施震山，王垂?jié)q，陳 剛

(1.浙江省平陽縣綜合行政執(zhí)法局，浙江 溫州 325400；2.上海水星家用紡織品股份有限公司，上海 201400；3.浙江獻(xiàn)馳環(huán)?？萍加邢薰?，浙江 杭州 311612）

引言

《紡織行業(yè)“十四五”發(fā)展綱要》中提到，紡織行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)體系中的重要支柱性產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也是面向國際合作的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)。雖然銻會(huì)加劇環(huán)境污染，但在沒有找到銻的完全替代品的前提下，其在各行業(yè)領(lǐng)域的地位仍然十分穩(wěn)定[1]。所以相關(guān)工作者在開發(fā)利用銻資源的過程中，加強(qiáng)對(duì)銻污染的防治及資源化利用，已經(jīng)成為我國控制銻引發(fā)的環(huán)境污染和節(jié)約資源的一項(xiàng)重要舉措。

我國面對(duì)日漸復(fù)雜的環(huán)境形勢(shì)，如何做好對(duì)紡織行業(yè)染整廢水中銻污染的有效防治，目前已經(jīng)引起各化纖紡織企業(yè)的高度關(guān)注。

1 銻污染的總體概況

1.1 銻資源應(yīng)用的相關(guān)政策

在現(xiàn)代工業(yè)快速發(fā)展的背景下，我國對(duì)銻的消耗量一直在不斷地增加，所以要求銻礦能夠持續(xù)保持高產(chǎn)，但銻礦的儲(chǔ)存量卻在不斷地下降，因此國家也出臺(tái)了相應(yīng)的銻保護(hù)政策與控制銻出口量的政策。不同國家目前對(duì)水中銻的含量均出臺(tái)了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，比如美國規(guī)定飲用水及地表水中銻的含量不能超過5.0 μg/L，人體每天攝入的銻含量也不能超過0.4 μg/kg，世界衛(wèi)生組織和我國針對(duì)飲用水中銻的含量所采用的標(biāo)準(zhǔn)也與美國保持一致。

《紡織染整工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》中明確了0.10 mg/L的銻含量限值要求，各省在此基礎(chǔ)上做出了適當(dāng)調(diào)整，如江蘇省規(guī)定紡織染整廢水中的銻含量不能超過0.08 mg/L，企業(yè)排放的污水中總銻的最大含量為0.05 mg/L，而且不能超過這一標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)對(duì)殘留在織物纖維中的銻以及染整過程中每升廢水中的銻含量均提出了嚴(yán)格要求。

1.2 銻的危害

銻是一種有毒有害的金屬元素，相比于砷、汞等金屬元素，人們目前對(duì)銻的污染過程仍缺少系統(tǒng)性認(rèn)知。銻有著很強(qiáng)的毒性，其對(duì)酶的活性有很強(qiáng)的抑制作用，人體中如果積累了過量的銻，就會(huì)引起心肌炎、阿-斯綜合征等，并對(duì)人體的多個(gè)內(nèi)臟器官有損害作用，而且還會(huì)影響人的神經(jīng)系統(tǒng)。

銻是一種具有潛在毒性和致癌特征的金屬元素，其具有的生物毒性，能夠經(jīng)食物鏈不斷積累。

2 化纖紡織染整廢水中銻的來源

2.1 催化劑

2.2 燃料、助燃劑

在化纖紡織品染整期間，一些助劑或者燃料中也含有一定量的銻，而且紡織品阻燃劑中的銻含量較高，同時(shí)化纖紡織染整過程中銻涉及多道涉水工序，這也決定了染整廢水中銻的含量較高，如果不對(duì)廢水中的銻進(jìn)行有效控制或處理，就會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境污染，從而進(jìn)一步危害人體健康。例如，滌綸織物具有易燃的特點(diǎn)，需要通過整理使滌綸織物具有阻燃性，而銻化合物具有良好的阻燃性能，因而含銻阻燃劑發(fā)揮著重要作用，所以在滌綸織物的阻燃中有著廣泛應(yīng)用，但在這一階段殘留的阻燃劑會(huì)直接進(jìn)入廢水，并隨著企業(yè)的生產(chǎn)污水進(jìn)行處理和排放。

