發(fā)制品企業(yè)生產工藝及污染現(xiàn)狀調研

1、發(fā)制品企業(yè)生產工藝及污染現(xiàn)狀調研發(fā)制品企業(yè)調研方案1、調研目的前期通過與當?shù)丨h(huán)保部門和企業(yè)內資料調研，了解現(xiàn)有發(fā)制品企業(yè)污染現(xiàn)狀及大致生產工藝流程;中期對多家企業(yè)進行資料調研及現(xiàn)場生產工藝調查總結發(fā)制品生產過程中的污染共性與特性;后期選取典型發(fā)制品企業(yè)進行細致調研，包括資料調研及取樣分析。通過以上調研研究發(fā)制品生產各工段水量水質情況，找出節(jié)水減排節(jié)點。2、調研內容（1）資料調研資料調研主要以調查表的方式進行，調查表設計內容主要包括以下幾個方面：單位企業(yè)名稱、類別、地址、運轉情況；企業(yè)污水產生來源，有無生活污水進入；企業(yè)規(guī)模、員工人數(shù)、資產總額、工業(yè)生產總值等；企業(yè)在20142016年每年工業(yè)總

2、用水量、回用水量、新鮮水量、廢水產生量等；主要產品名稱、產量、原料消耗、染料消耗、產品加工工藝或工序、產品周期；均企業(yè)廢水排放去向、末端處理技術、廢水對應生產工藝工序、廢水回用情況及技術簡介；廢水水質企業(yè)數(shù)據(jù)調查、實測數(shù)據(jù)記錄。(2)現(xiàn)場調研選取典型企業(yè)對發(fā)制品各工段生產工況進行實地參觀并記錄主要涉水涉污工段，對上述工段進行用水用料實測并取水樣進行水質分析，廢水水質表征包括pH,C0D,B0D5，懸浮物、色度、氨氮、總磷、總氮等。具體檢測方法及方法來源如表1：表1廢水檢測方法檢則頂|檢測方汕方祛標準號或來源使用儀器檢出血m呂江GB11901-1989FAIOCM屯j'XT/矗測項日檢測

3、方法扌法標準號或來源使用儀黯檢岀阻<mg'L>卩11肢繭電極法GB/T6920-1986PHSJ-4ApHi|/納氏試劑分光光HJ535-2009Tfi靳悅呵見分光0.025度法光度計化嚇:需低后頁洛穫鹽法GB/T119I4U989恒凰恒葆培斥箱0.05色度1倍GB1J903-K9/i陰疇子表面活性劑仆光光度法GB74-193T6新悅町見分光光度il0.05氯離f硝酸銀滴足法（水和廢木監(jiān)測分析方法（第仙版堀補脈）/10總便度（以CaCO5il）EDTA洞疋汕(1BT7477-I9W7!O.05mmo1/L總堿度CaCOs計）電付滴定法1水和屋水監(jiān)測分析庁法場第網版增補版）F

4、HSJ-4ApH計i硫酸鹽靈趙法GBL1899-19S9FA1004電子天平10鐵原f啪收井光光度法GBTI19II-S9ZA3000原了吸收分光光廢計0.030.01藩評性總固休GB/T5750.4-2006FA1004電f犬叩i3、調研方法（1）先與企業(yè)領導座談了解企業(yè)基本情況，同時審核調查表，發(fā)現(xiàn)問題可與企業(yè)及時交換意見，并獲得企業(yè)在20142016年每年工業(yè)總用水量、回用水量、新鮮水量、廢水產生量等。（2）主要產品名稱、產量、原料消耗、染料消耗、產品加工工藝或工序、產品周期；企業(yè)廢水排放去向、末端處理技術、廢水對應生產工藝工序、廢水回用情況及技術簡介；到生產現(xiàn)場、污水處理站參觀取樣,觀

