了一定壓力，但也有利于促進企業進行技術改造和轉型升級，從長遠來講對提高企業競爭力、形成良性發展具有積極推動作用。而技術的創新，離不開行業上下游的共同努力，印染行業低碳排放任重而道遠。