新疆紡織產(chǎn)業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)

董鵬飛 閆金梅 張 秀 龔 龑

1. 新疆大學(xué) 紡織與服裝學(xué)院(中國)

2. 塔里木大學(xué) 機(jī)械電氣化工程學(xué)院(中國)

3. 北京服裝學(xué)院 材料設(shè)計(jì)與工程學(xué)院(中國)

隨著中國消費(fèi)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的來臨，紡織服裝產(chǎn)業(yè)面臨難得的發(fā)展機(jī)遇。與此同時(shí)，政府對盛產(chǎn)棉花的新疆地區(qū)大力扶持。在“一帶一路”戰(zhàn)略的帶動下，新疆紡織服裝業(yè)迅速發(fā)展。就新疆紡織產(chǎn)業(yè)而言，經(jīng)過幾十余年的發(fā)展，目前已經(jīng)形成以棉紡織、化纖為主，包含毛、麻針織品和服裝等在內(nèi)的較完整的產(chǎn)業(yè)鏈。但新疆紡織產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，導(dǎo)致其面臨原材料供應(yīng)不足、水資源匱乏、環(huán)境污染程度高、紡織品回收再利用難等一系列問題。在快速消費(fèi)的時(shí)代背景下，廢舊紡織品處理問題及環(huán)境污染問題成為重中之重。

循環(huán)經(jīng)濟(jì)指將清潔生產(chǎn)和廢棄物的綜合利用融為一體的經(jīng)濟(jì)，其本質(zhì)屬于一種生態(tài)經(jīng)濟(jì)，它要求運(yùn)用生態(tài)學(xué)規(guī)律指導(dǎo)人類社會的經(jīng)濟(jì)活動[1]。循環(huán)經(jīng)濟(jì)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)相比的優(yōu)勢在于：傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)是一種由資源-產(chǎn)品-污染排放構(gòu)成的物質(zhì)單向流動的經(jīng)濟(jì)，而循環(huán)經(jīng)濟(jì)則將此轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)反復(fù)循環(huán)流動的過程，并在自然生態(tài)系統(tǒng)上建立了資源-產(chǎn)品-再生資源往復(fù)循環(huán)的經(jīng)濟(jì)體制[2]。在循環(huán)經(jīng)濟(jì)的整個(gè)生產(chǎn)和消費(fèi)過程中，僅產(chǎn)生少量廢棄物或不產(chǎn)生廢棄物。新疆紡織產(chǎn)業(yè)若采用循環(huán)經(jīng)濟(jì)，則將可更好地應(yīng)對原料供應(yīng)問題，并可對廢舊紡織品采取更好的處理方式。

基于政府對新疆地區(qū)的扶持及“一帶一路”開放政策，新疆紡織服裝產(chǎn)業(yè)工業(yè)增加值自2010年以來呈持續(xù)增長態(tài)勢。2012—2016年新疆紡織服裝產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品工業(yè)增加值如表1所示。由表1可知，新疆紡織產(chǎn)業(yè)正蓬勃發(fā)展，而由此帶來的廢舊紡織品也將增多。

表1 2012—2016年新疆紡織服裝產(chǎn)業(yè)主要產(chǎn)品工業(yè)增加值(數(shù)據(jù)來源：2012—2017年《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》)

1 纖維—紗線—織物循環(huán)鏈

新疆紡織產(chǎn)業(yè)鏈雖然正蓬勃發(fā)展，但尚未形成閉環(huán)，對經(jīng)濟(jì)效益的追求與環(huán)境保護(hù)間的矛盾，成為新疆紡織產(chǎn)業(yè)面臨的難題。根據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)的原理，閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈具有經(jīng)濟(jì)和環(huán)境2個(gè)方面的驅(qū)動力。紡織循環(huán)閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈能夠很好地解決新疆紡織產(chǎn)業(yè)面臨的問題[3]。未來可以通過發(fā)展紡織回收業(yè)(如建立紡織回收中心)，彌補(bǔ)新疆紡織閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈的最后一個(gè)缺口，為新疆紡織產(chǎn)業(yè)帶來更高質(zhì)量的發(fā)展。圖1是從纖維、紗線、織物和成衣角度設(shè)想的新疆紡織閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。