5、察生產運行情況、產品品種、工藝流程、設備種類、產生污染物的關鍵工序等。2發(fā)制品生產工藝概況2.1生產工藝流程發(fā)制品行業(yè)以人發(fā)為主要原料，經過酸洗、中和、漂洗、染色等工藝加工成發(fā)條進行假發(fā)套加工的行業(yè)。發(fā)制品的生產過程大致可分為兩個階段：漂染和后處理。漂染過程用水量大，產生的廢水難以處理前后處理產生的廢水量相對較小，廢水處理難度相對較低。經查閱大量文獻與調研發(fā)制品企業(yè)，得出發(fā)制品行業(yè)最常規(guī)的生產工藝流程如下圖2圖2發(fā)制品行業(yè)常規(guī)生產工藝流程漂染車間:在不銹鋼鍋中加入清水后添加硫酸和次氯酸，配置成浸酸液，然后將原料發(fā)投入鍋中，浸泡2-3min,期間用攪拌棒進行數(shù)次翻動后浸酸完成，撈出頭發(fā)并瀝水，隨

6、后用清水沖洗;在中和鍋中投加氨水后將上述浸酸沖洗后的人發(fā)加入，進行中和15min左右撈出瀝水，然后放入清水鍋中沖洗;在漂白鍋中加入少量清水后投加氨水、雙氧水和焦磷酸鈉配置成漂白液，將中和水洗后的頭發(fā)進行分束捆扎后投入漂白鍋，根據(jù)訂單所需色號控制漂白時間，期間不停進行攪拌，漂白后的頭發(fā)加入煮凈鍋添加清水進行煮凈30min,煮凈后用溫清水進行水洗;漂白水洗完成后將人發(fā)投入染鍋內進行染色，采用沸染工藝，染色時間約為1h,染色完成后將人發(fā)撈出瀝水，用清水沖洗后加入投加有氨水和洗發(fā)精的熱水中進行清洗，然后再進行清水沖洗。圖2為漂染車間主要處理工序實拍圖過酸中和漂白沖洗煮凈染魚圖2漂染車間主要工段實拍圖2

7、.2各工段作用與操作方法(1)酸洗工段作用:人發(fā)纖維粗而均勻，表面鱗片細密，張角較大，具有較高的強度與模量及高的肌氨酸含量，肌氨酸含量高使得大分子間形成大量的橫向聯(lián)結鍵，因而，人發(fā)結構中立體網絡組織相當緊密。人發(fā)鱗片層的致密結構所形成的屏障，影響染料分子的滲透，并阻礙氧化劑的內部擴散。為使頭發(fā)達到較好的漂白效果，就需要使用次氯酸對頭發(fā)纖維進行改性。加入硫酸去污，次氯酸氯化。頭發(fā)經氯化后，二硫鍵受到一定破壞，鱗片層部分受損或剝離，利于漂白及后續(xù)染色。操作方法:每酸化50kg原發(fā)，需按照指定配比向容量為1M3的圓柱形酸洗鍋中加入硫酸和次氯酸鈉，然后直接用約1噸軟水進行稀釋，藥品與水均為一次性使用，

8、過酸后將廢水直接排入下水管道。(2)中和工段作用:過酸之后頭發(fā)發(fā)柴，容易打結，要進行氨水中和，中和的同時，可以進行漂白，漂白之后根據(jù)可以要求染色。氨水的作用首先是中和，去上一環(huán)節(jié)的酸；再次，染色作用機理為:a.受氨的作用，產生硫氨酸，且隨著氨濃度的增加而增加;b.氨作為堿劑可以促進二硫鍵的水解，使其成為硫基，然后產生非?；顫姷拿摎浔匪崂^續(xù)反應，肌氨酸含量顯著下降，染色屏障破裂；c.氨處理后，羊毛纖維中氨基酸的含量增加，使羊毛纖維表面的正電荷濃度增加，使染色速率提高；d.氨處理后，改變羊纖維在鹽式鍵和氫鍵條件下，使纖維變得更松散；e.堿性去除羊毛纖維表面的潤滑脂，汗水起著非常重要的作用，這是改

