COMISIA EUROPEANADIRECTORAT GENERAL JRCCENTRUL DE CERCETARI REUNITEInstitutul pentru studii tehnologice prospective (Sevilia)

Tehnologii pentru sprijinirea dezvoltarii

Biroul European Ippc

CONTROLUL SI PREVENIREA INTEGRATA A POLUARII (IPPC)

DOCUMENTATIE ASUPRA CELOR MAI BUNE TEHNICI DISPONIBILE PENTRU INDUSTRIA TEXTILA

PROIECT DATAT AUGUST 2002

SUMAR

INTRODUCERE

Acest documentatie asupra celor mai disponibile tehnici in industria textila reflecta un schimb de informatii, operatiune planificata de articolul 16(2) al Consiliului Directiv 96/61/EC.Documentul de fata trebuie privit in lumina prefatei , care descrie obiectivele si utilitatea acestuia .

Acest document acopera activitatile industriale specificate in sectiunea 6.2 a Anexei I a Directivei 96/61/EC, numita : “Instalatii pentru tratament chimic inainte de uilizare ( operatiuni precum spalarea, inalbirea(decolorarea), mercerizarea sau vopsirea fibrelor sau textilelor unde capacitatea de tratare depaseste 10 tone pe zi.”

In completare , prefata contine o serie de anexe , care prezinta informatii suplimentare despre auxiliare textile, vopseluri si pigmenti , utilaje textile, remedii specifice etc.

Obiectivele acestui sumar sunt acelea de a preciza trasaturile principale ale documentului.In orice caz, din moment ce este imposibil sa se reflecte toate complexitatile documentului intr-un rezumat, numai textul documentului in totalitatea sa ar trebui utilizat in determinarea BAT (celor mai bune tehnici disponibile in industria textila) pentru orice dispozitiv particular.

1

INDUSTRIA TEXTILA

Industria textila prezinta unul dintre cele mai mari si complicate lanturi tehnologice in industria manufacturiera. Este un sector fragmentat si heterogen dominat de SMEs (intreprinderi mici si mijlocii) , care prezinta o cerere distribuita indeosebi inspre trei principale domenii finale: imbracaminte, tesaturi pentru uz casnic si uz industrial.

Italia este de departe liderul European in producerea textilelor, urmata de Germania , UK , Franta si Spania (in aceasta ordine), impreuna totalizand mai mult de 80% din productia uniunii europene.Belgia, Franta, Germania si Marea Britanie sunt principalele producatoare din sectorul de covoare.

In 2000 industria europeana textila si de imbracaminte reprezenta 3,4% din turnoverul industriei manufacturiere a uniunii europene, 3,8% din valoarea sumata si 6,9% din ocuparea fortei de munca din industrie.

Industria textila este compusa dintr-un larg numar de sub-sectoare, acoperind intregul ciclu de productie de la producerea de materii prime la semi –fabricate ( fire (ata), impletituri si tricotaje tesaturi cu procesele lor de finisare) pana la produse finite (covoare, textile pentru uz casnic, imbracaminte si textile de uz industrial).Ca un scop al documentului acesta este limitat la acele activitati care implica procedee umede , trei principale sub-sectoare au fost numite: curatarea lanii, finisare textila (excluzand articole de acoperirea podelei) si sectorul de covoare.

PROCESE APLICATE SI PROCEDEE

Lantul tehnologic textil incepe cu producerea sau recoltarea de fibre brute. Asa numitele “procese de finisare “ (pretratament – etapa de pregatire , vopsire, imprimare, finisare si acoperire incluzand spalrea si uscarea) reprezinta miezul proceselor aplicate si al procedurilor in acest sumar.Procese precum producerea de fibre sintetice, toarcerea, teserea , impletitura etc . sunt de asemenea descrise pe scurt in acest material ca si cum ar avea o influenta semnificativa asupra impactului asupra mediului inconjurator al activitatilor de procesare umeda ulterioare.“procesele de finisare “pot avea loc la nivele diferite in procesul de productie (tesere, tors, desfacerea fibrelor etc) secventele tratamentelor aplicate fiind extrem de variabile si dependente de cerintele utilizatorului final.

In primul rand tratamentele de finisare sunt descrise precum procese unitare fara a mai considera posibilele etape in care ele pot fi aplicate. Mai tarziu in capitolul 2 unele categorii tipice au fost identificate in interiorul industriilor curatarii lanii, finisare textila si sectorul de covoare si etapele procesului descrise pe scurt.

2

PROBLEMELE MEDIULUI SI NIVELURILE DE CONSUM SI EMISII

Principala preocupare privind mediul inconjurator in ceea ce priveste industria textila este referitoare la cantitatea de apa scursa si incarcatura chimica pe care aceasta o prezinta. Alte probleme importante sunt legate de consumul de energie, emisiile poluante in atmosfera, deseurile solide si substantele odorizante care pot fi foarte pacatoase in anumite procese de tratare.

Emisiile aerice sunt de regula colectate la punctual lor de formare. Deoarece ele au fost monitorizate pe termen lung in diverse tari , se cunosc date concrete despre emisiile aerice ale diverselor procese specifice.Nu asa stau lucrurile in cazul emisiilor din apa.Diversele scurgeri provenind din diferitele procese tehnologice sunt amestecate pentru a produce in cele din urma un efluent (scurgere) ale caror caracteristici sunt rezultatul unei combinatii complexe de factori precum tipul de fibre , procesele de fabricare , tehnicile aplicate si tipurile de chimicale si substante auxiliare utilizate. De cand datele disponibile despre scurgerile de apa provenite din procesele specifice sunt precare, s-a demonstrat oportun a se identifica fabricarea unor categori limitate de textile si sa se compare masa globala a scurgerilor intre procesele de fabricare apartinand aceleiasi categorii.Aceasta abordare permite o evaluare preliminara prin care comparand consumul si nivelul emisiilor specifice ale fabricilor de acelasi fel, este posibila verificarea datelor furnizate si a se identifica diferente macroscopice intre diferitele activitati . Consideratii privind date de intrare/ iesire sunt prin urmare referite in rezumat pentru un numar de categorii tipice de fabrici , incepand de la o privire de ansamblu asupra intregii activitati si incheind cu analiza detaliata a unui singur procedeu cand aceste date vor fi disponibile.

Curatarea lanii cu apa conduce la o incarcatura a materiilor reziduale cu un continut organic ridicat (2 pana la 15l/kg de lana unsuroasa la aproximativ 150-500g COD /kg de lana si cantitati variabile de micropoluanti rezultati din pesticidele aplicate pe oaie. Cele mai cunoscute pesticide sunt cele organofosforice(OP), piretoizi sintetici si reglatori ai cresterii insectelor (IGR).Pesticidele organoclorurate (OC) sunt inca gasite pe lana din anumite tari in curs de dezvoltare.

Un procent insemnat din totalul emisiilor provenite din industria textila este atribuit de la bun inceput materialelor brute inainte ca acestea sa intre in procesul de prelucrare (e.g. impuritati si componente associate fibrelor naturale , agentilor de prelucrare, lubrifianti de toarcere, agenti de incleiere etc). toate aceste substante sunt de obicei indepartate din fibre pe parcursul procesului de pretratament inainte de colorare si finisare. Inlocuirea substantelor auxiliare precum lubrifiantii de toarcere, uleiurile de impletituri si agentii de preparare prin tratament ud poate sa conduca la eliminarea nu numai a substantelor organice greu biodegradabile cum ar fi uleiurile minerale , dar de asemenea componente periculoase precum hidrocarburile poliaromate, APEO si substante biocide.

3

Incarcatura finala este in jur de 40-80g/kg de fibre. Cand substratul este supus unui procedeu uscat (reglat de caldura) inaintea spalarii, substantele auxiliare prezente pe substrat devin transportate de aer (emisiile de 10-16g C/kg sunt de obicei compusi bazati pe uleiuri minerale).

Spalarea cu apa din cadrul descleierii bumbacului si a stofelor din amestec de bumbac pot contine 70% din totalul incarcaturii de COD prezenta in scurgerile finale.emisiile de agenti pot fi in jur de 95g COD/kg de stofa, prezentand concentratii ale COD adesea in jur de 20000mg COD/l.

Albirea cu hipoclorit de sodiu da nastere la reactii secundare ce formeaza compusi halogenati organici in mod normal masurati prin AOX (raportul de triclormetan din volumul compusilor formati).Pentru diversele aplicatii ale hipocloritului (primul pas) si ale peroxidului de hidrogen (al doilea pas) valori de 90-100mg Cl/l de AOX au fost observate din evacuarea baii de albire cu NaClO.. Concentratii mai mari de 6mgCl/l pot fi inca gasite in apa oxigenata (H2O2) cheltuita in baia de albire,cauzat de substraul rezultat din baia precedenta.Comparativ cu hipocloritul de sodium, cantitatea de AOX formata in timpul albirii clorinate este mult mai mica.investigatii recente au demonstrat ca formarea AOX nu este cauzata de catre cloritul de sodium , dar mai frecvent de catre clorit sau hipoclorit prezente ca impuritati sau utilizati ca agenti de activare. Manevrarea si stocarea cloritului de sodium necesita o atentie deosebita din cauza toxicitatii , corozivitatii si riscului de explozie pe care le prezinta.

In cazul albirii cu peroxid de hidrogen problemele care ne preocupa in ceea ce priveste mediul inconjurator sunt asociate cu utilizarea de agenti puternici complexanti ( stabilizatori).

O scurgere puternic alcalina (40-50 g NaOH/l) este produsa daca apa de clatire dupa mercerizare nu este recuperata sau refolosita.

Separate de cateva exceptii (e.g. procesul termosol, vopsirea cu pigment etc) cele mai multe emisii orignare din procesul de vopsire sunt eliminate in apa. Substantele care polueaza apa pot fi originare chiar din vopsele( toxici lichizi, metale, coloranti), substante auxiliare continute de formula vopselei ( agenti de dispersie, agenti anti-spumanti etc).,chimicale de baza si excipienti utilizati I procesul de vopsire (e.g. alkali, saruri, agenti reducatori si oxidanti etc) si reziduri de contaminare prezente pe fibre (reziduuri de pesticide de pe lana, fibre sintetice).consumul si nivelele de emisie sunt in relatie puternica cu tipul de fibre, tipul procedeului, tehnica de vopsire si utilajul utilizat.

In lotul de vopsire nivelurile concentratiilor variaza mult in etapele vopsirii.in general baile de vopsire utilizate au cele mai ridicate niveluri ale concentratiilor ( valori in jur de 5000mg COD/l sunt obisnuite)

4

Procesul de spalare cu apa contribuie la consumul acesteia si al energiei. Incarcatura poluanta a apei de spalat este in stransa legatura cu poluantii continuti in scurgerea de apa (e.g. impuritati antrenate din stofe, chimicale din procesele precedente, detergenti si alte substante auxiliare utilizate in timpul spalarii) Utilizarea solventilor halogenati organici (substante persistente) pentru curatarea uscata poate produce emisii difuze , ducand la poloarea panzei de apa freatica si a solului si pot avea efecte negative in emisiile aerice din cadrul proceselor de temperaturi ridicate din aval.

TEHNOLOGII DE LUAT IN CONSIDERARE IN DETERMINAREA BAT

PRACTICI ALE UNUI MANAGEMENT GENERAL BUN

Scala practicilor manageriale de la educatie si instruire pana la definirea bine argumentata a procedurilor care privesc intretinerea ecipamentului, stocarea subst. chimice, manipularea, dozarea si distribuirea acestora.. Date imbunatatite despre procesele de puterea de alimentare/capacitatea de productie sunt de asemenea o parte esentiala a unui management efficient. Acestea includ admisia materialului textil brut , chimicale, caldura, puterea si apa , si capacitatea de productie a produsului , apa cheltuita, emisiile aeriene, sedimente, deseuri solide si produse secundare. Monitorizand procesele de alimentare si capacitatea de productie este etapa de inceput in identificarea optiunilor si a prioritatilor pentru imbunatatirea performantelor economice si asupra mediului inconjurator.

Modalitati pentru imbunatatirea calitatii si cantitatii subst. chimice utilizate include revizii regulate si evaluarea incasarilor., optimizarea orarului in procesul productiei, utilizarea apei de calitate ridicata in procesele ude etc. Sisteme pentru controlul automat al parametrilor proceselor (e.g. temperatura, nivelul solutiei chimice, concentratiile chimice.) permit un control intim al procesului de imbunatatire al procesului , cu minimum de surplus in ceea ce priveste substantele chinice utilizate.

Optimizarea consumului de apa in procedeele textile incepe prin controlul nivelului consumului. Urmatorul pas este reducerea consumului printr-un numar de procese adesea complementare. Acestea includ imbunatatirea conditiilor de munca, reducerea solutiei in sarja , cresterea eficientei spalarii, pracesele de combinare (curatire si dezlipere) si reutilizarea/reciclarea apei.

. cele mai multe dintre aceste masuri permit reduceri semnificative nu numai in ceea ce priveste consumul de apa, dar si in ceea ce priveste consumul de energie datorita faptului ca o mare cantitate din aceasta este utilizata pentru incalzirea bailor diverselor procese tehnologice.Alte tehnologii sunt in mod particular canalizate pe optimizarea cheltuielii energiei (e.g. izolarea calorica a conductelor, supapelor, rezervoarelor si utilajelor, segregatia caldurii si a temp. scazute risipite , scurgerile de apa si reconversia caldurii din scurgerile de temperaturi ridicate).

Managementul performant al fibrelor sintetizate

5

Informatia despre materiile prime textile reprezinta primul pas in abordarea poluarii produsa de in diversele procese tehnologice. Informatii despre furnizor ar trebui sa includa nu numai caracteristicile tehnice ale ale materialelor textile, dar de asemenea tipul si cantitatea agentilor de preparare si agentilor de calibrare, monomerilor reziduali , metale, biocide (e.g. ectoparasiticide pentru lana) prezenti pe fibre. Diversele tehnologii disponibile care pot reduce considerabil impactul asupra mediului din procesele din amonte.

Asa cum pentru reziduurile pesticide de pe fibra bruta de lana, un numar de organisme mentin informatiile despre continutul de pesticide al lanii gresate si curatate.Fabricantii pot folosi aceste informatii pentru a minimaliza de la bun inceput orice pesticide utilizate in mod legal precum OP si SP ectoparasiticide si a evita procesarea lanii contaminate cu cele mai diverse chimicale , precum OC pesticide sau cel putin un certificat analytic este asigurat. In absenta informatiilor , mostre ar trebui analizate pentru a confirma continutul lor pesticid, dar aceasta operatiune presupune costuri suplimentare ridicate pentru producator. Actualmente programele de cooperare intre asociatiile inregistrate si conducerile tarilor in curs de dezvoltare au condus la la reducerea progresiva a nivelelor reziduale de OP si SP din lana, in acelasi timp cu dezvoltarea schemelor de certificare a reziduurilor scazute.

Imbunatatiri sunt de asemenea posibile pentru operatiuni precum agentii de preparare, uleiuri de toarcere si de impletire. Substituenti pentru uleiurile minerale sunt acum disponibile pentru cele mai multe operatiuni.compusi alternativi care prezinta un grad ridicat de biodegradabilitate sau cel putin bioeliminabilitate; sunt de asemenea mai putin volatili si mai termostabili decat uleiurile minerale. Acestea sunt de ajutor in reducerea mirosurilor neplacute si a emisiilor aerice cere se pot intampla cand substratul este supus la tratamente termice ridicate precum termofixarea.

Combinarea tehnologiilor Combinaţia tehnicilor de adiţii mici cum ar fi pre-uscarea firelor urzite sau toarcerea compactă, cu selecţia de agenţi de dimensionare vizaţi ajută la reducerea impactului asupra mediului a procesului de micşorare. Se cunoaşte acum că avem la dispoziţie compuşi biodegradabili sau bioeliminabili, care acoperă toate nevoile. Mai mult, poliacrilaţii de ultimă generaţie sunt foarte eficienţi cu adiţiile mici şi pot fi complet şi uşor eliminaţi din material.

În general, filaturile integrate au mijloacele necesare pentru a controla sursa materiilor prime şi a compuşilor chimici aplicate ţesăturilor. Pentru companiile neintegrate (mai ales pentru companiile care lucrează pe bază de comision) este mai dificil să influenţeze furnizorii . materiile prime convenţionale sunt, în general , mai ieftine. Furnizorii de materii prime (de exemplu cei care se ocupă cu toarcerea, filaturile) se uită mai degrabă la aspectele economice şi la performanţa unei anumite substanţe în procesul lor, decât la problemele de mediu produse în prelucrarea ulterioară (la sfârşitul tuturor proceselor din filatură). În aceste cazuri este necesar să se lucreze cu clienţii pentru a se elimina aceste materiale din lanţul de aprovizionare.

6

Selecţia şi substituirea compuşilor chimici folosiţiUn număr de scheme pentru evaluările şi clasificările ecotoxicologice ale produselor chimice au fost propuse de către TWG în vederea determinării celor mai bune tehnici disponibile (BAT). Bazându-se pe aceste instrumente, înlocuirea substanţelor dăunătoare este adesea o opţiune la îndemână pentru a reduce impactul procesului asupra mediului.

Surfactanţii sunt folosiţi în mai multe scopuri în industria textilă (detergenţi, lubrifianţi, etc.).Unii surfactanţi sunt consideraţi problematici datorită biodegradabilităţii slabe şi toxicităţii asupra speciilor acvatice. Îngrijorarea se axează pe APEO şi în particular pe NPE. Principalele alternative pentru APEO sunt acizii graşi etoxilaţi, dar de asemenea, pentru alţi surfactanţi există substituenţi care sunt gata biodegradabili sau bioeliminabili în uzina de epurare a apei menajere şi care nu formează metaboliţi toxici.

Agenţii de complexare pot fi adesea evitaţi, totuşi, atunci când ei trebuie să fie folosiţi există compuşi ca o alternativă la agenţii convenţionali de separare, care sunt biodegradabili sau cel puţin bioeliminabili şi care nu conţin N sau P în molecula lor (de exemplu policarbonaţi, poliacrilaţi, gloconaţi, citraţi şi câţiva copolimeri ai acidului acrilic zaharat). Costurile sunt comparabile deşi, în unele cazuri, pot fi necesare cantităţi mai mari.

Agenţii antispumanţi sunt adesea bazaţi pe uleiuri minerale. Ingredienţii activi tipici în produsele fără uleiuri minerale sunt siliconii, esterii fosforici, alcoolii cu moleculă lungă, derivaţii de fluor sau combinaţii ale acestor componente. Siliconii sunt eliminaţi doar de procesele abiotice în apa menajeră şi peste o anumită concentraţie stânjenesc transferul/difuzia oxigenului către sedimentul activat. Tributilfosfaţii au un miros intens şi foarte iritant, iar alcoolii cu greutate moleculară mare au miros intens în soluţii fierbinţi.

Spălarea lâniiImplementarea instalaţiilor de îndepărtare a murdăriei/ recuperare a grăsimii permite efectuarea de economii de apă şi energie (consumul net specific de apă calculat la 2-4 l/kg de lână grasă s-a dovedit a fi realizabil pentru lâna neprelucrată şi subţire). În plus, se obţin produse secundare valoroase (25-30% din grăsimea estimată a fi prezentă în lâna spălată), împreună cu o reducere semnificativă a încărcăturii organice trimise instalaţiei de tratare a apei uzate. Dacă instalaţiile de îndepărtare a murdăriei/ recuperare a grăsimii se combină cu evaporarea apei uzate şi cu incinerarea sedimentului, cu reciclarea completă a apei şi a energiei, se obţin beneficii suplimentare în ceea ce priveşte mediul înconjurător, manifestate prin economia de apă şi prin cantitatea de deşeuri solide. Totuşi, tehnologia este complexă implică cheltuieli mari investiţie şi costuri înalte de producţie.

Spălarea lânii cu solvenţi organici evită folosirea apei în procesul de curăţare actual. Singura sursă de emitere a apei este umezeala introdusă cu lâna, vaporii folosiţi în ejectoarele cu vid şi umezeala preluată din aer şi intrată în echipamente. Această apă este contaminată cu percloretilenă (PER). Pentru a evita orice risc al emisiilor difuzate, fluxul de apă este tratat în două etape, incluzând o unitate de îndepărtare a solvenţilor volatili şi o unitate de distrugere a solvenţilor reziduali. Deoarece pesticidele sunt dizolvate de către solvenţi şi îndepărtate odată cu grăsimea, lâna curată se raportează a fi lipsită de pesticide. Aceasta are implicaţii benefice pentru procesele finale de prelucrare a lânii.

7

PretratareaAgenţii de dimensionare solubili în apă, cum ar fi PVA, poliacrilaţii şi CMC pot fi recuperaţi din lichidul de spălare prin UF (ultrafiltrare) şi refolosiţi în proces. Recent, a fost confirmat faptul că amidonul modificat , cum ar fi carboximetil-amidonul poate fi , de asemenea, reciclat. Cu toate acestea, refolosirea lui în ţesătorii nu este lipsită de probleme. În prezent, atelierele de finisare a textilelor tot nu prea acceptă materialele deja dimensionate. Mai mult, expedierea pe distanţe lungi anulează orice avantaje ecologice, pentru că soluţiile trebuie transportate în condiţii adecvate în autocisterne etanşe. Din aceste motive, agenţii de dimensionare sunt, de obicei, recuperaţi numai în filaturile integrate, care au secţiile de ţesut şi cele de finisat în acelaşi loc.