在化纖紡織染整廢水中，銻主要以Sb（Ⅲ）或者Sb（V）的形態(tài)存在，其中Sb（Ⅲ）的毒性最高，Sb（V）次之[2]。

2.3 高溫處理

以滌綸纖維為例，該化纖材料的結(jié)構(gòu)十分緊密，其對(duì)水分子并不具備較強(qiáng)的親和力，一般是在高溫和高壓的條件下對(duì)織物進(jìn)行染色[3]。

針對(duì)滌綸織物的染整、印花一般采用分散顏料直接進(jìn)行印花，在織物烘干以后進(jìn)入高溫和高壓的環(huán)境中，并結(jié)合熱熔法等技術(shù)手段進(jìn)行固色。受溫度的影響，一旦溫度超過滌綸纖維的承受范圍，會(huì)導(dǎo)致PET分子鏈產(chǎn)生劇烈運(yùn)動(dòng)，這就會(huì)導(dǎo)致織物中的銻出現(xiàn)析出的情況，其中織物中銻的析出量主要受纖維比表面積的影響，銻的析出量和纖維比表面積成正比關(guān)系。紡織染整階段一般采用定形、阻燃、防水等處理工序，使滌綸織物具備一定的外觀特性和較強(qiáng)的舒適感，且直接決定了滌綸織物的使用壽命。

3 化纖紡織染整廢水中銻污染處理技術(shù)

3.1 常規(guī)處理技術(shù)

3.1.1 混凝沉淀處理技術(shù)

混凝沉淀處理技術(shù)主要在混凝劑與助凝劑的作用下，促使廢水中的銻發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并凝聚形成較大的絮體沉淀，以此達(dá)到去除銻的目的。該方法的操作便捷性很強(qiáng)，占地面積較小，而且支持大批量廢水的處理，并且有著良好的脫色率，還能降低含銻廢水中的COD、色度等，適用于一些難以通過生物降解的染整廢水處理。不同混凝劑的除銻效果存在著一定的差異性，但使用該技術(shù)對(duì)混凝劑的選擇十分重要，如鋁鹽、鐵鹽等是常用的混凝劑，其中鐵鹽和鐵鋁復(fù)配混凝劑的效果更好，鋁鹽混凝劑的效果次之。該方法的處理成本較低，最重要的是能夠獲得較高的去銻處理效率，但大量混凝劑的使用可能會(huì)引起二次污染。

3.1.2 電化學(xué)法

染整廢水中對(duì)銻污染的處理，用到的電化學(xué)法主要包括電沉積法和電絮凝法，其中電極材料、pH值、干擾離子、初始濃度等要素直接決定了采用電化學(xué)法時(shí)的除銻效果，也是決定該方法除銻效率的關(guān)鍵指標(biāo)[4]。如在采用電絮凝法時(shí)，工作人員應(yīng)嚴(yán)格控制好持續(xù)時(shí)間、初始質(zhì)量濃度等，在鐵鋁電極條件下對(duì)染整廢水中銻的去除率高達(dá)95%以上，幾乎能夠完全消除廢水中的銻。電化學(xué)法的使用一般不會(huì)引發(fā)二次污染問題，而且除銻過程的靈活性以及便捷性優(yōu)勢(shì)顯著，不過在實(shí)際應(yīng)用時(shí)的能耗較高，因而適用于小規(guī)模含銻染整廢水的處理。雖然該方法具有很高的銻去除率，但在實(shí)際應(yīng)用中其利用率沒有混凝沉淀技術(shù)高。

2013年，“一帶一路”倡議的提出為我國食品工業(yè)搭建了更為寬廣的筑夢(mèng)空間，倡議借用古代絲綢之路的歷史符號(hào)，積極發(fā)展與沿線國家的經(jīng)濟(jì)合作伙伴關(guān)系，共同打造政治互信、經(jīng)濟(jì)融合、文化包容的利益共同體、命運(yùn)共同體和責(zé)任共同體。

3.1.3 吸附法

吸附法是一種常用的物理處理方法，其操作便捷性較強(qiáng)，產(chǎn)生的污泥量較少，并且可以進(jìn)行重復(fù)操作。該方法是一種處理含銻染整廢水的簡易方法，比較適用于銻含量較低且廢水量較大的情況。