9、變羊毛纖維的表面性能，促進染料的吸附作用有很大的幫助；f鹽有纖維膨脹的作用，有利于染料進入纖維內部。最后，鱗片層主要成分為蛋白質，氨水可以改變頭發(fā)纖維的表面活性，可使頭發(fā)順滑不打結操作方法:酸化后的50kg毛發(fā)直接進入容量為1M3的中和鍋中進行中和。發(fā)制品企業(yè)進行調研發(fā)現(xiàn)，過氨段廢液一般不重復使用，一次過氨后直接排放。中和后為去除毛發(fā)表面殘留氨液，需要用清水沖洗2次，每50kg頭發(fā)需用2噸清水進行沖洗?，F(xiàn)在企業(yè)內一般采取用水龍頭直接沖洗，沖洗后廢水直接排入廠內污水站，無重復利用。(3)漂洗工段 作用:頭發(fā)漂白可以用氧化劑，也可以用還原劑，或者兩者聯(lián)合使用.氧化劑漂白一般采用雙氧水在堿性條件下進

10、行，通過破壞毛發(fā)中的色素而達到漂白效果.盡管雙氧水能使毛發(fā)中的色素破壞，增加纖維白度，但同時也會使纖維受到損傷，特別是工藝條件控制不當時，頭發(fā)損傷嚴重，強力明顯下降，影響產品質量。因此，頭發(fā)用雙氧水漂白時，一定要嚴格控制工藝條件。雙氧水漂白液一般由雙氧水、穩(wěn)定劑、純堿、潤濕劑和水組成。 操作方法:按訂單要求染色前需對黑發(fā)進行漂洗褪色，所用藥劑為氨水、焦磷酸鈉、雙氧水，只需加入少量新鮮水。漂白后需用溫清水進行三次沖洗，每50kg頭發(fā)需用3噸清水進行沖洗。以去除頭發(fā)表面殘留黑色素。(4)煮凈工段漂洗后的頭發(fā)，進行煮凈以去除殘留在頭發(fā)表層和間隙中的黑色素，并起到固色作用。此工段只需少量新鮮水且產生廢

11、水污染物濃度高，故對此工段用水一般不考慮回用。(5)染色工段根據(jù)所染色號加入相應的染料打底色，攪拌均勻，加熱至沸騰，然后將頭發(fā)倒入并攪拌，每隔10min攪拌一次，染色一小時后取出。同種色號染發(fā)廢水可重復利用，重復利用率與每批訂單色號種類和數(shù)量相關。但通過對其他發(fā)制品企業(yè)進行調研發(fā)現(xiàn)，一次染色后廢液一般不重復使用，一次過氨后直接排放。分三次沖洗以去除頭發(fā)表面及間隙殘留染料，每50kg頭發(fā)需用1噸清水進行沖洗?，F(xiàn)在企業(yè)內一般采取用水龍頭直接沖洗，沖洗后廢水直接排入廠內污水站，無重復利用。三次沖洗廢水中污染物含量依次降低。(6)洗發(fā)工段手工操作，在水槽中加入洗發(fā)精分多次進行洗滌。此工段所用原料只有洗

12、發(fā)精和清水，并分多水槽多次人工洗發(fā)，用水量大，用水比例可達20%-30%，廢水水質較好，回用潛力較大。頭發(fā)經過浸酸、中和漂洗、染色后，發(fā)質硬挺干澀，柔軟性變差，因此需要選用合適的柔軟劑、表面活性劑和無機助劑進行處理，改善頭發(fā)的柔順性。(7)后處理經過漂染后的頭發(fā)首先進入洗發(fā)車間，漂染車間出來的頭發(fā)交纏在一起，在水中人工將頭發(fā)拉直、理順，采用三合一進行浸泡，使頭發(fā)柔軟、發(fā)亮并具有手感;浸泡后放在蓖子上，進入炕房烘干，溫度為90C，烘干時間為6h,順發(fā)時間為4-5h。烘干后的頭發(fā)送入打發(fā)車間進行梳制分檔。打發(fā)后的頭發(fā)進入機制車間，采用三聯(lián)機制成發(fā)簾發(fā)簾在進入牙克車間，人工造型后放入定型柜進行定型。