Pentru filaturile neintegrate, care lucrează cu mai multe feluri de materiale şi pentru care este dificil sa aibă un control direct asupra sursei de materie primă, o opţiune viabilă este calea oxidativă. În condiţii speciale (de exemplu pH mai mare decât 13), H202 va genera radicali liberi, care degradează uniform şi eficient toţi agenţii de dimensionare şi îi îndepărtează din material. Procesul produce molecule mici, pre-oxidate, cu ramificaţii scurte, care sunt uşor de spălat (cu o cantitate mică de apă) şi uşor degradabili în instalaţiile de tratare a apei uzate.Ar fi de dorit să se combine înălbirea cu ajutorul peroxizilor alcalini cu spălarea şi să se adapteze contra-fluxul de baze şi peroxizi la diferitele etape ale pretratării, astfel încât să se economisească apă, energie şi produse chimice.

Peroxidul de hidrogen este în prezent agentul de înălbire preferat pentru bumbac şi combinaţiile care conţin bumbac, ca înlocuitor al hipocloritului de sodiu, deşi este recunoscut faptul că hipocloritul de sodiu este încă necesar pentru o înălbire de calitate înaltă şi pentru materialele fragile şi care ar suferi de pe urma depolimerizării. În aceste cazuri, se poate aplica un proces format din două etape, prima cu peroxid de hidrogen şi apoi cu hipoclorit de sodiu, în scopul reducerii emisiilor de AOX (impurităţile din fibre, care acţionează ca precursori în reacţia haloformatoare, sunt îndepărtate în prima etapă). Un proces format din două etape, ambele folosind peroxid de hidrogen este de asemenea posibil în zilele noastre, acesta evitând complet folosirea hipocloritului. Totuşi, se raportează că această opţiune ar fi de două până la şase ori mai scumpă.

Există, de asemenea, un sprijin în continuă creştere pentru înălbirea cu peroxizi în condiţii intens alcaline, care poate realiza un înalt grad de albire, după îndepărtarea atentă a catalizatorilor prin tehnici de reducere/extracţie. Avantajele adiţionale rezultate sunt reprezentate de posibila combinare a spălării cu albirea. Reducerea/extracţia urmate de o oxidare intensă, combinate cu treapta de albire/spălare este aplicabilă pentru înălbirea textilelor foarte contaminate în toate vopsitoriile şi pentru toate tipurile de maşinării(care lucrează continuu sau discontinuu).

Dioxidul de clor (din cloritul sau cloratul de sodiu) este un agent de înălbire excelent pentru fibrele sintetice şi pentru in, olandă şi alte fibre naturale care nu pot fi înălbite folosind numai peroxidul. Tehnologiile recente (care folosesc peroxidul de hidrogen ca agent reducător pentru cloratul de sodiu) nu pot produce ClO2 fără a genera şi AOX (înălbire elementară lipsită de clor).

8

Apa de clătire după tratamentul de mercerizare (aşa-numita „leşie slabă”) poate fi refolosită în proces după ce a fost concentrată prin evaporare.

VopsireaBine-cunoscuţii transportori de vopsele pentru PES pot fi evitaţi (excepţie făcând PES/WO şi combinaţiile cu elastan/WO) prin vopsirea în condiţii de temperatură înaltă. O altă opţiune atractivă este folosirea fibrelor PES care se pot vopsi fără transportori de vopsele, ca de exemplu fibrele de poliester polimetilen tereftalat (PTT). Cu toate acestea, din cauza diferenţelor de proprietăţi fizice şi mecanice, aceste fibre nu acoperă exact aceeaşi piaţă de produse finale şi nu pot fi privite ca substituenţi pentru fibrele poliesterice pe bază de PET. Când transportorii nu pot fi evitaţi, substanţele active convenţionale -bazate pe compuşi aromatici cloruraţi, o-fenilfenol, bifenil şi alte hidrocarburi aromatice- pot fi înlocuite cu substanţe mai puţin nocive, cum ar fi benzil-benzoatul şi N-alchil-ftalimida.În scopul evitării folosirii hidrosulfitului de sodiu în post-tratarea PES, se propun două modalităţi diferite: folosirea agenţilor reducători bazaţi pe derivaţi ai acidului sulfinic cu lanţuri scurte sau folosirea coloranţilor în suspensie, care pot fi limpeziţi în mediu alcalin prin solubilizare hidrolitică în locul reducerii. Derivaţii de acid sulfinic cu lanţuri scurte sunt biodegradabili, necorozivi, au toxicitate foarte scăzută şi, spre deosebire de hidrosulfitul de hidrogen, pot fi folosiţi în condiţii de mediu acid, fără a necesita schimbări repetate ale băilor şi modificări de pH (economie de apă şi de energie). Totodată, cu ajutorul coloranţilor ce pot fi îndepărtaţi cu ajutorul bazelor, folosirea hidrosulfitului şi a altor agenţi reducători poate fi evitată.

Agenţii de dispersie prezenţi în mod tipic în suspensie, în coloranţii de cadă şi în formulele cu sulf au fost îmbunătăţiţi prin: 1)înlocuirea lor parţială cu produse optimizate bazate pe esteri ai acizilor graşi, sau prin 2)folosirea amestecurilor acizi aromatici sulfonici. Prima opţiune este aplicabilă numai pentru formulele lichide ale coloranţilor în suspensie (paleta de culori este astfel limitată). Aceşti agenţi de dispersie sunt bioeliminabili şi proporţia lor în formule poate fi semnificativ redusă comparativ cu formulele convenţionale. Agenţii de dispersie indicaţi în a doua opţiune prezentată au un grad înalt de bioeliminare comparativ cu produşii de condensare convenţionali ai acidului naftalin-sulfonic cu formaldehida. Ei pot fi folosiţi atât pentru dispersie, cât şi drept coloranţi de cadă (formule solide şi lichide).

Coloranţii pe bază de sulf pre-reduşi (formule lichide cu conţinut de sulf <1% ) sau coloranţii lipsiţi de sulf şi non-pre-reduşi sunt disponibili în variante diferite (solubili în apă, în oxidaţi, pudră, formă lichidă sau în suspensie stabilă). Toţi aceşti coloranţi pot fi reduşi fără a folosi sulfit de sodiu, folosind glucoza singură(într-un singur caz) sau în combinaţie cu ditionit, hidroxiacetonă sau acid formidin-sulfinic. Coloranţii stabilizaţi non-pre-reduşi şi fără sulf sunt mult mai scumpi decât celelalte tipuri de coloranţi pe bază de sulf.

Slaba fixare a colorantului a fost o problemă de lungă durată, mai ales la grupa coloranţilor fibrelor de celuloză, unde se adaugă în mod normal o cantitate semnificativă de sare pentru a îmbunătăţi consumul de coloranţi. Cu ajutorul tehnicilor sofisticate de inginerie moleculară, a fost posibilă descoperirea coloranţilor bifuncţionali şi reactivi cu o cantitate mai mică de sare, care ating o rată de fixare <95%, chiar şi pentru fibrele celulozice, cu o performanţă

9

îmbunătăţită considerabil (reproductibilitate şi vopsire uniformă) faţă de coloranţii reactivi tradiţionali. Clătirea fierbinte evită folosirea detergenţilor şi agenţilor de complexare în clătirea şi neutralizarea de după vopsire. Înlocuirea clătirii reci cu clătirea fierbinte conduce la un consum mai mare de energie, dacă nu se recuperează energia termică din apa uzată.

Folosirea silicatului de sodiu în vopsirea materialelor celulozice poate fi evitată datorită soluţiilor apoase foarte concentrate lipsite de silicaţi, care sunt produse gata-pregătite, uşor de aplicat cu sistemele moderne de dozare. A fost descris şi un proces alternativ, care nu necesită adăugarea de substanţe ca uree, silicat de sodiu sau sare sau un timp prelungit de acţiune pentru fixarea coloranţilor. Procesul în sine este simplu şi foarte adaptabil şi este aplicabil la o largă varietate de materiale, indiferent de dimensiunea lor. Se pot realiza economii semnificative datorită productivităţii înalte, consumurilor reduse de produse chimice şi de energie şi a poluării reduse a apei uzate necesară a fi tratată special. Totuşi, datorită capitalului mare investit iniţial, aceste tehnici sunt mai potrivite pentru instalaţiile noi şi pentru cele la care se caută înlocuirea echipamentelor.

Recent, au apărut pe piaţă coloranţi reactivi noi , care se dovedesc a avea un nivel înalt de rezistenţă, aproape echivalent cu cel atins de coloranţii cu crom, chiar şi pentru nuanţele închise. Cu toate acestea, importanţa coloranţilor reactivi creşte foarte încet, din mai multe motive, inclusiv dificultăţile venite din partea operatorilor în ceea ce priveşte acceptarea schimbărilor radicale în locul procedurilor binecunoscute. Mai mult, o parte dintre operatori mai cred încă faptul ca numai coloranţii pe bază de crom pot garanta nivelul înalt de rezistenţă cerut de vopsirea care să reziste timp îndelungat. Când se folosesc coloranţi pe bază de crom, pot fi adoptate tehnici de vopsire cu cantitate scăzută şi foarte scăzută, stoichiometrică de crom, pentru a minimiza cantitatea de crom rezidual în apa uzată finală. Prin cromarea foarte joasă, se obţine un factor de emisie de 50 mg crom per kg de lână tratată, care corespunde la o concentraţie a clorului de 5 mg/l în baia de cromare, când s-a folosit o soluţie de 1:10.

În general, dacă se folosesc coloranţi cu pH controlabil (de exemplu coloranţi acizi sau bazici), este avantajos a se vopsi în condiţii izoterme , impunând un profil al pH-ului.Unul dintre avantajele procesului de vopsire controlată prin temperatură înaltă este că nivelul maxim de consum al coloranţilor şi al agenţilor de acoperire cu un strat protector a defectelor mici poate fi atins cu o minimă utilizare a agenţilor de netezire. Când lâna se vopseşte cu coloranţi metalici complecşi, se ating nivele înalte ale consumului şi ale ratei de fixare, prin controlul pH-ului şi prin folosirea de substanţe auxiliare cu afinitate înaltă pentru fibră şi colorant. Rata mare de consum se corelează direct cu nivelele scăzute de crom rezidual în baia de vopsire folosită (10-20 mg/kg de lână tratată, corespunzând la 1-2 mg/l crom în baia de vopsire pentru care s-a folosit o soluţie de 1:10).Tehnicile de referinţă au fost stabilite pentru vopsirea firelor de lână libere şi dărăcite, dar aceleaşi performanţe pot fi obţinute şi cu alte materiale prin folosirea metodelor pH-controlate pentru a duce la maximum consumul final din baia de vopsire.

Au fost descrise variate tehnici în dorinţa BREF de a îmbunătăţi impactul asupra mediului al proceselor de vopsire continuă, în general. O anumită tendinţă a apărut în manufacturile care au maşinării de vopsire pe loturi spre reducerea proporţiei de băi. Mai mult, o trăsătură caracteristică a maşinăriilor moderne este aceea că ele pot fi manevrate la un nivel constant al

10

soluţiei, în timp ce încărcătura este mult sub capacitatea lor nominală. Acesta este un avantaj special pentru companiile care lucrează cu comision, care au nevoie în mod tipic de o mare flexibilitate în producţie. Mai mult, funcţii variate, tipice pentru procesele tehnologice continue, au fost transferate maşinăriilor de vopsire în serie, acestea permiţând un maximum de întreruperi între diverse serii şi astfel se deschid modalităţi suplimentare de refolosire a băilor de vopsire şi de tratare îmbunătăţită a şuvoiului concentrat.

Cât despre procesele continue de vopsire, reducerea pierderilor din sistem poate fi atinsă prin realizarea etapei de îmbibare într-o nişă sau prin minimizarea capacităţii scufundare (de exemplu coada curbă sau în formă de U). Îmbunătăţări suplimentare se pot obţine prin distribuirea coloranţilor şi a substanţelor auxiliare ca fluxuri separate şi prin dozările soluţiilor de umplutură bazate pe măsurători ale aderenţei. Cantitatea de soluţii de coloranţi utilizate este măsurată în raport cu ţesătura fabricată. Valorile rezultate sunt înregistrate automat şi utilizate la prepararea următoarelor serii, în scopul de a utiliza reziduurile formate din soluţii colorante neutilizate. Cu toate acestea, sistemul nu poate evita prezenţa substanţelor colorante reziduale în cisterna de aprovizionare. Tehnicile de vopsire pe serii rapide aduc îmbunătăţiri importante, deoarece, în loc să fie preparată o singură dată (pentru toate seriile), înaintea începerii procesului de vopsire, soluţia de colorare este preparată la momentul potrivit, în mai multe etape, bazate pe măsurătorile permanente ale aderenţei.

ImprimareaMinimizarea volumului de pastă de imprimare din sistemul de aprovizionare (de exemplu diametrul conductelor şi al furtunelor) are efecte majore în reducerea pierderilor de pastă de imprimare în imprimeria cu ecran rotativ. O mai bună performanţă poate fi obţinută prin îmbunătăţirea recuperării pastei chiar din sistemul de aprovizionare. Tehnicile recente constau în introducerea unei sfere în furtun, înainte de umplerea sistemului. La sfârşitul unei şedinţe de imprimare, sfera este împinsă înapoi, pompând astfel pasta de imprimare din sistemul de aprovizionare în recipientul de stocare, pentru refolosire. În prezent, sistemele asistate de calculator oferă mai multe oportunităţi pentru reciclarea pastelor de imprimare. Recuperarea pastelor de imprimare şi sistemele de reciclare se folosesc în filaturile care se ocupă cu finisarea textilelor (pentru ţesături netede), nu şi pentru covoare. Principalul motiv este acela că acel clei de arbore (cel mai comun clei folosit pentru covoare) are o durată de acţiune limitată şi, de aceea, nu poate fi stocat timp îndelungat înainte de a fi refolosit.

Ecranele, recipientele şi sistemul de aprovizionare cu pasta de imprimare necesită o curăţare atentă înainte de a fi folosite pentru noi culori. Există câteva modalităţi ieftine de a reduce consumul de apă (de exemplu pornirea/oprirea controlului curăţării cartuşierelor imprimeriei, refolosirea apei de clătire rezultate de la acestea, etc.).

O alternativă a imprimării analogice este folosirea tehnicilor digitale, care capătă importanţă în sectoarele stofelor şi ale covoarelor. În imprimarea digitală, coloranţii selecţionaţi sunt dozaţi la cerere, pe baza calculelor estimate. Aceasta evită apariţia reziduurilor de pastă la sfârşitul fiecărei etape.

Imprimarea digitală cu jet de cerneală este potrivită pentru materialele netede. Cu toate acestea, vitezele de producţie sunt prea mici pentru a permite acestor tehnici să înlocuiască

11

imprimarea analogică. Totuşi, imprimarea cu jet de cerneală oferă deja avantaje semnificative faţă de imprimarea analogică în producţiile de durată scurtă.

Cea mai recentă îmbunătăţire în domeniul imprimantelor cu jet pentru covoare şi ţesături groase este reprezentată de maşinării în care culoarea este injectată cu o precizie chirurgicală chiar pe material, fără ca vreo parte a maşinăriei să atingă substratul. Aici, controlul cantităţii de substanţă aplicată pe substrat (care poate varia de exemplu de la articole de îmbrăcat uşoare până la materiale de calitate înaltă) este realizat prin modificarea nu numai a „timpului de injectare”, ci şi a presiunii de pompare.

Conţinutul în uree al pastei reactive de imprimare poate fi până la 150g/kg de pastă. Ureea poate fi înlocuită în procesele cu o singură treaptă prin controlul adăugirilor de mixtură, fie prin tehnica spumării, fie prin pulverizarea unei cantităţi definite de apă. Cu toate acestea, pentru articolele din mătase şi din vâscoză , nu este posibilă evitarea utilizării ureei, dacă se foloseşte procesul de pulverizare. Tehnica nu este suficient de trainică pentru a asigura o dozare uniformă a umidităţii joase necesare acestor fibre.

Dimpotrivă, tehnicile de spumare s-au folosit cu succes pentru vâscoză în scopul eliminării complete a ureei. În principiu, această tehnică ar putea fi valabilă şi pentru mătase, deşi încă nu a fost dovedit acest lucru. Se ştie că mătasea este mai puţin pretenţioasă ca fibră decât vâscoza, dar se prelucrează tipic în serii mai mici. În absenţa utilizării tehnicilor de spumare, cantitatea de uree consumată poate fi redusă până la 50 g/kg pastă de imprimare pentru mătase şi la 80 g/kg pentru vâscoză

O altă opţiune pentru a evita folosire ureei, deşi mai complexă şi mai înceată este metoda de imprimare cu două trepte.

Deşi cleiurile de tipul „apă în ulei” par a nu mai fi folosite în Europa şi pastele de imprimare semi-emulsionate („ulei în apă”) sunt numai ocazional folosite, hidrocarburile (în special alifatice) sunt încă întâlnite în gazele rezultate, în principal provenind din uleiurile minerale conţinute în cleiurile sintetice. Emisia lor potenţială poate fi până la 10 g C organic/kg de textile. Noua generaţie de cleiuri conţin, dar nu întotdeauna, cantităţi minime de solvenţi organici volatili. Mai mult, pastele de imprimare optimizate sunt lipsite de APEO, au un conţinut scăzut de amoniac şi conţin lianţi săraci în formaldehidă.

FinisareaÎn scopul reducerii aderenţei, aşa-numitele tehnici de aplicare minimă (de exemplu atingerea uşoară-rostogolirea, sistemele de pulverizare şi de aplicare a spumei) capătă importanţă ca substituente ale sistemelor de umplere.În plus, sunt disponibile diverse tehnici de reducere a consumului de energie în sisteme (de exemplu echipamente mecanice de dezumidificare pentru a reduce conţinutul de apă al materialului, optimizarea controlului evacuării fluxului de aer prin cuptor, instalarea unui sistem de recuperare a căldurii).

Pentru fiecare proces de finalizare sunt tehnici pentru reducerea impactului asupra mediului asociat cu anumite substanţe folosite. BREF se concentrează doar pe câteva procese de

12

finalizare. În procesele care nu necesită tratamente speciale, emisiile de formaldehide (suspectate de a fi cancerigene) pot fi reduse semnificativ cu produse cu puţine formaldehide sau chiar fără formaldehide (<75 mg/kg de textile, sau chiar mai puţin de 30 părţi pe milion (ppm) pentru cererile consumatorilor).

Tehnicile generale de minimizare a emisiei de agenţi anti-molie includ proceduri de manipulare care minimizează pierderile prin scurgere în timpul eliminării şi al transportului agentului concentrat anti-molie, în interiorul vopsitoriei , ca şi tehnici de operare speciale pentru a obţine cele mai puţine reziduuri de substanţă activă din substanţele de colorare folosite şi în apa de clătire. Două dintre măsurile eficiente sunt : 1) să se asigure că un pH mai mic de 4,5 va fi atins la sfârşitul procesului de vopsire (când şi dacă aceasta nu este posibil, aplicarea agenţilor anti-insecte intr-o etapă separată cu refolosirea băii) şi 2) evitarea folosirii substanţelor de vopsire auxiliare care exercită o acţiune de întârziere a absorbţiei agenţilor pentru rezistenţă la insecte (de exemplu agenţi de nivelare, agent de blocare a PA).

Alte tehnici includ supratratarea proporţională, aplicarea de agenţi anti-molie în recipiente de volum mic, la sfârşitul liniei de spălare a fibrelor, aplicarea de agenţi IR direct pe puful covoarelor în timpul operaţiei de căptuşire sau cauciucare, etc. Aplicarea acestor tehnici este specifică pentru fiecare din cele trei căi identificabile în manufacturile de fibre, de exemplu „calea de uscare rotativă”, „vopsirea firelor rare / producerea de fibre spălate” şi „producerea de fibre vopsite”.

Aplicarea de balsamuri prin pulverizare sau prin sistemul de aplicare a spumei oferă o protecţie a mediului mai bună decât catifelarea pe loturi în maşina de vopsit, după vopsire. Folosirea agenţilor de catifelare cationici pot fi evitaţi şi pierderile chimice pot fi reduse cu câteva procente. Alt avantaj este acela că atunci este posibilă refolosirea băilor de vopsire sau de clătire deoarece nu mai există problema prezenţei balsamurilor cationice reziduale, care ar fi limitat absorbţia vopselei în procesul de vopsire ulterior.

Spălarea„Scurgerea şi umplerea” şi „clătirea inteligentă” sunt ambele tehnici mai eficiente de spălare pe loturi decât clătirea convenţională cu ape excedentare. Mai mult, maşinile moderne sunt echipate cu mecanisme de economisire a timpului şi cu alte sisteme speciale în scopul evitării limitărilor tipice ale metodei tradiţionale „scurgerea şi umplerea” ( de exemplu timpul prelungit de producţie a unui ciclu, etc.). Cu ambele „clătirea inteligentă” şi „scurgerea şi umplerea” este posibilă reţinerea substanţelor de vopsire concentrate terminate şi a apelor de clătire ca fluxuri separate ( separarea fluxurilor reziduale şi recuperarea de apă şi energie).

În spălarea continuă, conservarea apei şi a energiei ar trebui să înceapă de la aplicarea simple şi eficiente măsuri de administrare. Acestea pot varia de la definirea fluxului optim cu ajutorul dispozitivelor de control a fluxului în spălătorie, până la instalarea de valve care opresc fluxul de apă imediat ce apare un blocaj. Alte îmbunătăţiri pot fi obţinute prin creşterea eficienţei spălării , în principal prin spălarea contra-curent, şi reducerea încărcăturii ( de exemplu extractoarele pe bază de presiune). Instalarea echipamentului de recuperare a căldurii pe un spălător continuu este de obicei o măsură simplă şi eficientă.