圖1 新疆紡織產(chǎn)業(yè)循環(huán)鏈

對于廢舊紡織品的處理，目前主要有3種方式：再使用、再循環(huán)及能量回收。其中，能量回收方式最簡單，也是最初級的處理方法，其對環(huán)境的污染較大。新疆雖地廣人稀，但生態(tài)環(huán)境相對于其他地區(qū)也較脆弱，恢復(fù)較緩慢。

對于廢舊紡織品的回收，人們已進(jìn)行了很多相關(guān)的研究，并積累了一些回收技術(shù)，如廢舊紡織品成分快速檢測技術(shù)[4]、廢舊滌綸紡織品“半降解-液相增黏”高值化回收技術(shù)[5]、廢舊滌棉混紡織物醇解回收技術(shù)[6]、多組分廢舊混紡織物的物理回收[7]等。這些技術(shù)通過采用不同的物理化學(xué)及紅外檢測方法實(shí)現(xiàn)，其對于不同材質(zhì)的紡織品有不同的要求，每種方法可獨(dú)立使用，也可結(jié)合應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)廢舊紡織品的“高值化、零遺棄”。

2 紡織品生產(chǎn)過程循環(huán)圖

圖2 紡織品循環(huán)利用圖

當(dāng)前，新疆紡織產(chǎn)業(yè)仍以紡紗、織造和染整為主，因此本文將從這3個(gè)角度對新疆發(fā)展紡織循環(huán)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行概述。

新疆紡織產(chǎn)業(yè)以紡紗為主，而紡紗作為紡織產(chǎn)業(yè)鏈的重要一環(huán)，其循環(huán)經(jīng)濟(jì)對新疆生態(tài)建設(shè)及資源供應(yīng)至關(guān)重要。在紡紗前需對棉花進(jìn)行前處理，目前棉花的前處理能耗大，污染物排放量多，會對環(huán)境造成一定的影響。針對棉花的前處理，若能研究開發(fā)出能耗小、污染物排放少，對環(huán)境影響小的新技術(shù)，將大幅減少其對環(huán)境的危害[8]，進(jìn)而推動新疆紡紗循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

織造是新疆紡織產(chǎn)業(yè)下一步需大力發(fā)展的環(huán)節(jié)。作為紡織產(chǎn)業(yè)的中間部分，在正式織造前，為增加紗線的斷裂強(qiáng)度，確保織造順利進(jìn)行，需對紗線進(jìn)行上漿處理。目前，紗線上漿主要采用的是傳統(tǒng)上漿工藝，使用的漿料主要為聚乙烯醇(PVA)漿料，其污染較大，難以降解[9]。為此，需開發(fā)清潔型漿料以減少對環(huán)境的污染。目前，已開發(fā)出的清潔型上漿技術(shù)有溶劑上漿、預(yù)濕上漿、泡沫上漿、熱熔上漿、高壓上漿和冷上漿等。其中，溶劑上漿是采用低沸點(diǎn)、低比熱的有機(jī)溶劑代替水，因其表面張力小，對纖維的潤濕作用強(qiáng)，因此漿料在紗線上分布均勻，工藝能量消耗低，機(jī)器占地面積小，勞動生產(chǎn)率高[10]。預(yù)濕上漿是織造高密度、高檔紡織品的關(guān)鍵技術(shù)，其可有效去除棉紗上的雜質(zhì)，提升吸漿的均勻性，從而提高漿紗質(zhì)量，節(jié)約漿料用量[11]。預(yù)濕上漿在國外較常見，在中國尤其是新疆地區(qū)還較少見，值得推廣應(yīng)用?；谏鲜銮鍧嵭蜕蠞{技術(shù)，新疆地區(qū)仍需積極引進(jìn)人才及先進(jìn)技術(shù)，解決織造方面循環(huán)經(jīng)濟(jì)的問題。