13、定型后的發(fā)簾進入后處理車間，用洗發(fā)精洗滌，再用清水沖洗干凈后放入硅油內進行浸泡;經過烘干房烘干，檢驗包裝入庫。許昌市發(fā)制品行業(yè)發(fā)展水平參差不齊，工藝各具特點，且產品種類較多，生產工藝浮動較大，但大體程序依此而行。3廢水水質現(xiàn)狀及用排水水量問題3.1水質現(xiàn)狀漂染車間是發(fā)制品行業(yè)生產的關鍵環(huán)節(jié)，是生產工藝較長，資源、能源消耗較多的車間，生產質量直接關系到產品價值。該車間水消耗量較大，使用的原材料種類較多，廢水排放量較大，污染物排放多總結主要廢水產生環(huán)節(jié)產水特點見下表2:表2廢水產生環(huán)節(jié)產水特點分析1】藝流程童水產水特蟲特征污染物原料為硫醜和冰缺新段約2-3min.次性扌9放發(fā)水COD.SS.BOD

14、s.SOq-2沖洗川水龍直接沖洗.木屋大.生S大廢水產COD.SS,BODSO?3中和原料為蛆水.-次忤川:液廢水COD.BODs.SO42-.氨械4沖洗用水龍爻直按沖洗.耗水BA-生咼大廢水產COD.BODs.SQ42-.氨氮5漂it原料為氨水、取氧水和隹磷感鎧性扌1：旅謹水h次COD,BOns.SG總瞬、鈦秋6沖洗用水龍沃r搖沖洗.口水応人生用人廢水產COD.BODs，SOF*思磷、抵氯7煮凈用80匸清水拡我.耗水最較小較少，水溫高股水量4-息磷、US根據(jù)客戶需噪染色'-次件0：詵瓏水COD,氨瓠、BODs>色度g沖洗用水龍頭接沖洗，耗水BA-生量kBE水產COD.氨氨、BO

15、D"色度L0用水龍頭直接沖洗“耗水定人牛黒大廢水產COD,SS.衣廊荊性劑工藝流程廢水產水詩點特征污染物H岳處理用水龍頭直JIUIH沖洸.耗水大.g水產丫員大.根據(jù)肉眼問斷墾否換加COD.龍面活性劑、BOD卜SS浸酸廢液中除含有硫酸和次氯酸外還含有頭發(fā)表層油脂和毛鱗片碎片以及少量殘留毛發(fā)，所以COD和氨氮含量較高。中和廢水氨氮含量高，且難以生物降解。根據(jù)頭發(fā)批次的不同氨氮含量在500-900mg/L之間浮動，色度增大。COD濃度高但屬于易降解物質經過中和處理后廢水一次性排放。漂洗廢水廢水呈堿性，氨氮含量和較高，一次性排放。根據(jù)頭發(fā)批次的不同氨氮含量在500-900mg/L之間浮動，色

16、度增大。PH為7-10.5,溫度80-100C。此工段所排廢水COD含量可達4410-4830mg/L，氨氮含量可達435-1160mg/L。染色排水中有部分染料和助劑，其廢水具有色度、COD濃度較大的特點，廢水溫度較高。淺色系染色產生的污染物濃度較深色系染色產生的污染物濃度低。柔軟劑、表面活性劑是洗發(fā)廢水的特征污染物。對于廢水的水質，其中第一道洗發(fā)廢水的污染物濃度最高，色度也最大。第二道各污染物濃度都明顯減少。3.2水量問題(1)用水問題目前，多數(shù)發(fā)制品企業(yè)單位產品(以發(fā)條數(shù)計)耗新鮮水量基本處于m3條范圍內，大部分接近0.03m3/條;噸產品耗水量約225m3，噸產品廢水量180m3，耗水