13

Noile instalaţii pentru spălarea cu solvenţi organici halogenaţi sunt potrivite cu filtrele cu cărbune active în buclă închisă, evitându-se astfel orice eliberare de gaze în mediul înconjurător. În scopul minimizării emisiilor de apă contaminată cu PER, majoritatea PER dizolvat în apă este extras şi recuperat printr-un proces cu două etape, implicând absorbţia de către cărbunele activat ( PER < 1mg /l în apa uzată finală). Deoarece fluxul de apă este suficient de jos ( 0,5 m3/h), procesele de oxidare avansată (de exemplu procesul Fenton) sunt potrivite pentru tratarea acestei ape uzate pe loc. Mai mult, reproiectarea completă a secţiei principale de distilare a redus drastic reziduul de solvent în sediment (1% după greutate, comparativ cu peste 5% în instalaţiile convenţionale).

Tratarea apei menajereCompuşii greu biodegradabili pot fi totuşi degradaţi în instalaţiile biologice în condiţii de raport scăzut materie-masă (F/M), dar substanţele non-biodegradabile nu pot fi degradate în instalaţiile biologice. Fluxurile concentrate de apă menajeră conţinând asemenea compuşi trebuie tratate de la sursă. Pentru industria textilă de finisare, oxidarea avansată printr-o reacţie asemănătoare cu reacţia Fenton este propusă ca o tehnică viabilă de pretratare ( depinzând de tipul apei uzate, îndepărtarea COD poate ajunge la 70-85% şi COD rezidual, care este uşor biodegradabil datorită modificării compoziţiei, este potrivit pentru tratarea biologică). Cu toate acestea, reziduuri foarte puternice cum ar fi pasta de imprimare reziduală şi soluţiile de umplere pot fi mult mai convenabil ţinute în afara fluxului de apă menajeră folosindu-se alte căi de eliminare.

Pentru apa reziduală conţinând pigmenţi din pasta de imprimare sau cauciuc de pe spatele covoarelor, precipitarea / flocularea şi incinerarea sedimentului rezultat este o alternativă viabilă a oxidării chimice. Mai mult, pentru coloranţii azotaţi tratarea anaerobă a soluţiilor de umplere şi pastelor de imprimare înaintea tratării aerobe este eficientă pentru îndepărtarea culorii.

Următoarele tehnici sunt propuse în scopul atingerii de performanţe echivalente când se tratează ape uzate mixte: Tratamente terţiare urmând procesului de tratare biologică, cum ar fi adsorbţia pe cărbune

activat cu reciclarea cărbunelui activat pe un sistem de sediment activat şi distrugerea compuşilor adsorbiţi non-biodegradabili prin incinerare sau tratare radicală al sedimentului în exces (biomasă sau cărbune activat folosit)

Combinarea tratamentelor biologice, fizice şi chimice cu adăugarea de pudră de cărbune activat şi săruri de fier pe sistemul de sediment activat, cu reactivarea sedimentului în exces prin „oxidare umedă” sau „peroxidare umedă” (dacă se foloseşte peroxid de hidrogen)

Ozonificarea compuşilor refractari înaintea a sistemului sedimentului activat

Pentru apa menajeră de la spălarea lânii se discută mai multe scenarii. Impactul asupra mediului a unei instalaţii de evaporare este de departe superior aceluia al unei instalaţii de floculare. Cu toate acestea, costurile iniţiale ale instalaţiei de evaporare par a fi mult mai ridicate şi amortizarea ( comparativ cu eliminarea printr-un canal) ia 4-5 ani pentru filaturile mici ( 3500 t/an de lână). Pentru filaturile medii (15.000 t/an de lână), evaporarea este puţin mai ieftină decât flocularea calculat pe 10 ani. Folosirea unei bucle de îndepărtarea a

14

murdăriei / recuperare a grăsimii în combinaţie cu evaporarea face mult mai atractivă evaporarea pentru că poate fi instalat iniţial un evaporator mai mic, care de aceea reduce nevoia iniţială de capital. Folosirea buclei de recuperare permite de asemenea a costurilor de producţie datorită profitului de pe urma vânzărilor de grăsime (acest efect este mai semnificativ pentru filaturile de lână de calitate superioară).

Combinarea buclei de îndepărtare a murdăriei / recuperare a grăsimii cu evaporarea apei uzate şi incinerarea sedimentului cu reciclarea completă a apei şi a energiei este cea mai bună opţiune din punct de vedere al mediului înconjurător. Cu toate acestea, complexitatea tehnicii şi costul iniţial o fac mai potrivită pentru: 1) Instalaţiile noi , 2) Instalaţiile existente care nu făceau pe loc tratarea apei uzate şi 3) Instalaţiile pentru care se caută înlocuirea dispozitivelor expirate pentru tratarea apelor uzate.

În cazul tratării apei uzate prin procese biologice se ştie că există câteva spălătorii în Europa (în particular în Italia) care folosesc procese biologice ca principală metodă de tratare a apei. Cu toate acestea, nu se cunosc informaţii precise.

Sedimentul de la spălarea lânii s-a dovedit a avea proprietăţi tehnice excelente când este amestecat cu pământ pentru fabricarea cărămizilor. Beneficiile sunt foarte dependente de înţelegerea între spălătorie şi fabrica de cărămizi. După informaţiile raportate, tehnica ar trebui să fie mai ieftină decât fabricarea din pământ, amestecarea şi incinerarea. Nu este disponibilă nici o informaţie în BREF despre alte metode de reciclare aflate la dispoziţie.

CELE MAI BUNE TEHNICI DISPONIBILE(BAT) NUMAI PENTRU INDUSTRIA TEXTILĂ

ManagementEste recunoscut că îmbunătăţirile tehnologice trebuie să meargă împreună cu managementul mediului şi gospodărirea eficientă. Managementul instalaţiilor care folosesc procese potenţial poluante necesită implementarea multor elemente ale Sistemului de Management al Mediului (EMS). Implementarea unui sistem de monitorizare a proceselor de intrare şi de ieşire este o premisa pentru identificare priorităţilor şi îmbunătăţirii performanţelor asupra mediului înconjurător.

Dozarea şi distribuirea produselor chimice (exclusiv coloranţi)Cele mai bune tehnici disponibile (BAT) urmează să fie instalate în sistemele sisteme de dozare şi distribuire care măsoară cantităţile exacte de produse chimice şi substanţe auxiliare necesare şi le distribuie direct la diverse utilaje prin ţevi, fără contact direct uman.

Selectarea şi utilizarea produselor chimiceCele mai bune tehnici disponibile (BAT) vor respecta anumite principii generale în selectarea substanţelor chimice şi folosirea lor: Când este posibil să se realizeze rezultatul dorit al procesului fără folosirea substanţelor

chimice, atunci să se evite utilizarea lor Când nu este posibil, să se adopte o strategie bazată pe riscuri de selectare a substanţelor

chimice şi de utilizare a lor pentru a asigura riscuri suplimentare minime

15

Există un număr de liste şi instrumente de clasificare a produselor chimice. Modalităţile de operare care asigură riscurile suplimentare minime includ tehnici ca circuite închise şi distrugerea în circuit a poluanţilor. De sigur, este esenţial să se acorde atenţie legislaţiei relevante a Comunităţii.

Urmând aceste principii, se desprind un număr de concluzii detaliate în ceea ce priveşte cele mai bune tehnici disponibile (BAT), în particular pentru surfactanţi, agenţi de complexare şi anti-spumanţi. Mai multe detalii se găsesc în capitolul 5.

Selecţia fibrelor din materia primăEste recunoscut faptul că o bună cunoaştere a calităţii şi a cantităţii substanţelor (de exemplu agenţii de preparare, pesticidele, uleiurile de tricotare) aplicate pe fibre în cursul proceselor premergătoare este esenţială pentru a permite producătorului să prevină şi să controleze impactul asupra mediului rezultat din aceste substanţe. Pentru identificarea celor mai bune tehnici disponibile(BAT), se vor căuta colaborări cu partenerii de la sfârşitul lanţului industriei textile în scopul creării responsabilităţilor asupra mediului înconjurător pentru textile. Se doreşte existenţa unui schimb de informaţii despre tipul şi încărcătura de substanţe chimice care sunt adăugate şi care rămân pe fibre în fiecare etapă a ciclului de producţie. Un număr dintre cele mai bune tehnici disponibile (BAT) au fost identificate pentru diferite materii prime: Fibre sintetice : cele mai bune tehnici disponibile (BAT) vor selecta materialele tratate cu

agenţi de preparare biodegradabili şi bioeliminabili şi cu emisii scăzute Bumbac: principalele concluzii sunt prezenţa substanţelor riscante ca PCP şi calitatea şi

cantitatea agenţilor de dimensionare folosiţi (selecţia materialelor dimensionate cu tehnici de adiţie scăzută şi agenţi de dimensionare bioeliminabili şi foarte eficienţi). Ar trebui să fie preferaţi bumbacul crescut natural când condiţiile pieţei permit

Lâna: se pune accent pe folosirea informaţiilor existente şi pe încurajarea iniţiativelor de colaborare între organismele competente în scopul evitării proceselor de contaminare a lânii cu pesticide OC (organoclorurate) şi minimizării la sursă a utilizării legale a ectoparaziticidelor de oaie. Selecţia filatului de fire de lână cu agenţi de toarcere biodegradabili în locul formulelor bazate pe uleiuri minerale şi / sau conţinând APEO este de asemenea o parte a celor mai bune tehnici disponibile (BAT).

Toate măsurile presupun faptul că firele materiale-prime pentru prelucrarea textilelor sunt produse cu un tip de schemă de asigurarea a calităţii, în aşa fel încât cel care finisează produsele să poate obţine informaţii adecvate despre tipurile şi cantităţile de substanţe contaminante.

Managementul apei şi al energieiEconomiile de apă şi de energie sunt legate adesea în industria textilă datorită faptului că energia este utilizată în principal pentru încălzirea apei din băi. Cele mai bune tehnici disponibile (BAT) încep prin monitorizarea consumului de apă şi de energie în diverse procese tehnologice împreună cu îmbunătăţirea parametrilor proceselor. Cele mai bune tehnici disponibile (BAT) includ folosirea maşinăriilor cu o cantitate de substanţe redusă în procesarea pe loturi şi tehnici cu adiţie scăzută în procesarea continuă aplicând ultimele tehnici pentru îmbunătăţirea eficienţei spălării. Pentru a se asigura cele mai bune tehnici disponibile (BAT),

16

se vor investiga de asemenea posibilităţile de reutilizare şi reciclare a apei printr-o caracterizare sistematică a calităţii şi volumului a fluxurilor rezultate din diverse procese.

SPĂLAREA LÂNII

Spălarea lânii cu apăBAT va utiliza bucle de recuperare a grăsimii şi murdăriei. Valorile calculate de BAT pentru consumul de apă sunt de 2-4 l/kg de lână grasă pentru filaturile medii şi mari ( 15.000 t/an de lână grasă) şi 6 l/kg pentru filaturile mici. Valorile asociate ratei de recuperare a grăsimii sunt între 25 şi 30% din grăsimea estimată a fi prezentă în lâna spălată. Asemănător, valorile calculate de BAT pentru consumul de energie sunt de 4 – 4,5 MJ/Kg de lână grasă prelucrată cuprinzând aproximativ 3,5 MJ/Kg energie termică şi 1MJ/Kg de energie electrică. Cu toate acestea, datorită lipsei datelor este imposibil de spus dacă valorile menţionate mai sus pentru consumul de apă şi de energie sunt aplicabile şi pentru lâna extrafină (fibre cu diametrul tipic de ordinum 20 m sau mai puţin.

Spălarea lânii cu solvenţi organiciSpălarea cu solvenţi organici este determinată ca una dintre cele mai bune tehnici disponibile (BAT) , presupunând ca sunt luate toate măsurile de minimizare a pierderilor accidentale şi de prevenire a oricărei contaminări a pânzei freatice provenind din poluarea difuză sau accidente. Detalii despre aceste măsuri sunt descrise în secţiunea 2.3.1.3

FINISAREA TEXTILELOR ŞI INDUSTRIA COVOARELOR

PretratareaÎndepărtarea lubrifianţilor pentru împletire de pe ţesătură

Pentru a se realiza cele mai bune tehnici disponibile (BAT) , se va lua una dintre măsurile: Alegerea materialului împletit care a fost procesat utilizându-se lubrifianţi solubili şi

biodegradabil în locul lubrifianţilor convenţionali bazaţi pe uleiuri minerale (vezi secţiunea 4.2.3). Îndepărtarea lor prin spălare cu apă. Materialele împletite făcute din fibre sintetice necesită ca etapa de spălare să fie realizată înaintea termofixării (pentru a îndepărta lubrifianţii şi a evita ca ei sa fie eliberaţi sub forma emisiilor gazoase)

Realizarea etapei de termofixare înaintea spălării şi tratarea emisiilor gazoase generate din presa de colorare(stenter frame) prin sistemele de electrofiltrare uscată care permit recuperarea de energie colectarea separată a uleiurilor. Aceasta va reduce contaminarea apei uzate (vezi secţiunea 4.10.9)

Îndepărtarea uleiurilor insolubile în apă folosind solvenţi organici de spălare. Cerinţele descrise la secţiunea 2.3.1.3 trebuie atunci îndeplinite, împreună cu asigurarea distrugerii în circuit închis a poluanţilor persistenţi ( de exemplu prin procese de oxidare avansată). Aceasta va evita orice posibilă contaminare a pânzei freatice rezultată din poluarea difuză sau din accidente. Această tehnică este convenabilă când nici un alt agent de prepararea solubil în apă, cum ar fi uleiurile siliconice nu sunt prezente în material

17

Reducerea dimensiunilorPentru a fi considerate cele mai bune tehnici disponibile (BAT), se va lua una dintre măsurile: Selecţia materiei prime prelucrate cu tehnici de adiţie scăzută (de exemplu pre-înmuierea

firelor ţesute, vezi 4.2.5) şi agenţi de dimensionare bioleliminabili mai eficienţi (vezi 4.2.4) combinaţi cu utilizarea sistemelor de spălare eficiente pentru reducerea dimensiunilor şi raport scăzut F/M în tehnicile de tratarea a apei menajere ( F/M < 0,15 Kg BOD5/Kg MLSSd, adaptarea sedimentului activat şi temperaturi mai mari de 15o C – vezi 4.10.1. ) pentru a îmbunătăţii bioeliminabilitatea agenţilor de dimensionare.

Adoptarea căii oxidative când nu e posibil controlul sursei materiei prime (vezi secţiunea 4.5.2.4. )

Combinarea subţierii /spălării şi înălbirii într-o singură etapă aşa cum a fost descris în secţiunea 4.5.3.

Recuperarea şi refolosirea agenţilor de dimensionare prin ultrafiltrare aşa cum a fost descris în secţiunea 4.5.1.

ÎnălbireaPentru a fi considerate cele mai bune tehnici disponibile (BAT) , se va: Utiliza peroxidul de hidrogen pentru înălbire ca agentul de înălbire preferat combinat cu

tehnicile de minimizare a utilizării de stabilizatori ai peroxidului de hidrogen, aşa cum a fost descris în secţiunea 4.5.5., sau utilizarea aganţilor de complexare biodegradabili / bioeliminabili descrişi în secţiunea 4.3.4.

Utilizarea cloritului de sodiu pentru fibrele de in şi de olandă care nu pot fi înnălbite numai cu peroxid de hidrogen. O înălbire în două etape cu peroxid de hidrogen şi dioxid de clor este opţiunea preferată. Trebuie asigurată folosirea dioxidului de clor fără clor elemental. Dioxidul de clor lipsit clor elemental se obţine folosind peroxidul de hidrogen ca agent reducător pentru cloratul de sodiu (vezi secţiunea 4.5.5)

Limitarea utilizării hipocloritului de sodiu numai în cazurile în care se cere o înălbire de calitate înaltă şi numai pentru materialele fragile şi care ar suferi de pe urma polimerizării. În aceste cazuri speciale pentru a reduce formarea de AOX periculos, înălbirea cu hipoclorit de sodiu este realizată într-un proces cu două etape în care peroxidul este utilizat în prima etapă, şi hipocloritul în a doua. Apa rezultată din înălbirea cu hipoclorit se separă de celelalte fluxuri şi ape reziduale mixte în scopul reducerii formării de AOX periculos.

MercerizareaPentru a fi considerate cele mai bune tehnici disponibile (BAT), se va mai cere: Recuperarea şi refolosirea bazelor din apa de clătire şi mercerizare, aşa cum s+a descris

în secţiunea4.5.7 Sau refolosirea pentru alte tratări a apei uzate conţinâand baze.

VopsireaDozarea şi utilizarea formulelor de vopsire

Pentru realizarea celor mai bune tehnici disponibile (BAT), se va lua una dintre măsurile: Reducerea numărului de coloranţi (o modalitate de reducere a numărului de coloranţi este

folosirea sistemelor tricromatice) Folosirea sistemelor automate de dozare şi utilizare a coloranţilor, de-abia luând în

considerare operaţiunile manuale de vopsire, la care se va recurge rar

18

În liniile lungi cu flux continuu volumul blocat pe linia de distribuţie este comparabil cu volumul rezervorului se va acorda prioritate staţiilor automate descentralizate care nu amestecă diferitele substanţe chimice cu coloranţii înaintea procesului şi care sunt curăţate complet şi în mod automat

Cele mai bune tehnici disponibile (BAT) pentru procesele de vopsire pe loturiPentru a fi considerate cele mai bune tehnici disponibile (BAT) , se vor respecta: Utilizarea de maşini potrivite cu : controlul automat al volumului de umplere, temperaturii şi

altor parametrii ai ciclului de vopsire, sistemele de încălzire şi răcire indirecte, acoperişuri şi uşi pentru a minimiza pierderile de vapori

Alegerea utilajelor cele mai potrivite cu mărimea lotului care urmează a fi prelucrat pentru a permite utilizarea domeniul rapoartelor nominale de substanţe pentru care a fost proiectat. Dispozitivele moderne pot lucra cu un nivel aproximativ constant de substanţă în timp ce este încărcat de la nivele mai mici de 60% şi până la capacitatea lor nominală (sau chiar 30% din capacitatea lor nominală pentru maşinile de vopsire a fibrelor) (vezi secţiunea 4.6.19.)

Selecţia noilor maşini potrivite cât mai bine cerinţelor descrise în secţiunea 4.6.19 : Raport scăzut sau foarte scăzut de substanţă Separarea în cadrul procesului a băii de substrat Separarea internă a substanţelor de prelucrare faţă de cele de spălare Extracţia mecanică a substanţelor pentru a reduce sarcina şi a îmbunătăţii eficienţa

spălării Durata redusă a ciclului

Înlocuirea metodei de clătire cu flux crescut prin evacuare şi umplere şi alte metode (clătirea inteligentă pentru materiale) aşa cum s-a descris în secţiunea 4.9.1.

Refolosirea apei de clătire pentru următoarea vopsire şi refacerea şi refolosirea în baia de vopsire când condiţiile tehnice permit. Această tehnică (vezi secţiunea 4.6.22.) este mai uşor de implementat în vopsirea fibrelor rare pentru care se folosesc maşini cu încărcare pe sus. Purtătorii de fibre pot fi îndepărtaţi din maşina de vopsit fără uscarea băii. Cu toate acestea, maşinile de vopsire moderne pe loturi sunt echipate cu cisterne înglobate permiţând separarea fără întrerupere a concentratelor de apa de clătire

Cele mai bune tehnici disponibile (BAT) pentru procesele de vopsire continuă

Procesele de vopsire continuă şi semicontinuă consumă mai puţină apă decât vopsirea pe loturi dar produc reziduuri de concentraţii mai mari.Pentru a fi considerate cele mai bune tehnici disponibile (BAT) , se vor reduce pierderile de substanţe concentrate prin: Folosirea sistemelor de aplicare a soluţiilor cu adăugare mică şi minimizarea volumului

recipientului de scufundare când sunt utilizate tehnici de vopsire bazate pe umplere Adoptarea sistemelor de eliminare în care substanţele chimice sunt eliminate pe linie ca

fluxuri separate, fiind amestecate numai imediat după ce au fost introduse în aplicator Folosirea unuia dintre următoarele sisteme de dozare a substanţelor de umplere, bazat pe

măsurători ale încărcăturii (vezi 4.6.7.):

19

Măsurarea cantităţii de substanţe de colorare folosite prin raportare la cantitatea de material prelucrat (lungimea materialului înmulţit cu greutatea sa specifică); valorile rezultate sunt procesate automat, şi utilizate pentru prepararea următoarelor loturi

Folosirea tehnicilor rapide de vopsire a loturilor, mai degrabă decât pregătirea întregului lot înainte de a începe procesul de vopsire, soluţia de vopsire fiind preparată chiar la timp, în câteva etape, bazându-se pe măsurătorile instantanee ale încărcăturii. Această a doua tehnică este preferată când consideraţiile economice o permit ( vezi 4.6.7.)

Creşterea eficienţei spălării în acord cu principiile spălării contra-curent şi reducerea încărcăturii descrise în secţiunea 4.9.2.

