关于化纤生产与环境保护分析

李业俭

【摘 要】本文主要对化纤生产的工艺流程及化纤废水处理进行了分析，对环保型化纤新材料的发展进行了介绍。

【关键词】化纤生产；废水处理；环境保护

化纤产品主要包括涤纶、粘胶、锦纶、腈纶、丙纶、氨纶、维纶、芳纶等八大类。各类化纤生产中会有废水产出，对于废水的高效处理一直是化工企业的发展方向，采用环保节能的新工艺、新技术、新设备也是化工企业努力的方向。本文主要对化纤生产工艺流程、化纤废水处理进行了分析，并对环保化纤新材料进行了简单介绍。

一、化纤生产

1.1化学纤维

化学纤维是用天然高分子化合物或人工合成的高分子化合物为原料，经过制备纺丝原液、纺丝和后处理等工序制得的具有纺織性能的纤维。

1.2化纤生产的工艺流程

化学纤维一般是高分子聚合物，此成纤高聚物可直接取自于自然界，也可由自然界的低分子物经化学聚合而得。高聚物应具有适当高的平均分子量和较窄的分子量分布；高聚物应具有一定的热稳定性，其熔点或软化点应比允许使用温度高得多。将成纤高聚物加工成纤维，首先要制备纺丝液。纺丝液的制备有熔体法和溶液法两种方法，分别对应纺丝熔体和纺丝溶液。将纺丝熔体或溶液，用纺丝泵连续、定量而均匀地从喷丝头的喷丝孔中压出，呈液体细丝状，再在适当介质中固化成细丝，这一过程称为纺丝，这是化学纤维生产的核心工序。纺丝流体从喷丝孔中喷出刚固化的丝称为初生纤维。初生纤维虽已成丝状，但其结构还不完善，物理机械性能较差，如强度低、尺寸稳定性差，沸水收缩率很高，纤维硬而脆等，还不能直接用于纺织加工。为了完善纤维的结构和性能，得到性能优良的纺织用纤维，必须经过一系列的后加工。后加工随化纤品种、纺丝方法和产品要求而异，其中主要的工序是拉伸和热定型。

二、化纤生产的废水处理

化纤废水，主要是指在化纤产品合成制备过程中的生产废水与冲洗设备、地面的冲洗废水两者组成的混合废水，其中生产废水主要有聚酯废水、对苯二甲酸废水、粘胶废水等。化纤废水无法得到有效处理会阻碍着化纤企业的发展。高浓度化纤废水有严重致癌、致崎、致突变的危害，而采用现有的常规废水处理方法来处理此类化纤废水很难达到国家排放标准，有必要采用一些预处理方法来提高废水可生化性，同时降低废水毒性和部分COD，故目前化纤废水处理按处理阶段通常分为预处理工艺和生物处理工艺。

2.1预处理工艺

对化纤废水进行预处理的目的是去除化纤废水中少量的悬浮固体，或者通过中和、均质等方法对化纤废水进行水质调节。针对化纤废水预处理技术目前主要有物理法、化学法和物化法等。下文主要对物理法与化学法进行了阐述。

2.1.1物理法

现阶段，化纤废水预处理阶段的物理处理方法中应用最广的是蒸馏法和吸附法。

蒸馏法是利用液体混合物中各组分挥发度的差别，使液体混合物部分汽化并随之使蒸汽部分冷凝，从而实现其所含组分的分离。

活性炭吸附法以活性炭作为吸附剂，在化纤废水处理中应用较为广泛。由于活性炭本身的发达的微孔结构，使其具有巨大的比表面积，表现出的吸附性能也较为优越，可以有效去除废水部分COD、色度和某些有毒的重金属。但由于活性炭吸附容量以及再生过程等原因，活性炭吸附更多的应用于化纤废水的深度处理过程，在预处理过程中的应用十分有限。

2.1.2化学法

在化学法处理化纤废水过程中，主要有中和法、混凝沉淀法、高级氧化法等。

中和法就是指利用酸碱中和反应来去除化纤废水中过量的酸或碱，使其PH值达到中性的过程。而在化纤制品生产过程中通常会产生较多的酸性废水，现阶段对于此种废水的中和方法主要有：利用化纤厂区内产生的碱性废水或碱性废渣进行中和；向废水中额外投加碱剂，但此举成本较高，经济不可行；通过有中和性能的滤料过滤。