吸附法主要是在吸附劑的作用下對(duì)水中的銻進(jìn)行處理，該方法可以使用活性炭、水合氧化鋁、納米二氧化鈦等作為吸附劑，以及利用纖維素、幾丁質(zhì)、淀粉等有機(jī)吸附劑等對(duì)污水進(jìn)行處理。

3.2 新型處理技術(shù)

3.2.1 混凝沉淀技術(shù)

混凝沉淀技術(shù)的操作便捷性較強(qiáng)，而且投入資金較少，屬于常用的含銻染整廢水處理技術(shù)。不過采用該技術(shù)時(shí)，常用的鐵鹽絮凝劑雖然能夠有效去除廢水中的大量銻，但對(duì)銻的去除效果受廢水pH值、共存離子的影響較大，所以在當(dāng)前的研究中，研究者應(yīng)致力于研發(fā)一種高效混凝劑，力求規(guī)避各種要素對(duì)混凝劑去銻率產(chǎn)生的影響，從而進(jìn)一步提高混凝沉淀技術(shù)的除銻效果。也有學(xué)者將混凝沉淀技術(shù)與超濾膜處理技術(shù)聯(lián)合使用，在綜合兩項(xiàng)技術(shù)手段的基礎(chǔ)上，憑借混凝體的吸附能力以及超濾膜的分離性能，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中Sb（V）的有效處理，且去除率超過40%。

3.2.2 新型吸附材料

吸附法作為使用范圍最廣的一種銻處理技術(shù)，近年來的重點(diǎn)主要集中在新型吸附材料的研發(fā)上，如金屬氧化物材料、復(fù)合材料、鐵基材料的研發(fā)，使得吸附法的除銻效果得到了大幅提升[5]。例如，有機(jī)凝膠對(duì)廢水中的銻能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的吸附效果，而且吸附容量較大，因而顯著提高了吸附法的除銻效果。

4 化纖紡織染整廢水中銻污染的控制策略

4.1 加大除銻新技術(shù)的研發(fā)力度

為了使化纖紡織染整廢水中的銻含量達(dá)到國家和地方的排放標(biāo)準(zhǔn)，有效控制企業(yè)在含銻染整廢水處理中投入的成本，相關(guān)人員需要適當(dāng)提高對(duì)新型除銻技術(shù)的研發(fā)力度，需要將除銻工藝及除銻材料作為研發(fā)的重點(diǎn)，確保能夠解決傳統(tǒng)銻處理技術(shù)面臨的高成本和低效率等問題。例如，研究人員可以借助材料合成與分離技術(shù)的發(fā)展契機(jī)，落實(shí)對(duì)化纖紡織染整廢水中銻污染的無害化處理，進(jìn)一步達(dá)到國家和地方制定的銻排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，企業(yè)需要考慮在控制染整廢水中銻污染的同時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)銻的資源化利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)銻污染的無害化處理，并與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出相結(jié)合，將其作為提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、促進(jìn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一種手段。

4.2 加強(qiáng)對(duì)污染源的把控

4.2.1 倡導(dǎo)清潔生產(chǎn)

清潔生產(chǎn)是當(dāng)前社會(huì)生產(chǎn)的大趨勢(shì)，除了要加強(qiáng)對(duì)清潔能源、清潔材料及清潔工藝技術(shù)的應(yīng)用外，還需要適當(dāng)改進(jìn)傳統(tǒng)的生產(chǎn)、管理等措施，從生產(chǎn)源頭上控制好銻污染問題，并注重銻資源利用效率的提升，有效減少生產(chǎn)過程中銻污染物的排放，降低染整廢水中銻的含量[6]。

在化纖紡織染整過程中，為了實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，需要企業(yè)始終貫徹“預(yù)防為主”的理念，盡量在生產(chǎn)過程中使用清潔能源和清潔材料，并實(shí)現(xiàn)對(duì)各種材料及資源的最大化利用，逐步降低銻等污染物的排放量，盡量控制化纖紡織染整對(duì)環(huán)境造成的破壞。