Amestecurile de vopsire PES &PES cu vopsele în suspensiePentru a fi considerate cele mai bune tehnici disponibile (BAT) , se vor realiza: Evitarea utilizării transportorilor periculoşi prin (în ordinea priorităţii):

Utilizarea fibrelor poliesterice vopsibile fără transportor ( tip PTT sau PET modificat), aşa cum s-a descris în secţiunea 4.6.2. când consideraţiile asupra pieţei o permit

Vopsirea în condiţii HT fără folosirea de transportori. Această tehnică nu este aplicabilă pentru PES/WO şi combinaţiile de elastan/WO

Substituirea transportorilor convenţionali de vopsea cu compuşi bazaţi pe benzil-benzoat şi N-alchiftalimidă, când se vopsesc fibre WO/PES (vezi secţiunea 4.6.1.)

Substituirea ditionitului de sodiu în post-tratarea PES prin aplicarea uneia din cele două tehnici propuse (aşa cum s-a descris în secţiunea 4.6.5.):

Înlocuirea ditionitului de sodiu cu agenţi reducători bazaţi pe derivaţi ai acidului sulfinic. Aceasta trebuie combinată cu măsuri menite să asigure că numai o cantitate strictă de agenţi reducători necesari pentru reducerea colorantului sunt consumaţi ( de exemplu prin utilizarea azotului pentru a îndepărta oxigenul din substanţe şi din aer în utilaje)

Utilizarea vopselelor în suspensie care pot fi curăţate în mediu alcalin prin solubilizare hidrolitică în locul reducerii (vezi secţiunea 4.6.5.)

Folosirea formulelor de vopsire optimizate care conţin agenţi de dispersie cu grad înalt de bioeliminabilitate aşa cum s-a descris în secţiunea 4.6.3.

Vopsirea cu coloranţi pe bază de sulfPentru a fi îndeplinite cerinţele de cele mai bune tehnici disponibile (BAT) , se vor aplica (vezi 4.6.6.): Înlocuirea pudrelor convenţionale şi vopselelor lichide pe bază de sulf cu coloranţi stabili,

nepre-reduşi lipsiţi de sulf sau cu formule lichide de vopsire pre-reduse cu un conţinut de sulf mai mic decât 1%

Înlocuirea sulfitului de sodiu cu agenţi reducători lipsiţi de sulf sau cu ditionit de sodiu, în această ordine a preferinţelor

Adoptarea măsurilor care să asigure că numai o strică cantitate de agenţi reducători necesari sunt consumaţi ( de exemplu prin utilizarea azotului pentru a îndepărta oxigenul din substanţe şi din aer în utilaje)

Folosirea peroxidului de hidrogen ca oxidant preferat

20

Vopsirea pe loturi cu coloranţi reactiviPentru a fi considerate cele mai bune tehnici disponibile (BAT) , se va: Utiliza coloranţi reactivi cu fixare înaltă şi conţinut redus de sare, aşa cum s-a descris în

secţiunea 4.6.10. şi 4.6.11 Evita folosirea detergenţilor şi a agenţilor de complexare în clătire şi în etapele de

neutralizare de după spălare prin aplicarea de clătire fierbinte integrată cu recuperarea energiei termale din apa folosită pentru clătire vezi secţiunea 4.6.12.

Vopsirea pe loturi prin umplere cu coloranţi reactivi Cele mai bune tehnici disponibile (BAT) sunt cele de vopsire care realizează performanţe echivalente celor descrise în secţiunea 4.6.13.. Tehnicile descrise sunt mai eficiente din punct de vedere al costului decât vopsirea pe loturi în ceea ce priveşte costurile totale de producţie, dar, capitalul iniţial de investiţie pentru trecerea la noua tehnologie este semnificativ. Cu toate acestea, pentru instalaţiile noi şi pentru acelea care necesită înlocuirea echipamentelor factorul cost nu este atât de semnificativ. În toate cazurile, pentru a corespunde celor mai bune tehnici disponibile (BAT), se va evita utilizarea ureei şi va folosi metode de fixare fără silicaţi.

Vopsirea lâniiPentru a fi considerate cele mai bune tehnici disponibile (BAT) , se va: Înlocui vopselele pe bază de clor cu coloranţi reactivi, sau, unde nu este posibil va folosi

metode cu nivel scăzut de clor care îndeplinesc toate cerinţele definite în secţiunea 4.6.15.: Un factor de emisie de 50mg crom pe kg de lâna tratată este realizat, ceea ce

corespunde la o concentraţie a cromului de 5 mg/l în baia de cromare folosită când a fost utilizată o soluţie cu concentraţia 1:10

Să nu se detecteze crom în apa menajeră (folosindu-se o metodă standard capabilă să detecteze Cr VI la concentraţii mai mici de 0,1 mg/l)

Asigura descărcarea minimă de metale grele în apa menajeră când se vopseşte lână cu vopsele pe bază de metale complexe. Valorile asociate BAT sunt factorii de emisie de 10-20 mg/Kg de lână tratată care corespunde la 1-2 mg/l crom în baia de vopsire folosită când s-a utilizat o soluţie cu concentraţia de 1:10. Aceste obiective pot fi atinse prin:

Folosirea substanţelor adiţionale care măresc absorbţia vopselei, cum ar fi, de exemplu, procesul descris în secţiunea 4.6.17. pentru lâna rară şi vârfuri

Folosirea metodelor de control ale pH-ului pentru a maximiza eliminare din baia finală pentru alte aranjări

Acorda prioritate proceselor de control ale pH-ului în vopsirea cu coloranţi cu pH controlabil (coloranţi acizi sau bazici) în aşa fel încât vopsirea uniformă să fie obţinută cu maxim consum al vopselurilor şi a agenţilor de rezistenţă la insecte şi folosirea minimă a agenţilor de uniformizare organici (vezi secţiunea 4.6.14.)

Imprimarea

Procesul în generalPentru a fi considerate cele mai bune tehnici disponibile (BAT) , se vor: Reduce pierderile de pastă de imprimare în ecranul rotativ de imprimare prin:

Minimizarea volumului de pastă de imprimare din sistemele de aprovizionare (vezi 4.7.4.)

21

Recuperarea pastei de imprimare din sistemul de aprovizionare la sfârşitul fiecărei etape prin adoptarea tehnicii descrise în secţiunea 4.7.5.

Reciclarea pastei de imprimare reziduală (vezi secţiunea 4.7.6.) Reduce consumul de apă în operaţiunile de curăţare prin (vezi secţiunea 4.7.7.):

Pornirea/oprirea controlului de curăţare a centurii de imprimare Refolosirea părţii celei mai curate a apei de clătire rezultate din curăţarea furtunelor,

ecranelor şi găleţilor Refolosirea apei de clătire rezultate din curăţarea centurii de imprimare

Folosi maşinile digitale de imprimare cu jet de cerneală pentru producţiile scurte ( mai puţin de 100 m) , pentru materialele netede, când piaţa o permite (vezi secţiunea 4.7.9.). Nu este considerată drept cea mai bună tehnică disponibilă(BAT) scufundarea în solvenţi pentru a preveni blocarea în timpul în care imprimanta nu este în folosinţă

Folosi maşinile de imprimat digitale cu jet descrise în secţiunea 4.7.8. pentru imprimarea covoarelor şi a materialelor voluminoase cu excepţia rezistenţei şi a rezervei de imprimare şi a altor situaţii similare.

Imprimarea reactivăPentru a fi considerată cea mai bună tehnică disponibilă (BAT) , se va evita folosirea ureei într-unul din modurile: Proces cu o singură etapă, cu adăugarea controlată a umezelii, când umezeala este

aplicată fie ca spumă sau prin pulverizarea unei cantităţi anumite de vapori de apă (vezi secţiunea 4.7.1.)

SAU Metodă de imprimare cu două etape (vezi 4.7.2)

Pentru mătase şi alte fibre naturale, cu procesul într-o singură etapă, tehnica de pulverizare nu este realizabilă datorită umidităţii scăzute cerute de aceste fire. Tehnicile de spumare cu eliminarea completă a ureei sunt eficiente pentru vâscoză, nu şi pentru mătase încă. Costurile iniţiale de investiţie sunt mari, de aproape 200.000 de euro pentru o maşină de spumare care are o capacitate de producţie de până la 800.000 de metri liniari pe zi. Tehnica a fost folosită în condiţii economice viabile în fabrici de capacitate în jur de 30.000, 50.000 şi 140.000 de metri liniari pe zi. Rămâne întrebarea dacă tehnica este economic viabilă şi pentru fabricile mai mici.

Când tehnicile de spumare nu sunt folosite, cantitatea de uree consumată poate fi redusă până la 50 g/Kg de pastă de imprimare şi până la 80 g/Kg pentru vâscoză.

Imprimarea cu pigmenţiPentru a fi considerate cele mai bune tehnici disponibile(BAT), se vor optimiza pastele de imprimare pentru a fi corespunzătoare următoarelor cerinţe (vezi 4.7.3): Cleiuri cu emisii scăzute de carbon organic volatil (sau fără să conţină nici un solvent

volatil) şi lianţi săraci în formaldehidă. Valoarea emisiei de gaze asociată este < 0,4g C organic /Kg de material textil (presupunând 20 m3 aer /kg material textil)

Lipsa APEO şi grad înalt de bioeliminabilitate Conţinut scăzut de amoniac. Valoare emisiei asociate : 0,6 g NH3 /kg material textil

(presupunând 20 m3 aer /kg material textil)

22

FinisareaProcesul în general

Pentru a fi considerate drept cele mai bune tehnici disponibile (BAT) , se vor: minimiza soluţiile reziduale prin:

utilizarea minimă a tehnicilor de aplicare (de exemplu aplicarea de spumă, pulverizarea) sau reducerea volumului dispozitivelor de umplere

refolosirea soluţiilor de umplere dacă nu le-a fost afectată calitatea minimiza consumul de energie în presele de colorare prin (vezi secţiunea 4.8.1.):

utilizarea echipamentelor mecanice de dezumidificare pentru a reduce conţinutul de apă al materialului

optimizarea emisiilor de gaze prin cuptor, menţinând automat umiditatea la evacuare între 0,1 şi 0,15 kg apă / Kg aer uscat, luând în considerare timpul necesar pentru a atinge condiţiile de echilibru

instalarea de sisteme de recuperare a căldurii adăugarea de sisteme de izolare asigurarea păstrării optime a arzătoarelor

folosi reţete cu emisii scăzute de gaze. Un exemplu pentru clasificarea / selectarea reţetei de finisare este „conceptul factorului de emisie” descris în secţiunea 4.3.2.

Tratarea uşoarăTehnicile disponibile cele mai bune (BAT) vor folosi agenţi interconectare lipsiţi de formaldehidă în sectorul covoarelor, şi agenţi de interconectare lipsiţi de formaldehidă sau cu conţinut mic de formaldehidă (< 0,1 % formaldehidă în formulă) în industria textilă (vezi 4.8.2.) .

Tratamente anti-moliePentru a fi considerate cele mai bune tehnici disponibile (BAT) , se aplică următoarele: Procesul în general Adopta măsuri adecvate pentru mânuirea materialelor descrise în secţiunea 4.8.4.1. Asigura că se va atinge eficienţa de 98% (transferul agenţilor de rezistenţă la insecte în

fibre) Adopta următoarele măsuri adiţionale când agentul de rezistenţă la insecte este aplicat

într-o baie de vopsire:o Asigura că se atinge un pH mai mic decât 4,5 la sfârşitul procesului şi dacă nu e

posibil, aplicarea de agenţi de rezistenţă la insecte într-o etapă separată, cu reutilizarea băii

o Adăugarea agenţilor de rezistenţă la insecte după expansiunea din baia de vopsire în scopul evitării pierderilor prin scurgere

o Selectarea substanţelor auxiliare de vopsire care nu exercită o acţiune de întârziere a absorbţiei (eliminării) a agenţilor de rezistenţă la insecte în timpul procesului de vopsire ( vezi secţiunea 4.8.4.1.)

Tratamentul anti-molie al fibrelor produse pe calea uscării rotative

BAT va utiliza unul sau ambele din următoarele tehnici (descrise în secţiunea 4.8.4.2.):

23

Combinarea post-tratării acide (pentru a creşte absorbţia substanţelor active anti-molie) şi refolosirea băii de clătire pentru următoarea etapă de vopsire

Aplicarea unei super-tratări proporţionale de 5% din totalul amestecului de fibre combinată cu maşina dedicată de vopsire şi cu sistemele de reciclare a apei menajere pentru a minimiza emisiile de substanţe active în apă

Tratamentul anti-molie al fibrelor rare vopsite / producţiei de fire spălate

Pentru a fi considerate cele mai bune tehnici disponibile (BAT) , se vor (vezi secţiunea 4.8.4.3):

Utiliza sisteme de aplicare dedicate cu volum scăzut situate la finalul maşinii de spălare a fibrelor

Reclicla soluţiile cu volum scăzut produse între loturi ţi utiliza procese specific realizate pentru a îndepărta substanţele active din soluţiile folosite. Aceste tehnici pot include tratamente adsorbtive sau degradative

Aplica agentul anti-molie direct pe suprafaţa covorului (când tratamentul se realizează în timpul fabricaţiei) folosind tehnologiile de aplicare de spumă.

Tratamentul anti-molie al producţiei de fibre vopsite Pentru a fi considerate cele mai bune tehnici disponibile (BAT) , se vor realiza următoarele (vezi secţiunea 4.8.4.4):

Utilizarea de proceduri separate de post-tratare pentru a minimiza emisiile din procesele de vopsire care sunt transportate în condiţii mai puţin optime pentru absorbţia substanţei anti-molie

Utilizarea maşinilor de aplicare semi-continue cu volum scăzut sau a centrifugelor modificate

Reciclarea soluţiilor cu volum scăzut utilizate între loturile de fibre şi proceselor gândite special pentru a îndepărta substanţele active din soluţiile folosite. Aceste tehnici pot include tratamente adsorbtive sau degradative

Aplicarea agentului anti-molie direct pe suprafaţa covorului (când tratamentul se realizează în timpul fabricaţiei) folosind tehnologiile de aplicare de spumă.

Tratamentul de catifelare Tehnicile disponibile cele mai bune (BAT) vor aplica balsamurile prin umplerea golurilor sau, şi mai bine, prin pulverizare sau prin sisteme de aplicare de spumă, în loc realizării acestui tratament prin evacuarea direct în maşina de colorare pe loturi (vezi secţiunea 4.8.3.)

SpălareaPentru a fi considerate drept cele mai bune tehnici disponibile (BAT) , se va: Substitui spălarea/clătirea cu flux crescut prin metodele de evacuare / umplere sau

tehnicilor de „clătire inteligentă” descrise în secţiunea 4.9.1. Reduce consumul de apă şi energie în procesele continue prin:

Instalarea de maşini de spălat cu mare eficienţă respectând principiile descrise în secţiunea 4.9.2. .Valorile asociate eficacităţii mari a spălării continue a materialelor celulozice şi sintetice cu lăţime mare sunt reflectate în tabelul 4.38.

24

Introducerea echipamentelor de recuperare a căldurii Când solvenţii organici halogenaţi nu pot fi evitaţi ( de exemplu pentru materialele care sunt

foarte încărcate cu preparate ca uleiurile siliconice care sunt dificil de îndepărtat cu apă) este bine să se folosească echipamente cu circuit închis. Este esenţial ca echipamentele să se încadreze în cerinţele descrise în secţiunea 4.9.3. şi să fie luate prevederi pentru distrugerea în circuit (de exemplu prin procese avansate de oxidare) a poluanţilor persistenţi în scopul evitării oricărei contaminări posibile a pânzei freatice rezultate din poluarea difuză sau din accidente.

Tratamentul apei menajereTratamentul apei menajare urmează cel puţin trei strategii diferite: Tratamentul central într-o uzină de tratare biologică a apei menajere la locul producerii Tratamentul central într-o uzină municipală de tratare biologică a apei menajere Tratamentul descentralizat la locul producerii al fluxurilor de apă menajeră special selectate

Toate cele trei strategii sunt opţiuni ale celor mai bune tehnici aplicabile ( BAT), în situaţia actuală a apei menajere. Principiile general-acceptate de management şi tratare a apei menajere includ: Caracterizarea diferitor fluxuri de apă menajeră rezultate din procesul tehnologic (vezi

secţiunea 4.1.2.) Separarea apelor uzate de la sursă în funcţie de tipul şi încărcătură contaminantă înainte

să se amestece cu alte fluxuri. Aceasta asigură că o instalaţie de tratare va primi numai acei poluanţi cărora le poate face faţă. Mai mult, permite aplicarea reciclării sau refolosirii apei uzate

Repartizarea fluxurilor de apă menajeră contaminate către cel mai potrivit tratament Evitarea introducerii componentelor apelor menajere în sistemele de tratare biologică când

acestea ar putea produce disfuncţii ale sistemelor Tratarea fluxurilor menajere conţinând părţi ne-biodegradabile importante prin tehnici

adecvate înaintea, în schimbul sau la sfârşitul tratamentului biologic

Potrivit acestei abordări, următoarele tehnici sunt considerate a fi în general cele mai bune(BAT) pentru tratarea apei menajere din finisarea textilelor şi industria covoarelor: Tratarea apei menajere într-un sistem cu sediment activat la un nivel scăzut al raportului

aprovizionare/microorganism, aşa cum a fost descris în secţiunea 4.10.1. cu premisa că fluxurile concentrate conţinând compuşi nebiodegradabili sunt pre-tratate separat

Pretratarea fluxurilor de apă menajeră cu încărcătură mare (COD > 5.000 mg/l) selecţionate şi separate conţinând compuşi nebiodegradabili prin oxidare chimică (de exemplu reacţia Fenton descrisă în secţiunea 4.10.7.). Fluxurile de apă menajeră reziduale candidate din soluţiile de umplere din vopsirea semicontinuă şi continuă şi finisare, băile de micşorare, pastele de imprimare, reziduurile de pe spatele covoarelor, deşeurile de vopsire şi băile finale.

Câteva reziduuri specifice proceselor, cum ar fi pasta de imprimare reziduală şi soluţiile de umplere reziduală sunt foarte concentrate şi, unde se poate, ar trebui să fie ţinute în afara fluxurilor de apă menajeră.

25

Aceste reziduuri ar trebui să fie eliminate în mod adecvat. Oxidarea termică poate fi o metodă potrivită, datorită valorii calorice înalte.

În cazurile speciale de apă menajeră conţinând pigmenţi din pasta de imprimare sau cauciuc de pe spatele covoarelor, precipitarea / flocularea şi incinerarea sedimentului rezultat este o alternativă viabilă la oxidarea chimică (aşa cum s-a descris în secţiunea 4.10.8.).

Pentru coloranţii pe bază de azot tratarea anaerobă a soluţiilor de umplere şi a pastelor de imprimare descrise în secţiunea 4.10.6. înaintea tratării aerobe poate fi eficientă pentru îndepărtarea culorii.

Dacă fluxurile concentrate conţinând compuşi nebiodegradabili nu pot fi tratate separat se cer tratamente adiţionale fizico-chimice pentru a atinge un nivel de performanţă echivalent. Acestea includ: Tratamente terţiare urmând procesului de tratare biologică. Un exemplu este adsorbţia pe

cărbune activat, cu reciclarea cărbunelui activat pe sistemul de sediment activat: aceasta este urmată de distrugerea compuşilor nonbiodegradabili adsorbiţi prin incinerare sau tratare cu radicalii liberi (de exemplu procesul care generează OH*, O2

*-, CO2*-) a excesului

de sediment (biomasă împreună cu cărbunele activat folosit) (vezi planşa 6 secţiunea 4.10.1.)

Tratamente combinate biologice, fizice şi chimice cu adăugarea de pudră cărbune activat şi săruri de fier la sedimentul activat cu reactivarea sedimentului în exces prin „oxidare umedă” sau „peroxidare umedă” (dacă se foloseşte peroxidul de hidrogen), aşa cum s-a descris în secţiunea 4.10.3.)

Ozonificarea compuşilor refractari înaintea sistemului de sediment activat (vezi planşa 3 secţiunea 4.10.1.)

Pentru tratarea apei uzate în sectorul de spălare a lânei (proces bazat pe apă)Pentru a fi considerate cele mai bune tehnici disponibile (BAT) , se va: Combina utilizarea circuitelor de îndepărtare a murdăriei / recuperare a grăsimii cu tratarea

prin evaporare cu incinerarea sedimentului rezultat pentru reciclarea completă a apei şi energiei în : 1) instalaţiile noi, 2) instalaţiile existente care nu au avut posibilităţi de tratare a apei uzate incluse 3) instalaţii cărora li se înlocuiesc dispozitivele expirate de tratare a apei uzate. Această tehnică este descrisă în secţiunea 4.4.2.

Folosirea tratamentului de coagulare / floculare în filaturile preexistente care le folosesc deja în combinaţie cu descărcarea în sistemul de canalizare folosind tratament biologic aerob

Dacă un tratament biologic poate sau nu poate fi considerat ca cea mai bună tehnică disponibilă (BAT), rămâne o întrebare deschisă până când informaţii mai bune despre costurile şi performanţele acestuia pot fi corelate.

Eliminarea sedimentuluiPentru tratarea sedimentelor din apa menajeră rezultată din spălarea lânii Pentru a fi considerate cele mai bune tehnici disponibile (BAT) , se va:

26

Folosi sedimentul în fabricarea cărămizilor (vezi 4.10.12.) sau va adopta orice altă cale de reciclare adecvată

Incinera sedimentul cu recuperarea căldurii având grijă sa fie luate măsuri adecvate pentru controlul emisiilor de SOx, NOx şi praf şi evitarea de emisii de dioxizi şi furani rezultaţi din clorul legat organic din pesticidele potenţial conţinute în sediment.