新疆地區(qū)染整基礎(chǔ)較薄弱，用水量大、污染嚴(yán)重是制約新疆染整工業(yè)發(fā)展的重要問題。新疆的紡織產(chǎn)業(yè)正在逐步走向完整化、成熟型，一些染整技術(shù)需進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級，采用新型染整技術(shù)替代傳統(tǒng)的染整技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)新疆染整工序的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。目前，新型染整技術(shù)有冷軋堆前處理技術(shù)[12]、微懸浮體染色[13]、微膠囊染色[14]和數(shù)碼噴墨印花[15]4種。這4種染整技術(shù)均滿足循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求，可大力引進(jìn)此類技術(shù)，減少水資源消耗，保護(hù)地下水。

紡織產(chǎn)業(yè)鏈中的多個(gè)環(huán)節(jié)均會產(chǎn)生廢棄物。針對這些廢棄物，可以通過一定的方式對其進(jìn)行回收利用，以節(jié)約成本，同時(shí)減少對環(huán)境的污染。

3 紡織印染工業(yè)園的構(gòu)建

新疆地區(qū)擁有大量的土地，因此相比其他地區(qū)更適合通過發(fā)展紡織工業(yè)產(chǎn)業(yè)園來發(fā)展紡織循環(huán)經(jīng)濟(jì)。在紡織產(chǎn)業(yè)園中，廢棄物可快速提供給下一階段使用，從而降低了流通成本。循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念也滿足生態(tài)文明建設(shè)發(fā)展的要求，且可為新疆生態(tài)環(huán)境保護(hù)貢獻(xiàn)力量?；趯ηf欽宏等[16]的研究的總結(jié)，本文從理論上構(gòu)建出一種適合新疆紡織發(fā)展的產(chǎn)業(yè)園。在該紡織印染工業(yè)園中，可實(shí)現(xiàn)廢氣的潔凈排放和廢水的多級利用。污泥利用熱電廠余熱干化后，與燃煤耦合進(jìn)行生物質(zhì)發(fā)電，整個(gè)園區(qū)通過水、能源和固體廢物的多次再利用，最終達(dá)到發(fā)展紡織循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。在上述設(shè)想的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對紡織印染工業(yè)園進(jìn)行完善，具體如圖3所示。

圖3 紡織印染生態(tài)工業(yè)園

在該紡織印染工業(yè)園中，循環(huán)經(jīng)濟(jì)通過下述方式實(shí)現(xiàn)。

——熱電廠發(fā)電的余熱用于為紡織企業(yè)提供熱源，園區(qū)冬季供暖(可緩解鍋爐取暖的情況)，以及紡織熱干化處理中心對污泥進(jìn)行生物質(zhì)發(fā)電。電廠的冷卻水為未受污染的水，可直接進(jìn)入凈水廠。

——紡織印染廠產(chǎn)生的廢水一部分可直接排入污水處理廠進(jìn)行處理，另一部分可與熱電廠產(chǎn)生的爐渣進(jìn)行混合，以達(dá)到脫硫的目的。脫硫后的廢水相比未脫硫的廢水，其處理成本降低；脫硫后的爐渣可用于水泥建材及保溫磚等的制作；工業(yè)園產(chǎn)生的廢棉籽殼可進(jìn)行蘑菇的種植。

——紡織熱干化處理中心對印染污泥和凈水污泥進(jìn)行熱干化處理。

——污水處理廠對整個(gè)工業(yè)園內(nèi)產(chǎn)生的廢水進(jìn)行處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后直接排放或排入凈水廠等待下一步的繼續(xù)利用。

4 結(jié)語

本文為緩解新疆地區(qū)紡織產(chǎn)業(yè)帶來的環(huán)保壓力，更好地促進(jìn)新疆紡織產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，結(jié)合紡織、材料、染整和工程等學(xué)科的特點(diǎn)，提出了在新疆地區(qū)發(fā)展紡織循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思路，以及在該地區(qū)打造紡織印染生態(tài)工業(yè)園的可行性途徑。