Воздействие на окружающую среду текстильного и кожевенного производства

Текстильная промышленность – группа отраслей легкой промышленности, занятых переработкой натуральных, искусственных и синтетических волокон в пряжу, нитки и ткани.

В текстильной промышленности существуют два источника возникновения экологических проблем. Опасность для окружающей среды (человека в частности) представлена процессами, происходящими при непосредственном производстве тканей, и процессами, связанными с употреблением изделии.

Основные экологические проблемы, вызываемые деятельностью заводов по производству тканей, – токсичные вещества, попадающие в атмосферу и сточные воды. В дополнение к потенциально токсичным веществам часто проблемой становятся неприятные запахи, особенно если заводы по крашению и набивке тканей расположены вблизи жилых районов. Вентиляционные выбросы могут содержать пары растворителей, формальдегид, углеводороды, сероводород и соединения металлов.

Растворители иногда могут быть собраны и очищены для повторного использования. Макрочастицы извлекаются посредством фильтрации. Промывка газа эффективна в отношении растворимых в воде летучих соединений, таких как метанол, и не эффективна при пигментной набивке тканей, где в состав эмиссий в основном входят углеводороды. Легковоспламеняющиеся вещества можно сжигать, хотя это относительно дорого. Тем не менее, основным решением может стать использование материалов, производящих минимальное количество вредных выделений. Это относится не только к красителям, связующим веществам и сшивающим агентам, использующимся при набивке тканей, но и к формальдегиду и к остаточному содержанию мономера в тканях.

Загрязнение сточных вод незакрепленными красителями представляет серьезную экологическую проблему не только из-за потенциальной опасности для здоровья человека и животных, но также и из-за загрязнений взвешенными частицами, хорошо заметными невооруженным глазом. Обычно при окрашивании может быть достигнута фиксация красителей в 90 %, но при набивке тканей при помощи химически активных красителей обычными являются уровни фиксации в 60 % и менее. Это обозначает, что более чем одна треть химически активного красителя поступает в сточные воды во время промывки набивной ткани. Дополнительные количества красителей попадают в сточные воды при мытье сит и барабанов.

Во многих странах были установлены лимиты содержания загрязняющих веществ в сточных водах, но часто их трудно соблюдать без использования дорогостоящих систем для очистки сточных вод. Решение проблемы лежит в использовании красителей с наименьшим загрязняющим эффектом и в разработке красителей и синтетических загустителей, увеличивающих степень фиксации, и таким образом уменьшающих количество смываемых излишков.

При обработке пушно-мехового и обычного шубного сырья на предприятиях меховой промышленности образуется значительное количество сточных вод, характер которых определяется спецификой технологических процессов, осуществляемых в конкретном производстве. Сточные воды этих предприятий содержат большое количество трудноокисляемых органических веществ (шерстный и натуральный жиры, красители различной химической природы, поверхностно активные вещества (ПАВ)), а также токсичные соединения (трех- и шестивалентного хрома) в совокупности с минеральными (в основном серной) и органическими кислотами.

В настоящее время процессы выработки кож определенного ассортимента, реально используемые в отечественной промышленности, предполагают применение хромового дубления. Сточные воды этих производств относятся к высококонцентрированным и сильно агрессивным (рН < 6 и рH > 9). Характерными компонентами сточных вод кожевенного производства, кроме хрома, являются сульфиды, которые дают токсичный сероводород, продукты распада белков (с их присутствием тесно связана высокая биологическая потребность в кислороде (БПК)), растительные и синтетические дубители, жировые вещества. Вследствие большого их содержания данные сточные воды часто подвержены загниванию.

Расход соединений хрома в расчете на Cr₂O₃ при дублении кожи примерно равен 2,0–2,6 % от кожевенного сырья. Второй особенностью технологической обработки сырья является большой расход воды: на 1 т кожевенного сырья при выработке различных видов кож расходуется от 70 до 90 м³; при производстве меховой овчины – 100 м³ и более. Принимая во внимание большой объем стоков и предъявляемые к сточным водам санитарные требования, разрабатываются различные методы их очистки.

Наиболее рациональным способом водоотведения стоков таких предприятий является раздельная схема отведения отмочно-моечных, хромосодержащих и красильных сточных вод, которая позволяет с наименьшими затратами осуществлять использование очищенной сточной воды в оборотном водоснабжении предприятия. В большинстве современных предприятий в технологических схемах очистки предусматривается обработка стоков реагентами. Так, например, использование коагулянтов в совокупности с флокулянтами позволяет удалять красители, особенно те, которые находятся в дисперсном и молекулярно-ассодиативном состояниях, ПАВ и другие органические загрязнители. Однако при реагентной очистке сточных вод образуется значительное количество осадков и увеличивается общее солесодержание. В связи с чем требуется разработка более эффективных способов и методов их очистки.

Наиболее перспективными являются комбинированные способы очистки, обеспечивающие извлечение основной массы загрязняющих веществ, сорбционно-коагуляционным способом с применением местного минерального сырья или отходов производства, с последующей доочисткой при необходимости деструктивными или биологическими методами. Для очистки сильнозагрязненных и минерализованных сточных вод используют сорбент-коагулянт, полученный при модифицировании природного монтмориллонита в результате воздействия акустических колебаний в присутствии железа.

Например, обработка ультразвуком приводит к замене обменных катионов Na⁺ и Ca⁺ в структуре монтмориллонита на гидрокомплексы и появлению неионообменных катионов железа в октаэдрических пустотах и, возможно, в тетраэдрических пустотах алюминосиликатного каркаса. При этом удается добиться роста удельной поверхности глины.

Также весьма перспективным методом очистки сточных вод является гальванокоагуляция, основанная на использовании эффекта микрогальванопары, возникающего при пропускании воды через активную загрузку – железококс. При гальванокоагуляции в водном растворе происходит анодное окисление железа до Fe²⁺ и Fe³⁺, образование гетерополикатионов и сложных гидрокомплексов в результате гидролиза при определенных значениях рН среды, сорбция загрязняющих веществ на свежеобразованных гидросоединениях и их коагуляция.