CONCLUZII

Principalele concluzii generale sunt următoarele: Schimbul de informaţii s-a realizat cu succes şi s-a ajuns la un acord la nivel înalt după

a doua întâlnire a TWG Datorită naturii industriei textile (un sector foarte complex şi variat), impactul

implementărilor celor mai bune tehnici disponibile (BAT) va depinde de caracteristicile fiecărei filaturi. Viteza de implementare va fi, de aceea, un parametru important în mod particular pentru această industrie.

Deşi conştienţi de dificultăţile curente pe care anumite companii le vor avea în controlul/selectarea sursei de materie primă pentru fibre, a fost totuşi recunoscut faptul că sistemul de asigurare a calităţii pentru materia primă textilă este necesar în scopul realizării unei aplicări adecvate a licenţei IPPC. De aceea , pentru identificarea celor mai bune tehnici disponibile (BAT), se va căuta colaborarea cu partenerii din lanţul textilelor, nu numai la nivel local, dar şi la nivelul sectorului industrial, în scopul creării unor responsabilităţi asupra mediului înconjurător în industria textilă.

Principalele recomandări pentru munca viitoare sunt: Este necesară colectarea mai sistematică a datelor care privesc consumul direct şi

nivelele de emisii, ca şi performanţele tehnicilor, pentru a fi luate în considerare în determinările celor mai bune tehnici disponibile (BAT), mai ales asupra apei menajere

O estimare mai detaliată a costurilor şi a economiilor asociate tehnicilor noi este necesară pentru a contribui la determinările acestora

Strângerea de informaţii din zonele care nu au fost acoperite corespunzător de BREF din cauza lipsei de informaţii. Mai multe detalii despre zonele speciale din care lipsesc datele sunt menţionate în capitolul 7.

INTRODUCERE

1. Statutul acestui documentDeşi în unele locuri sunt specificate, referirile la „Directive” din acest document se referă la Directivele Consiliului Europei 96/61/EC privind măsurile integrate de prevenire şi control ale poluării.Acest document este un proiect de lucru al Biroului European de IPPC. Nu este o publicaţie oficială a Comunităţii Europene şi nu reflectă neapărat poziţia Comisiei Europene.

27

2. Obligaţiile legale relevante ale Directivei IPPC şi definirea BATPentru a ajuta cititorul să înţeleagă contextul juridic în care acest document a fost proiectat, câteva dintre cele mai relevante previziuni ale directivei IPPC, incluzând definirea termenilor ca „ cele mai bune tehnici disponibile” (BAT) au fost descrise în această prefaţă. Descrierea este, în mod inevitabil, incompletă şi este realizată numai în scop de informare. Nu are valoare legală şi nu modifică, nici nu dăunează în nici un fel previziunilor actuale ale Directivei.

Scopul Directivei este acela de a realiza integrarea prevenirii şi controlului poluării rezultate din activităţile descrise în Anexa I a acesteia, conducând la un nivel înalt de protecţie a mediului ca un întreg. Bazele juridice ale Directivei sunt în legătură cu protecţia mediului. Implementarea sa ar trebui să ţină seamă şi de alte obiective ale Comunităţii, cum ar fi competitivitatea industriei Comunităţii, contribuind astfel la o dezvoltare susţinută a acesteia.

Mai exact, se au în vedere anumite categorii de instalaţii industriale, care necesită în acelaşi timp atât operatori, cât şi reglementatori, pentru avea o privire de ansamblu asupra poluării şi potenţialului de folosire a instalaţiei. Scopul global al unui asemenea mod de abordare integrat trebuie să fie îmbunătăţirea managementului şi controlului proceselor industriale în aşa fel încât să se asigure nivele înalte de protecţie a întregului mediu înconjurător. Privitor la această abordare, există un principiu general-valabil, descris în Articolul 3, prin care operatorii ar trebui să ia toate măsurile preventive adecvate împotriva poluării , în principal prin aplicarea celor mai potrivite tehnici, care permit îmbunătăţirea impactului asupra mediului înconjurător.

Termenul de „ cele mai bune tehnici disponibile” (BAT) este definit în articolul 2(11) al Directivei ca „cele mai eficiente şi mai avansate etape de dezvoltare a activităţilor şi a metodelor de operare practică cu tehnicile particulare , cu păstrarea valorilor-limită ale emisiilor necesare a fi menţinute , şi, unde acestea nu pot fi evaluate, reducerea emisiilor şi a impactului acestora asupra mediului ca întreg”. Articolul 2 (11) clarifică în continuare această definiţie după cum urmează:

„Tehnicile” includ atât tehnologiile folosite, dar şi modul în care instalaţia este proiectată, construită, menţinută, utilizată şi scoasă din funcţiune.

Tehnicile „disponibile” sunt cele dezvoltate la o asemenea scară, încât să permită implementarea lor în sectoarele industriale importante, în condiţii economice şi tehnice viabile, luând în considerare costurile şi avantajele, posibilitatea de producere şi de folosire a lor pe teritoriul Statelor Membre în discuţie, atât timp cât ele sunt accesibile administrării .

„Cele mai bune” înseamnă cele mai eficiente în realizarea unui nivel înalt de protecţie a mediului înconjurător.

Mai mult, Anexa IV a Directivei conţine o listă cu „ consideraţiile care ar trebui luate în calcul în general sau în cazuri speciale, când determinarea celor mai bune tehnici…fără a neglija costurile şi beneficiile măsurii şi principiile de prevedere şi de precauţie.” Aceste consideraţii includ informaţiile publicate de Comisie, care urmăresc Articolul 16 (2).Autorităţile competente responsabile de licenţele de emisie sunt rugate să ia cunoştinţă de principiile generale ale Articolului 3, când analizează condiţiile de eliberare a permiselor.

28

Aceste condiţii trebuie să includă valorile limită ale emisiilor, suplimentate sau înlocuite adecvat cu parametrii echivalenţi sau măsurători tehnice. În acord cu Articolul 9(4) al Directivei, aceste valori limită ale emisiilor, parametrii echivalenţi sau măsurătorile tehnice, trebuie, fără prejudecăţi, sa fie în conformitate cu standardele de calitate a mediului, bazate pe tehnicile disponibile cele mai bune, fără a indica folosirea unei anumite tehnici sau a unei tehnologii specifice, dar luând în considerare calităţile tehnice necesare instalării , poziţia sa geografică şi condiţiile locale de mediu. În toate circumstanţele, condiţiile de eliberare a licenţei includ o minimizarea poluării de lungă distanţă sau peste graniţă şi trebuie să asigure nivele înalte de protecţie a mediului înconjurător.

Statele Membre au obligaţia ca, în conformitate cu Articolul 11 al Directivei, să se asigure că autorităţile competente urmăresc sau sunt informate despre dezvoltarea celor mai bune tehnici disponibile.

3. Obiectivele acestui Document

Articolul 16(2 ) al Directivei cere Comisiei să organizeze „un schimb de informaţii între Statele Membre şi industriile care produc cele mai bune tehnici disponibile, monitorizarea asociată şi dezvoltarea lor”, şi publicarea rezultatelor schimburilor.

Scopul schimbului de informaţie este declarat în enumerarea 25 a Directivei, care afirmă că „dezvoltarea şi schimbul de informaţii la nivelul Comunităţii despre cele mai bune tehnici disponibile va ajuta la refacerea echilibrului tehnologic în Comunitate, va promova răspândirea în întreaga lume a valorilor limită şi a tehnicilor folosite în Comunitate şi va ajuta Statele Membre în implementarea eficientă a acestei Directive.

Comisia (Departamentul General al Mediului) a stabilit un forum de schimb de informaţii ( IEF) pentru a ajuta realizarea prevederilor articolului 16(2) şi au fost formate un număr de grupuri tehnice care lucrează sub tutela forumului de schimb de informaţii (IEF). Atât IEF cât şi grupurile tehnice de lucru includ reprezentanţi din Statele Membre şi din industrie, aşa cum se cere în Articolul 16(2).

Scopul acestei serii de documente este să reflecte corect schimbul de informaţii care a avut loc aşa cum cere Articolul 16(2) şi să ofere informaţii de referinţă pentru ca autorităţile să poată calcula dacă sunt îndeplinite condiţiile pentru acordare a licenţei. Oferind informaţii relevante în legătură cu cele mai bune tehnici disponibile, aceste documente ar trebui sa funcţioneze ca instrumente de valoare pentru a influenţa performanţele de protecţie a mediului.

4. Sursele de informaţieAcest document reprezintă un rezumat al informaţiilor adunate din mai multe surse, incluzând în special expertiza grupurilor desemnate să asiste Comisia în munca sa, şi verificate de serviciile Comisiei. Toate contribuţiile au fost certificate cu recunoştinţă.

5. Cum se înţelege şi foloseşte acest documentInformaţiile oferite în acest document au ca scop folosirea ca referinţă la determinarea celor mai bune tehnici disponibile (BAT) în cazuri specifice. Când se determină cele mai bune

29

tehnici (BAT) şi se aleg condiţiile de acordarea a licenţei bazate pe tehnicile existente, ar trebui să se ţină seama întotdeauna de scopul principal de obţinere a unui nivel înalt de protecţie a mediului înconjurător.

Restul secţiunii descrie tipul de informaţii care este oferit în fiecare secţiune a acestui document.

Capitolele 1 şi 2 furnizează informaţii generale care privesc sectorul industrial şi procesele industriale folosite în acest sector. Capitolul 3 oferă date şi informaţii despre emisiile curente şi nivelele de consum reflectând situaţia în instalaţiile existente în momentul consemnării.

Capitolul 4 descrie în amănunt reducerea emisiilor şi alte tehnici considerate a fi cele mai relevante pentru determinarea celor mai bune tehnici disponibile ( BAT) şi a condiţiilor bazate pe BAT de obţinere a licenţei. Aceste informaţii includ nivelele de consum şi de emisie considerate realizabile folosind tehnica, anumite idei asupra costurilor şi influenţele asupra mediului asociate cu tehnica, şi proporţiile la care tehnica este aplicabilă la domeniul de instalaţii care necesită licenţa IPPC, de exemplu instalaţii noi, existente, mari sau mici. Tehnicile care sunt considere în general depăşite nu sunt incluse.

Capitolul 5 prezintă tehnicile şi nivelele de emisie şi de consum considerate a fi compatibile cu cele mai bune tehnici disponibile (BAT) la modul general. Scopul este acela de a oferi informaţii generale privind nivelele de emisie şi de consum care pot fi considerate puncte de referinţă adecvate pentru determinările ulterioare a condiţiilor de eliberare a licenţelor bazate pe BAT sau pentru stabilirea unor reguli generale conform articolului 9(8). Trebuie insistat, cu toate acestea, că acest document nu propune valori limită ale emisiilor. Determinarea condiţiilor adecvate de obţinere a licenţelor vor ţine seamă de factorii locali, ca de exemplu caracteristicile tehnice ale instalaţiei, aşezarea sa geografică şi condiţiile de mediu înconjurător. În cazul instalaţiilor preexistente posibilitatea economică şi tehnică de modernizare a lor trebuie luată în calcul. Chiar şi numai obiectivul de a asigura un nivel înalt de protecţie a mediului va implica adesea luarea de decizii de compensare între diferitele tipuri de impact asupra mediului, şi aceste decizii vor fi adesea influenţate de particularităţile locale.

De şi s-a făcut o încercare de a prezenta aceste fapte, ele nu pot fi prezentate complet în acest document. De aceea tehnicile şi nivelele prezentate în capitolul 5 nu sunt neapărat adecvate pentru toate instalaţiile. Pe de altă parte, obligaţia de a asigura un nivel înalt de protecţie a mediului include minimizarea poluării de lungă durată şi dincolo de graniţe, necesită luarea deciziei de acordare a licenţei nu numai pe baza considerentelor locale. De aceea este de o importanţă majoră ca informaţiile conţinute în acest document să fie luate în calcul de către autorităţile care eliberează licenţa.

Deoarece cele mai bune tehnici la dispoziţie se schimbă tot timpul, acest document va fi revizuit şi actualizat după cum va fi necesar. Toate comentariile şi sugestiile vor fi făcute la Biroul European IPPC la Institutul de studii tehnologice prospective la următoarele adrese:

Edificio Expo-WTC, Inca Garciliso S/N, E_41092 Sevilia, Spania

30

Telefon: +34 95 4488 284Fax: +34 95 4488 426e-mail : eippcb@jrc.esInternet: http://eippcb.jrc.es

1.Informatii generale

Industria textila detine unul din cele mai lungi si mai complicate lanturi tehnologice din cadrul industriei manufacturiere. Este un sector fragmentat si heterogen, dominat in mare parte de intreprinderi mici si mijlocii, avind o cerere in mare masura ghidata de catre trei tipuri de produse principale: imbracaminte, mobilier casnic si uz industrial.

Importanta industriei textile (si de imbracaminte) in cadrul economiei Europene este aratata in Tabelul 1.1. Cifrele din tabel acopera doar o parte din numarul total al companiilor manufacturiere in 2000 (sint incluse doar companiile cu mai mult de 20 de angajati)

Pe linfa aceasta, in 2000 industria textila si de imbracaminte Europeana a reprezentat:- 3.4% din profitul industriei manufacturiere din Uniunea Europeana;- 3.8% din taxa pe valoare adaugata;- 6.9% din angajarile din industrie.

Tabelul 1.1: cota industriei textile si de imbracaminte in cadrul industriei manufacturiere (doar companiile cu mai mult de 20 de angajati)

In realitate, in anul 2000 industria Uniunii Europene de textile si imbracaminte a realizat un profit de 198 de miliarde de Euro, cuprinzind 11400 de companii care au angajat aproximativ 2.2 milioane de persoane.

Activitatile industriei textile sint distribuite in toata Europa, dar sint concentrate in special in doar citeva state din Uniunea Europeana. Italia este producatorul European principal, cu mult inaintea Germaniei, Angliei, Frantei si Spaniei (in aceasta ordine). Aceste 5 tari sint raspunzatoare impreuna de peste 80% din industria textila si de imbracaminte a Comunitatii Europene.

Tabelul 1.2: procentele pe tari in industria textila si de imbracaminte in anul 2000, in Uniunea Europeana.

Lantul industriei textile si de imbracaminte este compus dintr-un numar mare de subsectoare acoperind intregul ciclu de productie, de la prducerea fibrelor artificiale la materialele semiprocesate (fabrici de tors, de tesut, de tricotat cu procedeele lor specifice de finisare) si la produsele finale de consum (covoare, tapiterii , imbracaminte si textile de uz industrial)

31

Complexitatea sectorului este de asemenea reflectata si de catre dificultatea gasirii unui sistem clar de clasificare pentru diferitele activitati implicate. Sistemul vechi de nomenclatura (NACE 1995) clasifica inca activitatile industriei textile dupa cum urmeaza:

- industria fibrelor artificiale- lina- bumbac- matase- in/iuta- tricotare- finisare- covoare- alte textile- pinzeturi pentru uz casnic

Noul sistem de nomenclatura (NACE 1997) identifica urmatoarele categorii:- fire- tesatura- finisarea textilelor- textile de casa- textile industriale- tesaturi si articole tricotateVechea nomenclatura exprima impartirea istorica a activitatilor industriei textile in functie

de tipul de fibra procesata. Aceasta se datoreaza faptului ca, in trecut, singurele fibre textile disponibile erau fibrele naturale, cu predominarea bumbacului si a linei, ceea ca a condus la dezvotarea a doua sectoare principale al linii si al bumbacului. Datorita caracteristicilor fizico chimice diferite ale acestor doua tipuri de fibre s-au dezvoltat aparate si tehnici diferite. In zilele noastre odata cu inmultirea fibrelor artificiale, aceste doua sectoare istorice proceseaza toate tipurile de fibre disponibile, devenind astfel mai putin practica clasificarea activitatilor textile in functie de tipul de fibre.

In ceea ce priveste scopul acestui document, acesta este limitat la acele activitati din industria textila care implica procedee umede.Aceasta inseamna in principal activitatile incadrate in noua clasificare NACE:

- finisarea textilelor;- textile industriale si de alte tipuri (incluzind covoarele si spalarea linii)- textile de casaDin cauza caracterului sau foarte specializat, industria covoarelor a fost considerata

dintotdeauna ca un sector de sine-statator, chiar daca multe dintre operatiile desfasurate in cadrul ei sunt foarte asemanatoare cu cele desfasurate in cadrul altor sectoare din industria textila. Aceasta lucrare pastreaza aceasta traditie, covoarele constituind singurul sector in care produsele finale sint luate ca punct de referinta.

Mai departe sint oferite citeva informatii generale despre cele trei subsectoare reprezentate de curatarea linii, prelucrarea textilelor (mai putin a covoarelor) si covoare.

1.1Sectorul de curatare al linii

1.1.1 Organizarea sectorului

32

Lina este procesata la fir tors in special prin doua metode: “woollen” si “worsted”(pieptanare). Curatatorii tind sa se specializeze pe un procedeu sau pe celalalt. Prin procedeul “woollen” lina este in general doar curatata, desi se intimpla sa o si amestece inainte de a o trimite clientului. Curatatorii ce folosesc metoda de pieptanare (cunoscuta si ca daracire) curata, piaptana si daracesc lina rezultind pale piptanate de lina.

In Europa, cantitati semnificative de lina sunt obtinute de pe pieile animalelor sacrificate. Cei care sacrifica animalele vind de obicei lina unor inteprinzatori care o curata la comanda. In Franta, putini din cei care sacrifica animalele isi curata lina pe care o obtin.

Curatarea si daracirea linii in Europa de Vest este realizata de obicei la comanda. Exista si citeva exceptii, in special in Anglia, unde trei producatori de covoare din fire toarse au propriile instalatii de curatare a linii.

1.1.2 Productia si Politica EconomicaTabelul 1.3 arata cantitatile estimate de lina produsa si curatata in diferite state membre

ale EC impreuna cu numarul fabricilor de curatare existente.Asa cum de poate observa din datele raportate, aproximativ 90% din activitatea de

curatare a linii din EU este concentrata in Franta, Germania, Italia si Anglia, in timp ce 8 state membre ale UE nu au instalatii tehnice de curatare a linii.

Industria de curatare si daracire a linii din Anglia este cea mai importanta din Europa, fiind cu putin mai mare decit cea a Italiei. Aproape doua treimi din productia de lina curatata in Anglia cuprinde lina bruta pentru covoarele din lina toarsa.

Figura 1.1 arata cantitatea de lina curatata in cele 15 state membre ale EU, cantitati ce reprezinta masa de lina murdara procesata. Aceasta esste unitatea de masura cel mai des folosita de catre curatatori pentru a-si exprima realizarile.

In timpul perioadei dintre anii 1993 si 1997 productia totala in statele membre ale EU a scazut cu aproape 10%, de la 326 milioane de kg (lina curata) in 1993 la 300 de milioane kg (lina curata) in 1997. In cadrul acestei tendinte globale a fost observat un declin abrupt in Europa de Nord (Belgia, Franta, Germania si Anglia) pe linga o crestere a productiei in Italia si Spania. Desi scaderea globala a productiei din sectorul de curatare a linii din Europa a fost lenta, au existat in cadrul acestuia schimbari structurale semnificative. Forta determinanta a acestor schimbari a fost reprezentata de caracterul competitiv al industriei si de costul si dificultatile tehnice determinate de necesitatea satisfacerii unui cadru legislativ tot mai strict. Citeva fabrici de curatare, mari si mici, au fost solicitate peste limitele viabilitatii comerciale si economice si au oprit activitatea. In cele mai multe cazuri, piata lor de desfacere a fost absorbita de catre competitor, astfel incit astazi exista mai putine companii in acest sector, care proceseaza in medie cantitati mai mari de lina. Aceasta tendinta spre consolidare este valabila indeosebi in Anglia, unde o mare parte a comertului industriei de curatare este realizat prin procesarea linii provenita din Anglia si Irlanda. Aproape 80%din productia britanica si irlandeza de lina, totalizind 90000 de tone, este curatata in Anglia si acest tip de activitate este putin probabil sa fie pierdut in favoarea competitorilor din alte tari [187, INTERLINE,1999].

1.2 Sectorul de finisare textila (mai putin covoarele)Informatiile urmatoare au fost preluate din [278,EURATEX,2002]

1.2.1 Organizarea sectorului

33

Esenta finisarii textilelor este reprezentata de inzestrarea tesaturilor cu o serie de proprietati vizuale, fizice si estetice pe care le cer consumatorii.Principalele procese implicate sunt: albirea, vopsirea (firelor toarse, tesaturilor, produselor de imbracaminte),imprimarea, conservarea, impregnarea si aplicarea unor finisari functionale diverse.

In cele mai multe cazuri, procesul de finisare a textilelor este combinat cu un proces de manufacturare, ceea ce da o forma particulara produsului final. Categoriile principale de produse acopera imbracamintea textila, textilele de interior (lenjerie de pat/baie si masa) si textile tehnice (tesaturi auto si textile medicale).

Cele mai multe companii din cadrul sectorului de finisare a textilelor se specializeaza pe un anumit proces tehnologic, desi exista si companii care realizeaza mai multe procese de productie. Pot fi distinse urmatoarele tipuri principale de companii:

- vopsitorii de fire, industriale sau pe comanda;- vopsitorii de tesaturi, industriale sau pe comanda;- imprimerii, industriale sau pe comanda;- companii complexe, incorporind tehnologii de toarceresi/sau tesere plus finisare.

1.2.2 Productia si Politica EconomicaProfitul total al industriei de finisare a textilelor in EU s-a ridicat la aproape 11000 de

milioane de Euro in anul 2000, realizat de mai mult de 117000 de angajati. Majoritatea companiilor de finisare textila din EU sunt intreprinderi mici si mijlocii. Importanta industriei de finisare textila in statele membre ale EU este aratata in figura 1.2.