4.2.2 源頭控制

除了末端治理之外，也要做好源頭控制工作，通過利用清潔生產(chǎn)理念有效控制污染物的排放。所謂源頭控制，就是要在企業(yè)生產(chǎn)的最初階段采取銻污染的預(yù)防措施，避免出現(xiàn)污染問題，例如控制源頭的物料應(yīng)用等。而紡織染整企業(yè)應(yīng)該遵循資源綜合利用和環(huán)境友好的原則對(duì)物料進(jìn)行選擇，如果存在銻超標(biāo)排放的情況，則應(yīng)采用不含銻的替代品，例如在聚酯纖維生產(chǎn)過程中，可以利用不含銻的催化劑替代原有的含銻催化劑。

目前鈦系和鍺系這兩種無銻催化劑已經(jīng)發(fā)展得較為成熟，但其中鍺系催化劑主要應(yīng)用的是GeO2，這種催化劑活性溫和且具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性和透明性，但因?yàn)榫哂休^高的成本，所以無法得到廣泛應(yīng)用。鈦系催化劑則有著較強(qiáng)的環(huán)境友好性和活性，但因?yàn)槠淙狈ψ銐虻姆€(wěn)定性且容易出現(xiàn)水解的情況，所以可選擇性也不強(qiáng)。除此之外，在選擇染料助劑時(shí)，紡織染整企業(yè)應(yīng)該盡可能地選擇不含銻的環(huán)保型助劑和染料，而且必須要從源頭上控制銻的使用，從而達(dá)到零排放的目的。

4.3 健全化學(xué)品管理體系

在化纖織物的染整環(huán)節(jié)所要用到的化學(xué)品類型較多，且數(shù)量較大，不同類型的化學(xué)品有著不同的作用，許多化學(xué)品中都含有銻，如含銻催化劑、燃料、阻燃劑等。如果在染整過程中存在濫用化學(xué)品的情況，會(huì)對(duì)員工的健康造成危害，而且會(huì)加劇染整廢水排放導(dǎo)致的銻污染問題，因此企業(yè)有必要對(duì)化學(xué)品進(jìn)行有效管理，通過制定科學(xué)的管理制度、搭建完善的管理體系，進(jìn)一步規(guī)范染整生產(chǎn)中化學(xué)品的使用[7]。如企業(yè)可以安排專業(yè)人員負(fù)責(zé)落實(shí)化學(xué)品的管理，設(shè)置明確的含銻化學(xué)品使用目標(biāo)、銻污染控制目標(biāo)等，而且要結(jié)合國家和地方的相關(guān)要求，定期對(duì)含銻化學(xué)品的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且在此基礎(chǔ)上適當(dāng)完善相關(guān)管理制度，盡量避免銻污染對(duì)環(huán)境和人體健康造成的不良影響。

4.4 做好產(chǎn)業(yè)布局規(guī)劃

為了更好地控制染整廢水中的銻污染，地方政府應(yīng)該適當(dāng)?shù)貙?duì)產(chǎn)業(yè)布局進(jìn)行規(guī)劃，通過規(guī)劃建設(shè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)、集聚基地等方式，為實(shí)現(xiàn)化纖紡織染整行業(yè)染整廢水的集中處理創(chuàng)造良好條件。在此過程中，政府部門可以適當(dāng)發(fā)揮其引導(dǎo)作用，鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)園區(qū)，并落實(shí)對(duì)企業(yè)的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)含銻染整廢水的集中處理，從而有效降低廢水處理的難度以及經(jīng)濟(jì)成本投入。

5 結(jié)語

綜上所述，在化纖染整廢水中，銻污染主要與化纖織物染整生產(chǎn)中用到的大量含銻化學(xué)品有關(guān)，對(duì)染整廢水中銻污染的處理及控制，需要利用各種處理技術(shù)，所以相關(guān)人員要不斷創(chuàng)新銻污染處理技術(shù)，研發(fā)更多有助于除銻的材料、藥劑，并注重防止除銻引發(fā)的二次污染，而且要加大對(duì)染整廢水資源化處理的研發(fā)力度，體現(xiàn)清潔生產(chǎn)、集約節(jié)約生產(chǎn)等特征。

隨著社會(huì)各界對(duì)于節(jié)能減排、環(huán)境污染等問題的持續(xù)關(guān)注[8]，企業(yè)應(yīng)加大內(nèi)部管理力度，規(guī)范相關(guān)人員的操作行為，加強(qiáng)對(duì)紡織染整全過程的控制，從而為有效控制染整廢水中銻的含量創(chuàng)造良好條件。