實現(xiàn)紡織產(chǎn)業(yè)清潔生產(chǎn)的催化劑;可再生可循環(huán)的優(yōu)質(zhì)生態(tài)紡織材料;工業(yè)廢水的深度處理及低成本回用技術(shù);用微生物合成纖維生產(chǎn)的綠色環(huán)保服裝……在11月5日開幕的2013中國國際工業(yè)博覽會上,東華大學展出了涵蓋紡織全產(chǎn)業(yè)鏈的多項綠色創(chuàng)新技術(shù),展示了綠色、智能、時尚的紡織產(chǎn)業(yè)新畫卷,體現(xiàn)了"科技為民生服務(wù)"的研究理念。
綠色工藝實現(xiàn)紡織產(chǎn)業(yè)清潔生產(chǎn)
傳統(tǒng)紡織品印染前處理過程的退漿、精練和漂白等環(huán)節(jié),需要在高溫強堿條件下進行,是紡織產(chǎn)業(yè)鏈中資源消耗和污染物排放的最主要環(huán)節(jié)之一,排放的廢水和COD占印染行業(yè)總排放量的55%("化學需氧量"COD是評定水質(zhì)污染程度的重要綜合指標,COD越高則表明水體污染越嚴重)。業(yè)界長期以來一直希望創(chuàng)新前處理工藝,在低溫、低堿環(huán)境下實現(xiàn)紡織品的退漿、精練和漂白等加工,既降低處理溫度減少能耗,又降低高堿性廢水排放,減輕廢水治理負擔。
東華大學化工與生物工程學院毛志平教授團隊重點設(shè)計、合成金屬配合物仿酶催化劑,并系統(tǒng)研究其合成工藝條件,實現(xiàn)了仿酶催化劑的批量生產(chǎn)。所合成的催化劑可將漂白溫度從常規(guī)的100℃降低至60-80℃,顯著降低了能耗。與青島蔚藍生物集團有限公司合作(請務(wù)必保留),研究開發(fā)紡織品精練用液體堿性果膠酶并實現(xiàn)規(guī);a(chǎn),與國外同類商品相比,活力相當,但成本只有其三分之一。
項目組以仿酶催化劑和液體果膠酶為核心助劑,開發(fā)了系列低溫、少堿、快速的紡織品前處理工藝,創(chuàng)新實現(xiàn)了低耗低排的綠色生產(chǎn)目標。與國家清潔生產(chǎn)一級標準相比,該項目技術(shù)單位產(chǎn)品平均可節(jié)能35%、節(jié)水10%,工業(yè)堿用量減少90%之多,達到國際領(lǐng)先水平。該技術(shù)在華紡股份等7家紡織龍頭企業(yè)推廣三年來,新增產(chǎn)值3.9億元。項目技術(shù)目前已被行業(yè)作為清潔生產(chǎn)重點項目予以推廣,對緩解我國能源緊張、水資源短缺、環(huán)境惡化作用突出,對紡織行業(yè)的技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)升級起到了重要的示范和推廣作用。
環(huán)保裝備生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)紡織材料
當前的紡織產(chǎn)業(yè)迫切需要提升整個行業(yè)產(chǎn)品檔次,尤其急需在紡織材料改性加工技術(shù)方面實現(xiàn)創(chuàng)新。目前織物改性多采用濃堿的膨潤作用來增強纖維的相關(guān)性能,不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量,而且對環(huán)境污染很大。東華大學機械工程學院孫以澤教授團隊因此創(chuàng)造性地提出了多流體總線、多改性釜并發(fā)運行理論,運用液氨等介質(zhì)及特定牽伸運動綜合作用對棉麻纖維紗線進行晶變改性的技術(shù),并自主研發(fā)了相應(yīng)的成套裝備與工藝。
棉麻纖維、紗線晶變改性加工成套裝備屬原始創(chuàng)新裝備,能為創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的差別化天然纖維、紗線新紡材提供保障。該裝備是無水改性裝備,其主要介質(zhì)液氨可回收利用,無廢液、無廢氣,可實現(xiàn)零排放,無環(huán)境污染,具有高效率、低成本、自動化、智能化等特點。該環(huán)保裝備可對紡織領(lǐng)域最重要的纖維類別--棉花、麻類以及粘膠類纖維、紗線進行改性加工,處理后的織物更具超級柔軟、耐久膨松、防縮抗皺、啞光光澤、染色均勻等優(yōu)勢,由此可帶動我國紡織品實現(xiàn)高檔、高質(zhì)、高性能生產(chǎn),進而帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈的升級。
工業(yè)廢水的低成本回用
長三角地區(qū)是我國紡織印染行業(yè)主要密集區(qū),由于各種化學制劑不斷推陳出新,廢水處理難度加大,威脅水環(huán)境安全。印染企業(yè)普遍能接受的廢水深度處理回用成本僅為0.5元/ m3左右,而當前的廢水處理成本是這個價格的幾倍甚至幾十倍,難以讓企業(yè)接受。
東華大學環(huán)境科學與工程學院陳泉源教授項目組深入研究,研制的吸附材料,具有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)和較大的比表面積,脫鹽、脫有機污染物作用明顯,能使工業(yè)廢水褪色近80%,而成本低廉,尤其采用高級氧化再生方法的成本僅為傳統(tǒng)再生方法的40-60%。
陳泉源教授團隊還提出了"分質(zhì)回用"的方法,就是在不同的工藝環(huán)節(jié)使用不同處理程度的廢水。經(jīng)一體化的設(shè)備系統(tǒng)處理過的工業(yè)廢水,水質(zhì)可用于園林灌溉、道路保潔、汽車洗刷以及噴水池、冷卻設(shè)備補充用水等場合,還能滿足印染加工任一工序的要求,實現(xiàn)了工業(yè)廢水的低成本回用。
微生物合成出綠色紡織新材料
展會上還展出了科研人員用微生物合成出的一種化學成分和天然棉纖維素完全一樣但尺寸僅為納米級的纖維素聚合物,具有極好的透水保水性、形狀可塑性和生物適應(yīng)性,擁有多項世界獨有專*。項目負責人東華大學洪楓教授介紹,這種微生物纖維素除了可以用于替代棉纖維用于服裝,還可以用于燃料電池質(zhì)子交換膜、超濾膜等,在美容領(lǐng)域可用于制作水凝膠面膜,保水率在90%以上,給愛美人士帶來了福音。在處理燒燙傷、糖尿病患者潰瘍、皮膚移植等醫(yī)用領(lǐng)域效果突出,可用于人造皮膚和抗菌敷料,是具有極好修護功能的傷口敷料;而基于其納米纖維特性制造小徑人工血管和骨組織工程支架更是應(yīng)用前景廣闊。
"微生物合成纖維素的過程實際是通過細菌在水中自由穿梭拉絲實現(xiàn)的,納米纖維最終可形成連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這樣生產(chǎn)出來的'特種紙'既強又韌。"洪教授對記者說"我們有一個東華夢,希望今后能用微生物合成的纖維素材料替代棉花和石油基材料,減少耕地占用和環(huán)境污染,實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展。"