Procentele principalelor tipuri de fibre utilizate in industria de finisare textila sunt: [315,EURATEX,2002]

- bumbac 45%- lina 8%- poliester 14%- matase 2%- viscoza 12%- acrilice 4%- altele 15%Fibrele sfirsesc prin a da nastere unor bunuri finite iar principalele categorii ale acestora,

sunt:- imbracaminte 45%- textile casnice 20%- textile de interior 10%- textile tehnice 18%- altele 7%

1.3 Covoare1.3.1 Organizarea sectoruluiS-a mentionat deja specializarea puternica a acestui sector complex. Fabricarea

covoarelor, toarcerea firelor pentru covoare si industria asociata de vopsire pot fi impartite intr-o serie de subsectoare fundamentale, desi pot exista variatii importante. Toate sectoarele pot procesa combinatii de fibre sintetice 100%, fibre naturale 100% si/sau amestecuri dintre cele doua, atita timp cit procesele si tehnicile utilizate nu sint specifice unui anumit tip de fibra.

34

Dupa cum arata Tabelul 1.4 exista 5 principale categorii diferite de companii in care se realizeaza in mod uzual procesari umede:

- vopsitorii de fibre destramate, pe comanda- vopsitorii de fire . pe comanda- fabrici complexe de fire care in completarea proceselor de vopsire realizeaza si

conversia fibrelor destramate in fire, pentru a vinde mai apoi ca produs final fire toarse si vopsite

- vopsitorii de articole, pe comanda- fabrici complexe de producere a covoarelor care realizeaza toate procesele mecanice,

vopsirea si operatiile de finisare necesare pentru a transforma fibrele naturale si sintetice in covoare finisate.

Tabelul 1.4: structura de baza a industriei de fabricare a covoarelor [32,ENCO,2001]

Subsector Caracteristicile principale si principalele procese umede (italic)

Produsul final

Procesarea la comanda a fibrelor destramate

Vopsirea fibrelor destramate Fibre destramate vopsite pentru producerea de fibre

Procesarea la comanda a firelor toarse

- Curatarea si finisarea chimica a firelor- Vopsirea firelor

Fire vopsite pentru industria de covoare

Producerea de fire toarse

Achizitionarea sau producerea materiilor prime (fibre)Conversia la fire toarse- vopsirea/procesarea umeda la comandaVinderea firelor

Fire toarse colorate sau nu pentru producerea covoarelor

Producerea complexa de fire (existenta in putine locuri)

Achizitionarea sau producerea materiilor prime (fibre)- vopsirea fibrelor destramateConversia la fire toarse- curatarea firelor si finisarea chimica- vopsirea si finisarea firelor- ajustarea firelorVinderea firelor

Fire toarse colorate sau nu pentru producerea covoarelor

Tesere, tratare termica si tufting la comanda

Prelucrarea firelor in covoare- si finisari mecanice

Covoare

Vopsirea pe comanda a articolelor

- vopsire si/sau imprimare- tratare termica si finisare mecanica- finisare chimica

Covoare

Producerea de covoare Vopsirea si finisarea firelorPrelucrarea lor in covoare

Covoare pentru contracte sau comert cu amanuntul

35

- aplicarea de spuma- tratare termica si finisare mecanicaVinzarea covoarelor

Producerea complexa de covoare

Achizitionarea sau producerea materiilor prime (fibre)- curatarea linii - vopsirea fibrelor destramateConversia la fire toarse- curatarea firelor si finisarea chimica- vopsirea si finisarea firelor- ajustarea firelorPrelucrarea firelor in covoare- vopsirea covorului- aplicarea de spuma- tratare termica si finisare mecanicaVinzarea covoarelor

Covoare pentru contracte sau comert cu amanuntul

Tabelul 1.5 indica localizarea entitatilor comerciale in cadrul EU. De remarcat este faptul ca unitati individuale pot fi componente ale unor organizatii mai mari, asigurind servicii pentru alti membrii ai aceleiasi organizatie. In acest fel, o companie de toarcere a firelor cu facilitati proprii de vopsire poate, daca capacitatea de productie cere, sa-si satisfaca necesitatile de vopsire la o vopsitorie prin comanda sau poate realiza ea insasi, pe comanda, activitati pentru alte companii daca are capacitati suplimentare de productie disponibile.

1.3.2 Productia si Politica EconomicaDupa cum arata si Figura 1.3, industria europeana de covoare reprezinta 38% din

productia mondiala (dupa SUA cu 58%).Figura 1.3: Productia mondiala de covoare si paturi in 1999 [63,GuT/ECA, 2000]Belgia, Franta, Germania, Olanda si Anglia sunt toate producotoare importante atit pentru

consumul intern in cadru EU cit si pentru exportul pe alte piete de desfacere din lume. Productia europeana de covoare depaseste cu mult consumul (Figura 1.4), indicind importanta pentru industria europeana a pietelor de desfacere la export.

Printre cele trei produse finale tipice ale industriei producatoare de covoare –covoare intertesute (tip persan), covoare tesute si covoare netesute, covoarele intertesute (tip persan) reprezinta 66% din productia EU. Aceasta se poate observa si din studierea productiei din 1995, in Figurile 1.5 si 1.6.

Figura 1.4: Productia europeana de covoare si paturi pentru principalii producatori din Europa [63,GuT/ECA, 2000]

Figura 1.6: Productia totala de covoare si paturi in Europa in 1995

1.4 Principalele probleme de mediu

36

Principalele probleme de mediu care rezulta din activitatile din industria textila si care sunt dezbatute in acest document sunt in principal cu privire la emisiile in aer si apa si la consumul de energie.

Dintre acestea, apei i se acorda cea mai mare atentie. Industria textila utilizeaza apa ca principal mediu pentru inlaurarea impuritatilor, pentru vopsire si pentru aplicarea agentilor de finisare si pentru generarea de abur.

Pierderile de apa prin absorbtia de catre produs sunt neglijabile, deci, in afara de o cantitate mica de apa care se evapora in timpul procesului de uscare, majoritatea este eliminata ca apa reziduala. Principala preocupare este deci, in legatura cu cantitatea de apa eliminata si cu incarcatura chimica pe care aceasta o poarta.

O privire de ansamblu asupra acestor incarcaturi din mediu este oferita de Tabelul 1.6. Datele raportate au fost extrapolate la nivel european plecind de la rezultatele obtinute in urma unui studiu desfasurat in Germania si Austria.

Substante Concentratia din mediu

SaruriImpuritati ale fibrelor naturale (inclusiv biocidele) si materiale asociate (lignina, ceara, sericina)Agenti de incleiere (in special amidon, derivati de amidon, dar si poliacrilati, polivinilalcool, carboximetilceluloza)Agenti de prelucrare (mai ales uleiuri minerale dar si uleiuri esterificate)Surfactanti (agenti de dispersare, emulsifiere, detergenti si agenti de inmuiere)Acizi carboxiliciAgenti de subtiereUreeAgenti complexiSolventi organiciAlte substante mai mult sau mai putin ecotoxice

Din cifrele raportate rezulta faptul ca un mare procent din incarcatura totala de emisii rezultate in urma activitatilor din industria textila este atribuibil unor substante care preexista in materiile prime, inainteca acestea sa intre in lantul proceselor de finisare. Acestea sunt in general:

- agenti de incleiere;- agenti de prelucrare;- impuritati si materiale asociate din fibrele naturale.Agentii de incleiere sint utilizati pentru a ajuta procesului de tesere. Ei sunt apoi inlaturati

din tesaturi, inainte de procesele de finisare, astfel rezultind nivele crescute de incarcatura organica in apa.

Agentii de prelucrare si uleiurile de filare sunt folosite pentru tratarea fibrelor in diverse etape ale procesului, de la stadiu de producere (in cazul fibrelor sintetice) pina la obtinerea firului tors. Aceste substante organice sunt apoi inlaturate in timpul etapei pregatitoare

37

realizata la fabrica de finisare fiie printr-un proces umed (spalare), fie printr-o procesare uscata (ajustare la temperaturi inalte).In primul caz aceste substante organice contribuie la cresterea incarcaturii organice in apa reziduala, iar in al doilea caz ele se vor regasii in suspensie in aer.

Toate tipurile de fibre naturale contin un anumit procent de impuritati si materii asociate.Substantele asociate sunt parti componente ale fibrelor naturale (grasime in cazul linii, pectina si hemiceluloza in cezul bumbacului, lignina pentru in si sericina pentru matase).Impuritatile sunt metale, minerale si pesticide. Toate aceste substante trebuie sa fie inlaturate din fibre inainte ca acestea sa treaca prin procedeele de finisare. Impuritatile si materiile asociate au, prin urmare, un potential crescut in ceea ca priveste impactul asupra mediului.

Cantitatea de substante chimice si aditivi adugata in timpul proceselor de finisare poate ajunge pina la 1kg pe fiecare kg de textile procesate, ceea ce pare a fi mult. Numarul acestor substante este foarte mare: ultimile surse ale TEGEWA inscriu printre acestea mai mult de 7000 de aditivi. Totusi, asa cum poate fi observat si din Figura 1.7, intr-o fabrica de finisare obisnuita, doar 20% din tipurile de substante folosite acopera 80%din consumul anual de aditivi.

Pe baza datelor raportate in Tabelul 1.6, dintre substantele utilizate in timpul procesarii, cel mai mare efect asupra mediului il au sarurile, detergentii si acizii organici (in aceasta ordine).

Colorantii nu sint mentionati in tabel pentru ca, in comparatie cu alte substante utilizate in processare, ei nu reprezinta o cantitate de luat in seama. Acestia sunt responsabili totusi pentru culoarea apei reziduale,- ceea ce este in principal o problema estetica, desi colorarea puternica a apei scade capacitatea de penetrare a luminii prin apa catre plantele acvatice. Prezenta lor in apa este totusi importanta, nu doar datorita colorarii ci si datorita unor alte probleme de mediu (scade eliminarea compusilor organici, metalelor AOX), in special pentru anumite tipuri de coloranti.

Citeva substante chimice ce pot fi utilizate in industria textila merita sa fie mentionate datorita potentialelor efecte negative asupra mediului. Acestea sunt:

- Alchil fenol etoxilatii (detergenti, agenti de inmuiere, agenti de uniformizare, etc.): metabolitii lor (octil- si nonil fenolii) sunt extrem de toxici pentru speciile acvatice si exista dovezi ca acestia perturba reproducerea speciilor acvatice prin afectarea sistemului endocrin (octil- si nonil fenolul sunt pe lista substantelor cu prioritate “Priority Sustances“, fiind substante tinta pentru actiuni prioritare in conformitate cu Directiva Incadrarii Apei 2000/60/E.C., iar nonil fenolul a fost incadrat in rindul “Substantelor Prioritar Riscante”).

- Difenil eterii polibromurati si parafinele clorurate (incetinitori de ardere), benzeni si fenoli halogenati (reactivi in producerea incetinitorilor de ardere): citiva membrii ai acestor clase de substante (pentabromodifenileter, C10-13 cloroparafine) au fost deja identificati ca “Substante Prioritar Riscante” din cauza toxicitatii lor, persistentei si tendintei lor de a se bioacumula in mediu, sau au fost evaluati la initiativa Ordonantei (EEC) 793/93 in legatura cu evaluarea si controlul riscurilor substantelor existente. Pentru alti membrii ai acestor clase existenta unor posibile efecte negative asupra mediului este inca controversata.

- Agenti antimolii pe baza de permetrina si ciflutrina (in sectorul covoarelor) si alte biocide: acestia sunt extrem de toxici pentru mediul acvatic.

38

- Chelatori precum EDTA, DTPA si NTA: acestia sunt capabili sa formeze complexe foarte stabile cu metale (EDTA si DTPA sunt deasemenea si foarte putin bioegradabile).

- Clorul si compusi ce elibereaza clorul precum hipocloritul de sodiu (agent de albire) si diclorizocianurat de sodiu (agent contra impislirii linii): ei sunt capabili sa reactioneze cu compusii organici formind halogeni organici absorbabili (AOX).

- Compusi care contin metale asa cum este dicromatul de potasiu.- Substante carcinogene, cum sunt o serie de amine aromatice, formate prin

descompunerea unor coloranti azo (vezi Sectiunea 2.7.8.1), sau vinilciclohexan si 1,3- butandiena, care pot fi prezente in dispersiile de polimeri rezultate in urma unei reactii incomplete in timpul polimerizarii.

- Substante “carrier” cum sunt triclorbenzenul si o-fenilfenol, etc.

S-a raportat ca [77,EURATEX,2000]: - mai mult de 90% dintre substantele chimice organice si aditivii utilizati in etapa de

pregatire si vopsire nu ramin la nivelul fibrelor, pe cind in timpul tratarii pentru finisare este exact invers.

- Aproape 90% din incarcatura de materii prime organice care intra in procesarea textila se regasesc in apa reziduala, in timp ce restul cantitatii este eliminata in aer.

In legatura cu eliminarile in aer, compusii organici volatili sunt eliberati in aer in urma unor procese tehnologice specifice cum sunt:

- procese de imprimare, in cazurile in care sunt utilizati solventi organici (ei sunt continuti in paste colorate de imprimare)

- curatarea cu solventi organici- tratari la temperaturi inalte (termofixare, uscare, remediere), cind materiile textile contin

substante care se evapora sau se degradeaza termic (de exemplu, uleiurile, agenti de finisare, plastifianti, reziduuri ale procedurilor anterioare). Emisiile de formaldehida si metan nears pot fi semnificative in agregatele de uscare si latire a materialelor textile deficitar intretinute sau direct incalzite

- vulcanizarea staturilor intaritoare (sectorul covoarelor).

Mai mult decit atit, emisiile de CO2, SOX, NOX, si particulele asociate procesului de ardere al combustibililor fosili in scopul obtinerii energiei termice, sunt demne de luat in seama.

Energia este consumata in special cresterii temperaturii bailor (pregatire, vopsire, etc.) si in timpul operatiilor de uscare si remediere. In acest scop se produce abur acolo unde este necesar. Energia electrica este necesara pentru alimentarea utilajelor.

2. Procedee si Tehnici Aplicate

Lantul tehnologic textil incepe cu productia sau recoltarea fibrelor brute. Etapele esentiale in acest lant tehnologic sunt reprezentate schematic in diagrama urmatoare si vor fi descrise in acest capitol.

Figura 2.1: Diagrama generala a proceselor din industria textilaCea mai mare parte a acestui capitol va descrie acele prelucrari care in general se refera

la procesul de finisare (care cuprind tratarea prealabila, vopsire, imprimare, finisare si invelire,

39

inclusiv spalare si uscare). Asa cum arata si diagrama, ele pot avea loc in diferite etape ale procesului de fabricatie: substraturile pentru finisare pot fi tesaturile, fire toarse sau fibre destramate.

Finalizarea produselor textile nu poate fi definita ca o secventa standard de prelucrare, ci mai degraba este o combinatie de etape de prelucrare care pot fi aplicate in cadrul productiei de produse textile, in functie de cerintele utilizatorului final. Din acest motiv tratamentele de finisare vor fi descrise (de la sectiunea 2.6 la 2.11) ca elemente de prelucrare fara a tine seama de secventele posibile in care ele pot fi aplicate.

In partea a doua a acestui capitol (vezi sectiunea 2.14) a fost facuta o diferentiere intre sectorul de finisare a covoarelor si restul industriei de finisare. In cadrul fiecarui sector au fost identificate citeva categorii caracteristice de activitati industriale. Industria de curatare a linii a fost deasemenea considerata ca un sector aparte.

Pe linga fibre, materiile prime ale industriei textile cuoprind o gama larga de produse chimice si ajutatoare. Aceste produse chimice si ajutatoare nu sunt de cele mai multe ori specifice unui anumit proces si pot fi gasite in diferite etape ale lantului de prelucrare. De aceea s-a considerat mai practic descrierea acestor produse in anexe (Anexa I-Auxiliari Textili si Anexa II-Vopsele si Pigmenti). In acest capitol au fost introduse informatii deordin general cu privire la materia prima textila, incluzind si procedee comune de depozitare si manipulare.

2.1 Materia Prima2.1.1 FibreleDoua categorii principale de fibre sunt utilizate in industria textila: naturale si artificiale.

Fibrele artificiale cuprind atit materialele sintetice pure de origine petrochimica cit si materiale celulozice materiale celulozice regenerate din fibre de lemn. O clasificare mai detaliata este: Fibre de origine naturala: - de origine animala: - lina neprelucrata

- fire de matase- par

- de origine vegetala: -bumbac- in- iuta

- minerale: - azbest (neutilizat in inustria textila) Fibre chimice (artificiale): -fibre polimerice naturale: -Viscoza, Cupro, Lyocell

-Acetat-Triacetat

-fibre polimerice sintetice: -polimeri anorganici: -sticla (fibrele sticla)-metale (fibre metalice)

-polimeri organici:- Poliester (PES)- Poliamida (PA)- Acrilic (PAC)- Polipropilena (PP)- Elastan (EL)

Fibrele incluse in aceasta clasificare vor fi descrise in detaliu in cele ce urmeaza, punind accent in particular pe impuritatile specifice fiecarei fibre. O parte din aceste impuritati vor intra in lantul de productie influentind emisiile reziduale.

40

2.1.1.1 Fibre Poliesterice (PES)Fibrele poliesterice sunt relizate din macromolecule liniare continind cel putin 85% dintr-un

anumit ester. Actual trei polimeri poliesterici sunt disponibili pentru comercializare:- polietilen tereftalat (PET), care are la baza etilen glicol;- polibutilen tereftalat (PBT), care are la baza butil glicol;- politrimetilen tereftalat (PTT), care are la baza trimetilen glicol.Totusi, doar unul dintre acesti trei polimeri, doar PET a fost utilizat pina acum pe scara

larga in industria textila. De aceea in sectiunile urmatoare, doar daca nu este specificat, termenul de PES este folosit pentru a indica fibrele poliesterice standard bazate pe PET.

Fibrele poliesterice au un grad inalt de cristalinizare, care asigura o excelenta rezistenta la caldura dar si alte proprietati mecanice. Pe de alta parte, aceasta structura compacta impiedica difuzarea colorantilor in fibre in timpul vopsirii. Astfel fibrele polieserice nu pot fi vopsite la o temperatura mai mica de 100ºC, decit daca se folosesc acceleratori ai procesului de vopsire (“carrier”). Acceleratorii sunt daunatori mediului inconjurator si in multe cazuri sunt toxici pentru oameni. Utilizarea lor este in momentul de fata in scadere, dar au fost folositi pe scara larga multi ani de zile. (vezi si sectiunea 2.7.8.1 si 8.6.7)

Fibre poliesterice ce pot fi vopsite fara acceleratori nu sunt disponibile pe piata. Ele include “fibrele poliesterice modificate”si fibrele PTT. Fibrele PES modificate au la baza PET. Datorita modificarilor fizice si chimice asupra structurii fibrelor in timpul procesului de fabricare, scade gradul de cristalinizare, ceea ce faciliteaza vopsirea fara utilizarea acceleratorilor. Datorita costurilor ridicate, aceste fibre se folosesc doar in segmente specifice de piata.

In ceea ce priveste PTT, acest poliester aromatic (politrimetilen tereftalat), el este produs prin policondensarea 1,3-propandiol si acid tereftalic. Costul ridicat al sintezei 1,3-propandiolului a determinat limitarea comercializarii acestei fibre. Recent compania Shell a dezvoltat o noua metoda de sinteza a monomerului care este mult mai ieftina si care a condus la cresterea din nou a interesului pentru polimerii PTT. Mai multe informatii despre aceste fibre sunt prezentate in sectiunea 4.6.2.

Despre fibrele poliesterice merita sa mentionam ca in timpul procesului de policondensare se pot forma oligomeri ciclici cu o hidrosolubilitate scazuta (1-3%din masa de fibre). Acesti oligomeri tind sa migrezela suprafata fibrei in timpul vopsirii, afectind astfel in sens negativ procesul de vopsire si rezistenta la frecare

2.1.1.2 Fibre de poliamidaIn urma reactiei de policondensare dintre o diamina si un acid dicarboxilic se formeaza

polimerul de plecare. In functie de numarul de atomi de carbon din produsul final se poate vorbi de PA 6,6 sau PA 6.

PA 6,6 rezulta din policondensarea termica de cantitati echimoleculare de acid adipic si 1,6-hexametilendiamina. Cantitati mici de monomeri si dimeri ciclici (2%) se regasesc in produsul final.

PA 6 este obtinut prin polimerizarea monomerului ciclic epsilon-caprolactam. Continutul de caprolactam din polimer poate fi redus la 0.2% prin extragerea cu apa fierbinte. In timpul procesului de inmuiere pentru productia de fibre continutul de caprolactam creste din nou si este partial eliminat in timpul proceselor tehnice ulterioare.

2.1.1.3 Fibre Acrilice (PA)

41

Polimerul este obtinut printr-o polimerizare radicala a acrilonitrilului in emulsie apoasa sau in solvent. Polimerul obtinut, constituit in proportie de 100%din acrilonitril (denumit si PAN), are o capacitate insuficienta de a lega vopseaua, datorita temperaturii inalte de trecere in stare cristalizata (peste 100ºC). Din aceasta cauza acest polimer nu mai este folosit in industria textila. Fibrele acrilice (PAC), frecvent intilnite pe piata astazi, sunt copolimeri anionici continind 85-89% acrilonitril, 4-10% comonomeri nonionici (clorura de vinil, acetat de vinil, acrilat de metil) si 0.5-1% comonomeri ionici continind grupari sulfat si sulfonice.