17、量較大。采用的生產工藝與技術都比較落后，沖洗直接用水龍頭沖洗，所用酸堿以及染發(fā)劑利用率很低，水的回用率很低，造成大量污染物進入水中，迫切需要節(jié)水減排的清潔生產技術。傳統(tǒng)的發(fā)制品行業(yè)漂染工藝節(jié)水措施較欠缺，工業(yè)用水重復利用率較低，主要體現(xiàn)在以下幾方面 作坊式傳統(tǒng)處理方式，各工段獨立作業(yè)，利用行車輸送頭發(fā)，輸送過程中大量水直接流失。 酸洗、中和、漂洗、染色、沖洗各工段用水均為一次性，且均使用新鮮水，無重復利用，造成大量水資源浪費。 發(fā)制品生產過程需要多次的沖洗，現(xiàn)有發(fā)制品行業(yè)大多采用水龍頭直接沖洗的方式，沖洗后的廢水沒有重復利用就直接經下水道排入污水處理站，這種用水方法簡單原始，耗水量大，廢水產生

18、量大，既給污水處理站帶來負擔，增加污水處理費用，又對環(huán)境造成污染。 染色一般在沸騰或接近沸騰的染液中進行，這種沸染工藝能耗成本較高，且所需染發(fā)劑濃度高，產生的高溫、高色度廢水很難處理。高溫染色后的頭發(fā)需采用清水進行漂洗，該過程消耗大量的水資源，排放大量的染色廢水。洗發(fā)、后處理工段需加入洗發(fā)精、護發(fā)素用清水進行多次洗滌，該工段占新鮮用水的40%-50%。(2)排水問題發(fā)制品企業(yè)目前噸產品耗水量都在225m3,噸產品廢水量180m3，耗水量大。采用的生產工藝與技術都比較落后，沖洗直接用水龍頭沖洗,所用酸堿以及染發(fā)劑利用率很低,水的回用率很低,造成大量污染物進入水中，廢水有機物、氨氮、酸堿、色度等含

19、量都很高，而且也使工人的工作環(huán)境很惡劣，迫切需要節(jié)水減排的清潔生產技術。圖3為許昌市經開區(qū)一典型發(fā)制品企業(yè)口工程水量平衡圖，從圖中可以看出發(fā)制品生產耗水量大，廢水量大。為此，本研究從技術層面上分別提出節(jié)水措施，另外，從管理層面上也提出一系列建議，為該類行業(yè)企業(yè)的節(jié)水提供思路，實現(xiàn)清潔生產提供參考和借鑒。I2.Q圖3工程水量平衡圖（單位:m3/d）4發(fā)制品生產全流程水質變化研究及節(jié)水減排措施4.1發(fā)制品生產全流程水質變化選取典型發(fā)制品企業(yè)，對其典型工段酸洗、中和、漂洗、染色、洗發(fā)、后處理及總排口等分別進行取樣監(jiān)測，監(jiān)測指標分別為A類指標pH,COD，氨氮、色度、LAS（烷基苯磺酸鈉）、總磷、磷酸

20、鹽，SS,BODs，考慮到污水綜合排放標準（GB8979-1996）二級標準，故選取進出水段檢測B類指標CI-、總硬度、硫酸鹽、鐵、錳、總溶解性固體。具體工段水樣及檢測指標如表3:實測器備I：段用水待段秤水采檢測推別工段名稱具體操作內猝（mVSOkg頭霞）樣編號A類U類結合發(fā)制品企業(yè)各生產工段用水以及原料使用情況,其典型工段酸洗、冷水清洗1iL-ZC-1中和后種洗冷水汕洗2iL-ZC-20.31-P-1溫清水11L-PX-I1標色右沖洗溫沾水21L-PX-12汨們術31L-PX-2紅色LL-RA-l(R黑色1L-RA-l(B冷水沖充3-5L-RC-0洗發(fā)蒂+氨水熱1|1L-KC-0.5染色后沖