混凝沉淀法是重要的污水预处理的技术方法之一，已广泛应用于含较多悬浮颗粒的化纤废水处理，但是应用于含有高浓度溶解性有机物的化纤废水目前还处于起步阶段。通过向水中投加一些药剂（通常称为混凝剂及助凝剂），使水中难以沉淀的颗粒能互相聚合而形成胶体，然后与水体中的杂质结合形成更大的絮凝体。絮凝体还具有较强吸附力，不仅能吸附悬浮物，还能吸附部分细菌和溶解性物质，最终形成沉淀去除的过程。通过混凝沉淀可以降低化纤废水的浊度和色度，同时还可以去除化纤废水中多种不溶性高分子物质、有机物以及某些重金属有毒物质和放射性物质等。

高级氧化法是一种用以高效氧化去除废水中高浓度有机污染物的废水处理技术，其利用反应中产生的强氧化活性的自由基作为主要氧化剂来氧化降解各类废水中的难生物、有机物。根据产生自由基的种类和方式不同，高级氧化技术分类为：催化过硫酸盐氧化工艺、臭氧氧化工艺、H2O2氧化工艺、紫外辐射工艺等。

2.2生物处理研究现状

高浓度的化纤废水经预处理后仍需要经过生物处理才可能达到化纤行业废水排放标准，常用的生物处理方法有氧沟法、生物膜法等。

常见的氧化沟工艺主要有一体化氧化沟、奥贝尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟、交替工作式氧化沟等几类。

生物膜法因其COD去除率高、能耗较低而被广泛应用于工业废水处理领域，利用生物膜与废水之间的相对运动，使生物膜与废水能够充分接触和反应，促进在固液两相之间进行的物质交换，从而利用生物膜内的大量微生物对废水中的有机物进行氧化分解。

三、环保型化纤新材料的发展

3.1有色纤维

有色纤维是在聚酯的熔融纺丝过程中，通过添加着色母粒而生产带有各种颜色的涤纶纤维。用有色纱生产的各类有色成品，本身已具有产品所需要的颜色，从原料到成品整个工艺流程中摒弃了印染工序，从而消除了纺织产品生产链中污染最为严重的印染环节对环境的污染。除此之外，色纺产品“先染后纺”的工艺，具有缩短工艺路线、节约用水、减少能耗、降低成本的明显优势。最终产品外观效果好、色泽均匀、色牢度高，是纺织行业的一项工艺革命和环保创新。

3.2新型再生纤维

竹纤维、大豆蛋白纤维、牛奶纤维和玉米聚乳酸纤维等纤维被称之为第三代再生纤维。

原生性竹纤维，天然竹材锯成生产上所需要的长度，采用机械、物理的方法去除竹子中的木质素、竹粉、果胶等杂质，从竹材中直接提取纤维。再生性竹纤维的原理与制作过程与粘胶纤维方法一致，优缺点与粘胶纤维相同。

大豆蛋白纤维是利用大豆废粕，运用生物工程技术，将豆粕中分离出的球状蛋白进行提纯，并通过助剂和生物酶的作用，使提纯的球蛋白改变空间结构，再添加羟基和氨基等高聚物，配制成一定浓度的大豆蛋白纺丝渡，熟成后，用湿法纺丝工艺纺成单纤0.9～3.0dtex的丝束，经醛化稳定纤维的性能后，再经过卷曲、热定型、切断，制成短纤维，即可生产出各种长度规格的纺织用高档纤维。

牛奶纤维是将液态牛奶去水、脱脂、加揉合剂制成牛奶浆，再经湿纺新工艺及高科技手段处理而成。它的强度比棉、丝高，接近涤纶。玉米纤维是以玉米、小麦等淀粉为原料，经发酵转化成乳酸再经聚合，纺丝而制成的合成纤维。

各种新型再生纤维由于原料、生产过程的不同，性能各有差异。但与传统的纤维相比，其服用性能、对环境的影响等都有了明显的改善，它们的开发应用，使再生纤维素纤维的产品档次得到了提升，符合人们追求舒适、自然环保的要求，其前景必定会越来越广阔。

四、结束语

总之，化纤行业应积极推进以节能减排为目标的设备更新和技术改造，引导企业采用有利于环保的新设备、新工艺、新技术，加强综合利用和清洁生产，建设创新型产业、环境友好型产业、质量效益型产业。

【参考文献】

[1]林世东.再生化纤行业的发展及其环境保护[J].纺织导报，2009（04）：50-58.