Pentru productia de fibre se pot folosi atit tehnici de filare uscate cit si umede. Cind este folosita filarea uscata, polimerul este dizolvat in dimetilformamida (DMF). Daca fibra este produsa prin filare umeda, in afara de DMF sunt folosite si dimetilacetamida, dimetilsulfoxid, carbonat de etil si solutii apoase de saruri anorganice sau acizi. Reziduuri ale acestor solventi (0.2-2% din greutatea fibrei) sunt gasite in apa folosita in timpul etapei de tratare pregatitoare.

2.1.1.4 Fibre de Polipropilena (PP)Pentru producerea fibrei este folosit polimerul izotactic. Datorita atomului tertiar de carbon,

PP este foarte sensibila la temperaturi inalte si la oxidare. Ca stabilizatori se folosesc fenoli alchilati sau p-xiloli, impreuna cu sulfide sau tioderivati (dilauril- sau distearil tiopropionat). Substante cu grupari benzotriazol, complexe de Ni, derivati de antrachinon si diamine sint folosite ca absorbanti UV. Aceste sustante cu greutatea moleculara mica ramin in fibrele PP si sunt considerate ca posibile substante reziduale.

2.1.1.5 Elastan (EL)Fibrele de elastan sunt constituite dintr-un elastomer ce contine cel putin 85%poliuretan

(PU). Pentru productia de fibre (filare uscata) polimerul este dizolvat in dimetilacetamida. Reziduuri ale acestui solvent ramin in fibra (<1% din greutatea fibrei) si se regasesc in apa reziduala procesului de pregatire.

Pentru a reduce adezivitatea ridicata si pentru a inzestra fibrele cu propritai de alunecare sunt adaugati agenti de prelucrare pina la 6-7%din greutatea fibrei. Acesti agenti ajutatori contin in proportie de 95% uleiuri siliconate si 5% surfactanti. Procentul ridicat de ulei de silicon afecteza mediul inconjurator in timpul etapei pregatitoare a materialului textil, cind aceste substante vor fi inlaturate.

2.1.1.6 Viscoza (CV)Substanta de plecare este celuloza extrasa din cheresteaua din lemn de conifere si care

este livrata fabricilor de fibre sub forma de foi de 1 cm grosime. Lemnul contine aproximativ 40-50% celuloza care poate fi utilizata pentru obtinerea viscozei. Mai intii celuloza este introdusa intr-o solutie de NaOH. Fulgii albi rezultati sunt apoi tratati cu carbon disulfit pina cind se formeaza celuloza sodica xantogenata. Xantogenatul este solubil in solutie de hidroxid de sodiu iar solutia formata (pasta de lemn) este numita viscoza. Pasta trebuie apoi filata. Filarea consta in coagularea solutiei xantogenate la iesirea din filator intr-o baie de acid, continind acid sulfuric, sulfat de sodiu si sulfat de zinc.

2.1.1.7 Cupro (CU)Celuloza poate fi deasemenea dizolvata in solutie apoasa de amoniac si sulfat de cupru.

Fibrele cupro sunt obtinute prin filare umeda.

42

2.1.1.8 Fibrele AcetatMolecula de celuloza contine 3 grupari alcool. Cind 2 pina la 2.5 din cele trei grupari sunt

esterificate cu acid acetic, polimerul obtinut este numit diacetat. Cind toate cele trei grupari alcool sunt esterificate atunci polimerul obtinut este numit triacetat. Fibrele acetat contin mai putin de 92% de acetat de celuloza, dar cel putin 74%din gruparile hidroxil trebuie sa fie acetilate.

2.1.1.9 LinaLina este un par animal de pe corpul oilor. Parul este in mod normal tuns odata pe an iar

citeodata de doua ori pe an iar calitatea si cantitatea variaza larg in functie de rasa si mediu de viata. Lina este membra a grupului de proteine cunoscute sub numele de cheratina, din care mai fac parte si coarnele sau unghiile, etc.

In afara fibrelor de lina, lina mai contine: Impuritati naturale: - grasimea din lina 2-25% din greutatea linii murdare

- transpiratie uscata 2-12% din greutatea linii murdare- murdarie 5-45% din greutatea linii murdare

Reziduuri de insecticide, acaricide sau limitatori ai cresterii insectelor folositi ca medicamente veterinare pentru a proteja oaia de ectoparaziti precum paduchi, musculite, capuse, etc.Procentele mai sus mentionate pot varia semnificativ in functie de originea linii. De

exemplu, lina fina a oilor merinos, folosita in special pentru imbracaminte contine in mod normal 13% grasime, in timp ce lina obisnuita folosita pentru covoare contine in medie 5% grasime.

Continutul de fibre curate din lina neprelucrata variaza intre 60 si 80% dar poate atinge si extreme de 40 pina la 90%.

Grasimea din lina este insolubila in apa, dar este solubila in solventi neutrii cum ar fi diclormetan sau hexan. Rafinarea grasimii din lina da nastere unui produs secundar valoros.

Transpiratia uscata este o substanta solubila in apa care rezulta din secretia glandelor sudorale din piele. Este solubila in agenti polari precum apa sau alcoolul.

Mizeria cuprinde o varietate de substante cum ar fi nisip, lut, praf, materii organice si minerale.

Insecticidele impotriva ectoparazitilor au implicatii importante in scaderea cantitatii de reziduuri rezultate in urma spalarii linii. Substantele chimice cunoscute ca fiind prezente in lina neprelucrata cuprind:

Insecticide organoclorurate (Ocs): - γ-Hexaclorociclohexan (Lindan)- Dieldrin- DDT

Insecticide organofosforice (Ops): -Diazinon -Propetamphos-Clorfenvinphos-Clorpyriphos-Diclorfention

Insecticide sintetice tip pyrethroid (SPs):-Cypermethrin-Deltamethrin-Fenvalerate-Flumethrin

43

-Cyhalothrin Inhibitori ai cresterii insectelor (IGRs): -Cyromazine

-Dicyclanil-Diflubenzuron-Triflumuron

Organocloruratele sunt riscante datorita persistentei lor si a bioacumularii. Este astfel probabil ca ele sa aiba efect pe termen lung (atit in ceea ce priveste distanta fata de sursa cit si durata de timp dupa utilizare). γ-Hexaclorociclohexanul (cunoscut si ca Lindan) este cel mai toxic (si deasemenea cel mai activ pesticid) dintre izomerii hexaclorociclohexanului (α si β -HCH). Produsul nerafinat contine atit izomeri α si β, izomerul β fiind cel mai persistent. Lindanul si compusii DDT sunt cele mai studiate substante cu capacitate dovedita de afectare a sistemului endocrin.

Insecticide sintetice tip pyrethroid au o toxicitate crescuta asupra apei (concentratia predictiva fara efect pentru Cypermethrin este estimata la 0.0001microg/l in timp ce valoarea corespondenta pentru Diazinon si Propetamphos (Ops) este 0.01microg/l). Insecticidele organofosforice au o toxicitate asupra apei mai mica decit insecticidele sintetice si persista mai putin decit cele organoclorurate. Cu toate acestea ele au o toxicitate crescuta asupra omului.

Toate marile tari crescatoare de oi au interzis utilizarea pesticidelor organoclorurate pentru tratarea oilor, dar exista doezi ca lina ce provine din fostele state sovietice si din America de Sud contin Lindan in concentratii detevtabile. Aceasta ar sugera ca pasunile sunt inalt contaminate sau ca acesti compusi continua sa fie utilizati ocazional pentru tratarea oilor impotriva ectoparazitilor.

Lina din majoritatea tarilor crescatoare de oi contine reziduuri ale medicamentelor folosite in mod legal in tratamentul oilor pentru controlul infestarii cu paduchi, capuse si musculite. Concentratia acestor substante in lina variaza in functie de limitele din fiecare tara.

Producatorii de produse textile pot consulta o baza de date cu informatii referitoare la cantitatea de OC, OP si SP din lina provenita din tarile mari producatoare. Enco administreaza o astfel de baza de date. Producatorii pot folosi aceste date pentru a evita procesarea linii din surse suspecte. Sistemul asigura un beneficiu imediat producatorilor care achizitioneaza si prelucreaza lina din surse cunoscute. Procesatorii de fibre destramate sau fire pot fi neinformati asupra originii linii din care s-au produs firele/fibrele pe care urmeaza sa le proceseze si astfel aceasta metoda de selectie a surselor sigure este mai putin eficienta in acest caz.

Mai multe informatii in ceea ce priveste insecticidele se gasesc in sectiunea 2.3.1 unde este discutat procesul de curatare al linii

2.1.1.10 MataseaMatasea reprezinta doar 0.2% din productia totala de fibre. Cu toate acestea, matasea

este foarte importanta pentru anumite articole precum camasile, jachetele sau esarfele de dama.

Matasea provine de la viermii de matase care tes un cocon in jurul lor. Este o fibra de natura proteica ca si lina si este singura fibra naturala filata care se foloseste cu succes in industria textila.(lungimea firului este cuprinsa intre 700 si 1500m)

Fibra de matase este compusa din filamente invelite cu sericina (guma de matase), care trebuie sa fie indepartata in timpul etapei de pregatire.

44

2.1.1.11 Bumbacul si InulFibra de bumbac este alcatuita in principal din celuloza si alte citeva componente, asa cum

indica tabelul.In cultura bumbacului se pot utiliza substante ca pesticide, ierbicide si efoliante, acetea

persistind ca reziduu in bumbacul ce ajunge la tesatorii. Totusi exista putine preocupari in industria textila (problema este mai mare cu fibrele de origine animala), De fapt, testele efectuate asupra bumbacului din diverse zone ale lumii, efectuate intre 1991 si 1993, au raportat nivele ale pesticidelor mai mici decit valoarea minima pentru produse alimentare.

Alte surse au raportat ca acum citiva ani in urma au fost gasiti baloti de bumbac contaminati cu pentaclorfenol din utilizarea acestuia nu ca agent defoliant ci ca fungicid in timpul etapei de transport a bumbacului.

Inul este o fibra libera. Multi factori economiciau contribuit la diminuarea importantei acestei fibre. Cu toate acestea inul ramine o fibra nobila cu o gama larga de aplicabilitate.

2.1.2 Substante Chimice si AjutatoareIndustria textila utilizeaza un numar impresionant de pigmenti si vopsele organice si

sustante ajutatoare. In aceasta lucrare categoria aceasta de substante va fi impartita in urmatoarele categorii:

- Vopsele si pigmenti;- Substante chimice elementare care includ toate substantele chimice anorganice, agenti organici de reducere si oxidare cit si acizi organici alifatici;- Sustante ajutatoare, care cuprind totalitatea aditivilor textili, in principal produsi organici cu exceptia agentilor organici de reducere si oxidare si acizilor organici alifatici. Aceste substante denumite si “specialitati”sunt combinate in formule brevetate a caror compozitie nu este pe deplin dezvaluita.Pentru a avea o idee despre varietatea produsilor aflati pe piata (in special aditivii), merita

de specificat ca in “Ghidul cumparatorilor de aditivi textili 2000” se gasesc mai mult de 7000 de produse comerciale ce au la baza 400-600 de substante active. Clasificarea acestora se realizeaza dupa nomenclatura TEGEWA in functie de utilizarea lor in procesul de fabricatie, desi natura chimica a acestor produsi este mult prea diversa pentru a fi grupati intr-o singura categorie.

Din considerente practice, informatiile privint colorantii si aditivii textili sunt prezentate in aceasta lucrare in anexe separate (vezi sectiunile 8 si 9)

2.1.3 Manipularea si Depozitarea MaterialelorMateriile prime elementare sosesc sub forma de baloti presati care se pastreaza in

depozite acoperite, unde se pot pastra deasemenea si produsele finite, luind apoi calea spre consumatori.

Substantele chimice elementare, acizii, bazele cit si cele ajutatoare se pastreaza in mod normal in zone speciale de depozitare. Containerele voluminoase se pot plasa in aer liber. Materialele valoroase sau sensibile la umezeala si conditii de mediu sunt de obicei transferate direct in zonele de preparare (“bucatariile de culori”) unde vor fi utilizate.

Anumiti coloranti organici sintetici sunt considerati cu potential risc toxic. De aceea “bucatariile de culori” sunt echipate cu sisteme de filtrare pentru a impiedica cresterea nivelului pulberilor si vaporilor in zona de lucru, inn timpul utiliarii acestor substante.

45

Vopselele, colorantii, substantele chimice elementare si cele ajutatoare sunt cintarite fie sub forma de pulbere fie solutii de diverse concentratii. Aceasta operartie se poate efectua manual sau cu ajutorul unor echipamente automate de cintarire.

Cantitatea optima de produs trebuie in general sa fie dispersata, diluata sau amestecata inainte de a fi utilizata in procesul de finisare. In industria textila exista o gama larga de metode tehnologice, plecind de la sisteme complet manuale pina la unele automatizate in totalitate. In cazul sistemelor manuale substanta chimica preparata este adaugata direct in masina sau intr-un container de depozitare situat in imediata apropiere, de unde este apoi pompata in masina. In cadrul companiilor mari exista o statie centrala de preparare a substantelor chimice, de unde sunt apoi trimise, printr-o retea de tevi, diverselor utilaje din ciclu de fabricatie. Adaugarea cantitatilor necesare de substante chimice si aditivi se face automat in functie de programul predeterminat. (mai multe detalii despre dozare si sisteme de preparare se gasesc in sectiunea 4.1.3)

2.2 Productia de Fibre: fibre artificialeFibrele artificiale ies din masinile de extrudare sub forma de filamente continue. Aceste

filamente pot fi apoi :- utilizate direct (urmind apoi modelarea suplimentare sau teserea)- taiate la lungime standard si apoi filate prin metode asemanatoare cu cele folosite pentru lina sau bumbac (vezi sectiunea 2.4).Pentru producerea filamentelor continue se folosesc trei metode principale:- filare din topitura- filare uscata- filare umedaFilarea din topitura: Polimerul este topit intr-o masina de topire si extrudare. Lichidul este

fortat sub presiune prin orificiul de filare si este racit cu ajutorul unui jet de aer pentru a se forma un filament. La capatul orificiului de toarcere are loc procesul de filare finala. Acest procedeu se poate aplica fibrelor termoplastice precum cele poliesterice, poliamidice, ppolipropilenice si fibrelor de sticla.

Filarea uscata: Polimerul este dizolvat intr-un solvent. Polimerul dizolvat este impins prin presiune printr-un orificiuintr-o camera cu aer fierbinte sau gaz unde solventul se evapora si se formeaza filamentul. Acest filament este mai departe supus unui proces de filare. Procedeul de toarcere uscata este in special folosit pentru acetat, triacetat si poliacrilonitril.

Filarea umeda: Polimerul este diluat in solutie. Solutia este fortata prin presiune printr-un orificiu intr-o baie de lichid in care polimerul este insolubil. Pe masura ce solventul (solubil) este indepartat, se formeaza fibra. Solventul poate fi indepartat prin extractia acestuia sau prin intermediul unor reactii chimice intre solutia de polimer si un agent din baia de lichid. Solventul rezidual poate fi extras apoi printr-o simpla spalare. Dupa ce fibra este formata si solventul indepartat se poate aplica filarea. Filarea umeda este produce viscoza si fibre acrilice.

Procedeul ce urmeaza procesului de filare primara variaza in functie de produsul final si de fibra ce urmeaza a fi procesata. In acest stadiu se pot identifica doua secventa de prelucrare:1. Prelucrarea pentru fabricarea de filamente continue plane sau texturate2. Prelucrarea pentru fabricarea fibrelor chimice taiate standardFigura 2.2: Secventele simplificate de prelucrare pentru producerea filasmentelor continue

si a fibrelor chimice taiate.

46

Asa cum arata diagrama de mai sus, agentii de prelucrare pot fi utilizati in etape diferite ale fabricarii fibrelor artificiale. Utilizarea agentilor de prelucrare in filarea primara este urmata de obicei de utilizarea ulterioara in timpul etapei de filare secundara, cind este produs firul, incluzind operatii ca bobinare, rasucire, urzire, etc.

Este necesar ca agentii de prelucrare sa fie inlaturati pentru a fi asigurata penetrarea uniforma a vopselei si a agentilor de finisare, ca si pentru a se evita reactionarea sau precipitarea colorantilor cu acestia. Datorita continutului inalt organic al acestora cit si datorita biodegrabilitatii lor scazute , in cele mai multe cazuri, aceste substante sunt responsabile pentru poluarea apei reziduale si pentru emisiile in aer din timpul etapelor ulterioare de pregatire. Relevant in aceasta privinta este in mod special, producerea filamentelor continue destinate tesaturilor tricotate si obtinerii de fibre elastomerice, deoarece in acest caz cantitatea de agenti de prelucrare este mai mare.

Cantitatea de agenti de prelucrare utilizati variaza in functie de tipul de fibra (PES, PA, etc.) si de modul de prezentare (filamente continue plane sau texturate, fibre standard). Informatii despre structura chimica a agentilor de prelucrare si despre cantitatea folosita sunt oferite in sectiunea 8.2.

2.3 Prelucrarea Fibrelor: fibre naturale2.3.1 LinaLina este de obicei intinsa si scuturata de praf inainte de a fi adusa la curatat. Acesta este

un procedeu mecanic care urmareste sa scuture murdaria din lina si sa desfaca eventualele caiere, cu scopul de a imbunatatii eficienta curatarii in inlaturarea impuritatilor. Procedeul amesteca grosolan lina si produce un strat defibre potrivit pentru a fi supus curatirii. Procedeele de intindere si scuturare de praf variaza considerabil in intensitate in functie de caracterele tipului de lina ce este procesata. Procedeul produce un reziduu solid continind praf, nisip, fragmente de fibre si materii vegetale.

Scopul procedeelor de curatare a linii brute este de a inlatura impuritatile din fibra de lina si de a o face pe aceasta mai potrivita pentru procesarile ulterioare.

Aproape toate instalatiile tehnice de curatare au la baza spalarea cu apa. Curatarea cu ajutorul solventilor este mult mai putin practicata. Exista, astfel, in toata lumea doar 5 companii care degreseaza lina cu ajutorul solventilor organici.

2.3.1.1 Curatarea si spalarea cu apaUn dispozitiv conventional de curatare a linii este prezentat in Figura 2.3, Procesul este

realizat prin trecerea linii printr-o serie de 4-8 recipiente de spalare, fiecare fiind urmat de o presa de stoarcere care inlatura excesul de lichid de curatare din lina si il reda vasului de spalare. In ultimul vas este adaugata apa curata care trce printr-un sistem de contracurent din vas in vas cu descarcare finala din primul vas printr-o modalitate de scurgere controlata.

In vasele de curatare, sudoarea animala este inlaturata din vas prin dizolvare, grasimea prin emulsifiere iar impuritatile prin creearea de suspensii.

Pentru lina merinos, primul vas poate fi umplut doar cu apa curata si in acest caz, scopul lui este de a inlatura sudoarea animala hidrosolubila inainte ca lina sa intre in procesul de curatare propriu-zis (acest vas este numit in mod uzual “de-sudorare”)

Cu scopul de a obtine emulsifierea grasimii, in vasele de curatare se adauga detergent si adesea carbonat de calciu sau alte baze care se comporta ca formatori de detergenti.

47

Concentratiile detergentilor si bazelor sunt de obicei mai mari in primul vas si ele descrescin vasele urmatoare.

Detergentii utilizati de catre curatatorii sunt in principal surfactanti sintetici neionici, si anume etoxilati alcoolici si etoxilati alchilfenolici. Unele curatatorii au raportat insa utilizarea unor “detergenti solvent-dependenti”pentru petelor din caiere.

In cele din urma lina este clatita trecind-o prin vase ce contin apa curata.In instalatiile tehnice obisnuite de curatare a linii , ultimul vas din linia de curatare este

citeodata folosit pentru tratamente chimice. In acest caz, acest vas este izolat de la sistemul de contracurent si poate fi deasemenea izolat de la scurgere daca tratamentul chimic utilizeaza substante toxice pentru mediu. Cel mai frecvent tratament utilizat este albirea, si pentru aceasta se adauga in vasul de curatare peroxid si acid formic sau acetic. Printre celelalte tratamente aplicate ocazional se numara si tratarea impotriva moliilor- prin utilizarea unui insecticid sintetic piretroid si a acidului acetic sau formic- si sterilizarea (pentru parul de capra) cu ajutorul formaldehidei.

Grasimea din lina are punctul de topire in jurul temperaturii de 40ºC. Deoarece inlaturarea grasimii solide din lina cu ajutorul detergentilor este lenta si dificila, temperatura cea mai mica la care solutiile apoase de curatare sunt eficiente pentru curatarea grasimii este de 40ºC. Mai mult decit atit, detergentii neionici isi pierd destul de rapid eficienta sub 60ºC, ceea ce inseamna ca vasele de curatare si clatire opreaza in mod obisnuit la 55-70ºC.

Dupa ce trece de ultimile role de stoarcere, coeficientul de umezeala va fi de 40-60%. De aceea ea este uscata prin convectie intr-un uscator cu aer cald. Uscatorul este de obicei incalzit fie indirect prin tevi cu abur fie direct prin flacara de gaz. Caldura furnizata uscatorului poate fi controlata printr-un semnal de la un dispozitiv care masoara umiditatea aerului din uscator, economisindu-se astfel energie si evitindu-se supraincarcarea linii.