21、洗水洗湎次冷水消洗11LRC-1冷水淸詵211RC-2水洗2.25L-Q-1加ik2.25L-Q-2訥處理神洸消水225L-Q-3熱加第-道2.25L-Q4甦水第道2.25L-Q-5第道2.25l.-Ji-i后虻理筋二道2.251-11-2第三道2.25L-U-3詢處埋和石旌理總L-QH-1水福節(jié)池總進朮L-T-t處理石總出水L-O-I-AB軟水L-R-I-AH中和、漂洗、染色、洗發(fā)、后處理及總排口等進行用水量實測并分別進行取樣監(jiān)測，具體用水量如圖4:5251302.F4Q冬=工蘭一F一"瞬令翰融番費茅塾塾輸岌制品生產坤水工段圖4發(fā)制品生產各工段用水量（m3/50kg）從圖4發(fā)制品生

22、產各工段用水量可以看出發(fā)制品生產各環(huán)節(jié)單位用水量很大，且中和、漂白、染色后都需進行多次清水沖洗，沖洗環(huán)節(jié)用水量占總用水的30%-40%經染色清洗后進入洗發(fā)車間進行前后處理的過程主要是對染發(fā)進行多次濕處理，洗發(fā)及后處理工段占總用水量的50%左右。發(fā)制品生產各工段排水水樣監(jiān)測指標分別為pH,COD,氨氮、總氮、色度、表面活性劑、SS,BOD5，具體工段水樣及檢測指標如表4,典型污染物監(jiān)測結果如圖5:表4發(fā)制品生產各工段排水水質檢測結果段名稱體操作內容懇浮物PH氨氮化學需氣量7EH生化需氧量色度（倍）R血活性劑總氮過酸407.0144.5545166640.060/中和641.0231.31.47x

23、|0549384.89178冷水消洗中和1589.908.76l.99x|03584800.20195后沖1冷水淸洗洗2738.332762.03x1016828060.8/漂色427.1234.52.68x1097.11627.3/匚段名稱具體操作內容懸浮物PH化學需氧a五LI生化需色度（倍）農面活性劑總氯漂色溫淸水1468.946779339003280.92.24x1后沖溫淸水2479.131712623493261.4/洗溫沾水3667.0631.115156.33211.8J/染色紅色508.X197.07642X91.6010'1.83/加色443.777.363.51x1

24、0；l.26x|034.00x1(P120268冷水沖洗485.863093.28x|05912800105139x103洗發(fā)幫+染色氮水.熱466.9853.437914316073.5/后沖水洗兩次洗冷水清洗143900155252冷水清洗2527.026.2627.49.43162.41/水洗286.963.7714.54.5840.52/加鹽499.2432.1314107162.62/前處淸水427.677.9732.3II.180.32/理沖熱水第洗道396.947.7819.45.2540.070/熱水第-道337.()42.071655X.52未檢出/

25、后處第-道206.831.5711955.02耒檢出/理第二道477.166.9940X14160未檢/L段名稱見體操作內容搭浮物卩【1優(yōu)學需氧1=1.也IlUT化'：氧量色度農面活性劑377.(*28.351S562.0出/車間總出水367.0463.1133x155.9217/從表4可以看出漂染車間各環(huán)節(jié)排水pH相差較大，氨氮、COD濃度很大；各處理工段后的清洗環(huán)節(jié)隨清洗次數(shù)的增加污染物含量依次降低。洗發(fā)及后處理工段排水近中性，污染物含量較漂染車間各工段低。表5發(fā)制品生產進水與出水水質檢測結果點位茂邯晶編時進朮與出水水質檢測頊目進水總出水懸浮物8斗pH6.X27.C1K未檢出27化性需鎮(zhèn)罐羽257五日生代需嶽就39.R67.4色度（倍）232總磷十磷嚴鹽0.0170J