Proiectele uscatoarelor de lina si instalatiile necesare circuitului lichidelor de curatare si clatire, variaza foarte mult.Deoarece aceste utilaje au o influenta directa asupra cantitatii de apa si energie folosite, la fel ca si asupra eliminarii partiale a impuritatilor din apa reziduala, discutarea mai detaliata a lor este foarte importanta.

Noile generatii de instalatii pentru curatare, asa cum este ilustrat in Figura 2.4 au un sistem integrat pentru recuperarea grasimii si a mizeriei.

Figura 2.4: Diagrama shematica a unei linii de curatare, avind integrate sisteme de tratare a reziduurilor si a apei reziduale. [187,INTERLAINE,1999]

Impuritatile tind sa se aseze pe fundul vasului si de aceea vasele moderne de curatare au de obicei fundul modelat astfel incit noroiul sa poata fi inlaturat pe principiul gravitatiei printr-o valva. Deschiderea valvei poate fi controlata de un ceas sau se poate realiza ca urmare a unui semnal de la un senzor de turbiditate ce masoara viscozitatea suspensiei de mizerie de la fundul vasului. Lichidul scurs este directionat catre un rezervor de sedimentare a solidelor grele, unde acestea sedimenteaza datorita gravitatiei si apoi o parte din lichidul extras din vasele de curatare este reciclat si reintrodus in vasul 1. In rezervorul de sedimentare poate fi adaugat floculant pentru a ajuta separarea impuritatilor, sau o centrifuga de decantare sau un hidrociclon, metode ce sunt superioare decantarii prin gravitatie.

Pentru recuperarea grasimii, vasele de curatare moderne au un rezervor lateral in care lichidele bogate in grasime, obtinute in urma procesului de stoarcere, sunt colectate. De aici o parte din lichid poate fi pompat in vasul anterior, iar in cazul primului vas, la o prima centrifuga pentru grasime. Centrifuga separa lichidul in trei straturi. Stratul de deasupra, cunoscut si sub numele de crema, este bogat in grasime si trece la centrifugari secundare sau chiar tertiare

48

pentru o mai buna eliminare a apei, in final fiind obtinuta grasimea anhidra; stratul bazal este bogat in mizerie si este condus spre rezervorul de sedimentare a solidelor grele; stratul de la mijloc este sarac atit in grasime cit si in mizerie fata de lichidul initial, urmind a fi impartit in doua, o parte fiind reintrodusa in primul vas si cealalta parte fiind eliminata.

Unele instalatii combina lanturile de reciclare ale impuritatilor si grasimii. In aceste cazuri, lichidul de curatare poate fi colectat fie numai de la fundul vasului, sau si de la baza si din partea superioara, si trecut apoi printr-un echipament de indepartare a mizeriei apoi directionat catre centrifuga primara.

Unele curatatorii recicleaza apa de clatire (vezi Figura 2.4). Apa scursa din primul vas de clatire poate fi tratata pina la nivelul la care poate fi folosita la alimentarea ultimului vas de clatire. In mod normal aceasta se realizeaza prin inlaturarea mizeriei intr-un hidrociclon si prin procesarea apei printr-o membrana de filtrare care inlatura si alte impuritati. De obicei este necesar ca lichidele murdare care se colecteaza la baza vaselor de clatire sa fie epurate, dar aceasta nu este intotdeauna regula.

Curatarea vaselor de clatire va depinde de eficienta acestora. Unele curatatorii moderne au scurgerea vaselor de clatire controlata prin senzori de solide, dar in general vasele de clatire au pur si simplu un contor de timp care se deschide automat, indiferent de starea acestui lichid [208,Enco, 2001].

Ciclurile de inlaturare a impuritatilor si de recuperare a grasimii descrise mai sus servesc mai multor scopuri. Economisesc apa, prin reciclarea apei reziduale si se comporta ca parti integrante ale procesului de tratare a apei reziduale. Grasimea din lina recuperata poate fi vinduta, desi piata de desfacere pentru acest produs secundar a fost fluctuenta in ultimii ani. Si in cele din urma, deoarece doar la acest nivel al lantului tehnologic se elimina lichide de curatare puternic contaminate, se pot folosi valve si contoare care sa controleze rata de utilizare a apei in sectiunea de curatare a linii.

Pentru mai multe informatii despre performantele ciclurilor de inlaturare a impuritatilor si recuperare a grasimii, vezi sctiunea 3.2.1, 4.4.1, 4.4.2.

2.3.1.2 Probleme de Mediu asociate curatarii liniiAceasta sectiune discuta probleme de mediu asociate cu procesul de curatire in

intregime, incluzind tratarea apei reziduale.Principalele probleme de mediu asociate cu procesul de curatare a linii sunt ridicate de

emisiile in apa, dar reziduul solid si emisiile in aer nu trebuie uitate.

Potentialul de poluare al apeiInlaturarea impuritatilor existente in fibrele brute duce la eliminarea unei ape reziduale in

care principalii poluanti sunt:- materii organice extrem de concentrate in suspensie sau in solutie, pe linga mizeria in suspensie;- micro poluanti rezultind din medicamentele veterinare utilizate pentru a proteja oaia de paraziti externi.In apa reziduala exista de asemenea si detergenti, ceea ce contribuie la cresterea

necesitatii de oxigen (COD) in reziduu. Acest detergent este reciclat pe calea ciclurilor de recuperare a grasimii/ inlaturare a impuritatilor. Ca rezultat, o eficienta scazuta a acestui sistem de recuperare se asociaza cu cantitati crescute de detergent in reziduu. In comparatie cu necesarul de oxigen al impuritatilor, cerii, etc, detergentii pot fi considerati poluanti minori ai

49

apelor, dar nu acesta este cazul atunci cind surfactanti daunatori ca etoxilatii alchilfenol sunt utilizati pe post de detergenti. (pentru detalii mai multe despre problemele de mediu cu privire la detergenti , vezi sectiunea 8.1)

Cit despre substanta organica care provine din ceara si impuritati, corespunzator ”Stewart,1998”, COD pentru reziduuri si pentru lina bruta poate fi calculat utilizind urmatoarea ecuatie:

COD(mg/kg)=(8267 x sudoare %)+(30980 x grasime oxidata%)+(29326 x grasimea din stratul 1%)+(6454 x mizerie%)+1536

Grasimea de la suprafata este grasime neoxidata care se separa din lichidul decuratare prin centrifugare; grasimea oxidata este mai putin hidrofoba si se separa mai dificil.

Deoarece coeficientii pentru grasimea din stratul 1 si pentru grasimea oxidata sunt similari si deoarece cantitati aproape egale de grasime din stratul 1 si de grasime oxidata sunt prezente in cele mai multe tipuri de lina, se poate sa combinam cele doua tipuri de grasime din ecuatia de mai sus dupa cum urmeaza:

COD(mg/kg)=(8267 x sudoare %)+(30153 x grasime totala1%)+(6454 x mizerie%)+1536Devine astfel posibila calcularea COD pentru lina merinos si pentru oile metise- Lina merinos: sudoare = 8%, grasime = 13%, mizerie = 15%

COD = 556g/kg de lina neprelucrata- Lina metisa: : sudoare = 8%, grasime = 5%, mizerie = 15%

COD = 315g/kg de lina neprelucrataAceste substante cu depletii crescute de oxigen trebuie inlaturate din reziduu inainte ca

acesta sa fie eliminat in mediu.Compusii organohalogenati, organofosforici si biocidele sunt printre substantele prioritare

de pe lista pentru controlul emisiilor aflata sub efectul Directivei IPPC.In lumea intrega, cele mai comune pesticide impotriva ectoparazitilor utilizate pentru

tratarea oilor sunt Diazinon (OP), Propetamphos (OP), Cypermethrin (SP) si Cyromazine (IGR). Modulatorii cresteri insectelor cum sunt Dicyclanil, Diflubenzuron si Triflumuron sunt inregistrati numai in Australia si Noua Zeelanda. Organocloruratele (in special hexaclorciclohexanul) se mai pot gasi inca in lina care provine din fosta Uniune Sovietica, Orientul Mijlociu si din unele tari din America de Sud. [187, INTERLAINE, 1999] (vezi deasemenea si sectiunea 2.1.1.9)

In ceea ce priveste soarta pesticidelor atunci cind ele intra in procesul de curatire, trebuie facuta distinctia intre compusii lipofili si compusii hidrofili asa cum este si Cyromazina. Compusii lipofili – OCs, OPs, SPs- puternic asociati cu grasimea din lina sunt inlaturati odata cu aceasta in timpul curatirii (desi o fractiuna pina la 4% este retinuta de fibre si va fi eliberata in timpul proceselor uscate ulterioare din faza de finisare). Acest comportament se aplica deasemenea si Diflubenzuronului (IGR). Studii recente au demonstrat faptul ca Triflumuronul (IGR) se leaga partial cu impuritatile si partial cu grasimea. Ca rezultat, in comparatie cu alti compusi lipofili, o proportie mai mare din acest pesticid este de asteptat sa fie retinuta (in fibrele de lina, in grasime, in mizerie) si sa nu fie eliminata in reziduu apos [103, G. Savage,1998]. Dimpotriva, compusi de tipul IGR cum sunt Cyromazina si Dicyclanilul sunt destul de hidrosolubili (11g/l la 20ºC pentru Cyromazine), ceea ce inseamna ca ei nu sunt inlaturati la nivelul sistemelor de recuperare a grasimii din lina.

In sistemele de tratare a apei reziduale este inlaturata o alta fractiune din reziduurile de pesticide. Tehnicile de separare fizico-chimice inlatura reziduu biocid cu aproximativ aceeasi rata ca si grasimea sau mizeria cu care acesta este asociat. Pe de alta parte, sistemele de

50

evaporare inlaturaOC si SP in cantitati importante, dar pina la 30% din OP poate apare in condens deoarece acestea sunt volatile. Componentii hidrosolubili ca Cyromazine (IGR) nu sunt, probabil, inlaturati din reziduu decit prin tratamente de evaporare.[187,INTERLINE,1999]

In ciuda acestor tratamente, inlaturarea pesticidelor este adesea incompleta si este posibila intrarea acestora in mediu acvatic odata cu eliminarea apei reziduale. Concentratia pesticidelor in apa care primeste reziduul depinde foarte mult de circumstantele locale, si in special de cantitatea de reziduuri de curatare concentrate intr-un anumit bazin si de capacitatea posibila de diluare a apei reziduale in apa care primeste reziduul tratat.

In zonele cu o concentratie crescuta a activitatilor de curatare din Europa, exista riscul unor nivele crescute ale concentratiei pesticidelor in apele in care se deverseaza reziduurile. In acest caz, este de preferat sa fie definite limitele eliminarii pe baza modelelor de evaluare a riscului. De exemplu, in Anglia, standardele statutare de calitate ale mediului (EQS) pentru OC si standardele non-statutare pentru Op si Cypermethrina au fost clarificate. Limitele deversarilor sunt stabilite pentru fabricile de procesare in comparatie cu normele hotarite de EQS prin predictia concentratiei din mediu in functie de cantitatea de lina procesata si de sistemele caracteristice de tratare a reziduului.

Stabilirea limitelor deversarii la fabricile de curatare se realizeaza utilizind date din baza de date a Enco “Wool&Hair Pesticide” (ofera informatii in legatura cu cantitatea initiala de reziduuri in lina neprelucrata) in combinatie cu factorii mai sus mentionati de distributie in apa/grasime pentru diverse pesticide.Pentru informatii mai detaliate vezi deasemenea sectiunile2.1.1.9 si 3.2.1.

Potentialul de poluare al soluluiDoua principale “reziduuri”, grasimea si noroiul se produc ca o consecinta a activitatilor de

curatareIn functie de starea sa de oxidare, este posibil sa se recupereze intre 20-40% din

grasimea prezenta initial in lina bruta. Aceasta trebuie privita mai mult ca un produs secundar decit ca un reziduu, deoarece ea poate fi vinduta rafinariilor de lanolina pentru producerea unor produse cu o mare valoare in industria cosmetica. Totusi, nivelurile crescute de reziduuri pesticide in grasime pot reprezenta o problema pentru rafinariile de lanolinamai ales cind aceasta este utilizata pentru producerea de cosmetice sau a produselor farmaceutice pe baza de lanolina, deoarece pentru reducerea pesticidelor la nivele acceptabile trebuie utilizate tehnici mai sofisticate si deci mai scumpe. Grasimea scindata prin acizi nu are valoare pe piata si de aceea este deversata in sol.

Noroiul produs ca urmare a tratarii fizico-chimice a apei reziduale contine de asemenea si grasime, impuritati si diverse pesticide care sunt asociate puternic fie cu grasimea fie cu impuritatile. Concentratele si noroaiele rezultate in urma evaporarii sau filtrarii prin membrane pot sa contina sudoare, care este alcatuita in principal din clorura de potasiu si saruri de potasiu ale acizilor grasi. Sudoarea este un produs secundar care poate fi utilizat in agricultura.

Pentru a scapa de noroi si de concentrat pot fi urmate mai multe cai:- incinerare (cu recuperarea caldurii);- piroliza/ gazificare- producerea de caramizi- utilizarea ca ingrasaminte sau in sinteza ingrasamintelor- deversare in sol

51

Primele trei cai de eliminare a noroiului distrug materia organica din noroi, inclusiv grasimea si pesticidele. Cenusa rezultata la incinerare poate contine saruri de potasiu, derivate din sudoaresi metale grele caracteristice solului unde oaia de la care provine lina a pascut. Cenusa este deobicei deversata in sol. Caracteristicile mangalului rezultat la piroliza/ gazificare sunt necunoscute, acesta fiind deasemenea deversat in sol in majoritatea cazurilor. Prin utilizarea noroaielor rezultate din curatarea linii la producerea de caramizi nu rezulta reziduuri imediate. Aceste trei cai au probabil cel mai mic potential de poluare a solului.

Noroaiele rezultate la curatarea linii nu pot fi utilizate ca atare drept ingrasamint, ele necesitind adaugarea de materii organice bogate in carbon. Pentru aceasta s-a folosit reziduul verde din agricultura si horticultura. Producerea de ingrasaminte nu este considerata o tehnica dezvoltata indeajuns si care nu da gres, realizind degradarea doar partiala a pesticidelor prezente in noroi. Totusi, deoarece pesticidele prezente in noroi se gasesc aici datorita liposolubilitatii lor sau tendintei lor puternice de a se fixa pe solide, este putin probabil ca acestea sa devina imobile in sol si de aceea imprastierea compusilor derivati din noroaiele reziduale procesului de curatare al linii, pe terenurile agricole este putin probabil sa reprezinte un risc de luat in seama.

Deversarea in sol este cea mai simpla si adesea cea mai ieftina metoda de eliminare a noroiului. Pe termen lung insa, aceasta metoda nu este considerata a fi nici economic si nici ecologic buna. Soarta noroaielor, rezultate din curatarea linii, la nivelul solului este necunoscuta. Degradarea anaeroba a materiilor anorganice din noroi va da nastere emisiilor de metan. [187,INTERLAINE,1999]

Potentialul de poluare al aeruluiPoluarea aerului nu este o problema principala a procesului de curatare a linii. Totusi pot fi

mentionate 2 probleme.Scindarea acida la temperaturi crescute care implica incalzirea reziduului de curatare cu

acid sulfuric, a fost subiectul unor plingeri in legatura cu mirosul emana, atunci cind acest lucru s-a realizat in apropierea unor zone populate.

Incinerarea este utilizata in combinatie cu evaporarea reziduului, deoarece surplusul de caldura de la nivelul incineratorului poate fi folosit in procesul de evaporare. Incinerarea noroiului poate duce la poluarea aerului. Deoarece noroaiele contin niveluri ridicate de cloruri (din sudoare) cit si clor (din insecticide) legat de substante organice, exista posibilitatea producerii policlordibenzodioxinelor si furanilor, cind acestea sunt incinerate (incineratoarele catalitice sau cu temperaturi inalte sunt dotate azi pentru a preveni aceste emisii). Noroiul contine deasemenea si nivele relativ mari de sulf si amoniac si procesele de ardere produc prin urmare Sox si Nox. Praful si mirosul nu trebuie neglijate.

2.3.1.3 Curatarea si spalarea cu solventiExista variate procedee care folosesc unsolvent neapos pentru curatarea linii.Sistemul de curatare al linii “Wooltech”implica utilizarea tricloretilenei si nu foloseste apa in

procesul de spalare. Un plan schematic al procesului esteprezentat in Figura 2.5.Urmatoarele informatii au fost furnizate de [201,Wooltech,2001]

Vasele de spalareLina este primita inbaloti, despachetata si apoi dusa in zona de receptie. Aceasta lina este

usor desfacuta si apoi trecuta printr-o serie de vase de spalare pline cu solvent (in mod normal

52

3 sau 4) si spalata cu un contracurent de solvent. Pina la 10 kg de solvent sunt adaugate pentru producerea de 500 kg de lina curata, aceasta fiind in functie de gradul de intretinere, reglare si utilizare al utilajelor si de calitatea linii procesate.

Curatata, lina saturata cu solvent este preluata din ultimul vas de spalare si centrifugata astfel incit concentratia de solvent sa fie redusa la oproape 4 wt%. Centrifuga este considerata a fi eficienta datorita tensiunii superficiale scazute si densitatii semnificative a tricloretilenei. Lina continind o mica cantitate de solvent este dusa la un uscator unde aerul cald este folosit pentru evaporarea restului de solvent. Zona de procesare de la nivelul vaselor de spalare, centrifuga si pina la uscator este total inchisa si in interior este mentinuta o presiune usor negativa prin evacuarea aerului printr-un sistem de recuperare al vaporilor de solvent.

Solventul din primul vas de spalare este centrifugat la viteza inalta pentru inlaturarea particulelor solide si apoi reciclat inapoi in vasul 1. O parte din lichid este extras pentru inlaturarea grasimii si pentru a fi imbunatatit si reciclat.

Separarea impuritatilorImpuritatile obtinute in etapa de separare a acesteia sint trimise la un uscator incalzit

indirect, unde solventul se evapora (si este evaporat), lasind in urma un strat cald, uscat de impuritati care nu contine solvent.

Analiza pesticidelor presupuse a fi prezente in impuritati arata lipsa OC, mai putin de 1 ppm OP si mai putin de 0.1 ppm de SP. Pentru diminuarea si mai mult a acestor nivele este necesara o modificare relativ simpla de montare a unui vas mic de centrifugare a solidelor, astfel incit impuritatile, in drumul lor spre uscator, sunt spalate cu solvent proaspat. Acesta va elimina pesticidele asociate grasimii din impuritati si le va trimite inapoi la sistemul de evaporare, unde elevor fi eliminate impreuna cu stratul de grasime.

Sistemul de evaporare a solventuluiSolventul este reciclat prin variate etape de evaporare in Sistemul de Evaporare a

Solventului. Prima etapa a evaporarii este reprezentate de un evaporator cu multiple efecte, care face cea mai mare parte a muncii de recuperare a solventului. Acesta fierbe solventul uzat si il aduce de la o concentratie tipica de 2 wt% grasime pina la 20 wt% grasime (90% recuperare a solventului). Pentru a recupera cit mai mult solvent posibil din grasime, s-au gasit a fi necesare trei etape de evaporare, fiecare dintre ele la temperaturi din ce in ce mai mari si la presiuni scazind progresiv. S-a reusit astfel evaporarea practica a solventului din grasime pina la un continut <1 wt% solvent, ceea ce corespunde unei recuperari de 99.98% a solventului prin evaporare.

Unitatea de recuperare a vaporilorAlte zone unde solventul poate fi recuperat include si acelea unde vaporii parasesc stratul

de impuritati, unde aerul incarcat cu solvent paraseste uscatorul de linasi unde aerul saturat cu solvent este extras din zona vaselor de spalare/ centrifugare/uscare a linii. Fluxul combinat ce provine din aceste zone este trmis la o Unitate de Recuperare a Vaporilor. Aceasta este alcatuita dintr-un sistem de colectare primara prin racirecare este urmat de un sistem de recuperare prin adsorbtie pe carbon activat

53

Distrugerea solventuluiDupa cum am spus, sistemul de curatare al linii Wooltech nu foloseste apa in procesul de

spalare. Exista totusi un mic flux de apa si in acest sistem. Acesta se datoreaza umezelei din lina, umezelei din aer si unor intrari provenite de la echipamentul de vacuum (etuve de eliminare). Aceasta apa, cunoscuta ca apa din caier si apa din aburi, este separata de solventul curat in sectiunea de recuperare a solventului datorita gravitatiei. Desi solubilitatea solventului in aceasta apa este scazuta, aceasta este totusi saturata cu solven, care este inlaturat printr-un proces din doua etape.

In prima etapa, cea mai mare parte a micii cantitati de solvent continut in umezeala din caier si din abur, este inlaturata prin incalzirea apei si prin biciuirea ei cu jeturi de aer in unitatea de biciuire cu aer a solventului. Micul flux de solvent este recuperat prin condensarea acestuia si apoi trecerea lui prin unitatea de recuperare a vaporilor.

In cea de-a doua etapa, urmele de solvent ramase dupa biciuirea cu jet de aer, sunt indepartate printr-un procedeu cu radicali liberi, bazat pe reactia lui Fenton (o reactie redox intre fier si peroxid). Utilizind un efect fenton imbunatatit, Unitatea de distrugere a solventului rezidual este eficienta pentru eliminarea tuturor urmelor de solvent din apa prin oxidare/ dehalogenare si prin urmarea distrugerii moleculelor solventului. Solventul este desfacut in ioni de clor, CO2si H2O dupa tratarea cu peroxid. Prevazator apa este neutralizata inainte de a fi deversata. Detaliile fine ale procesului de distructie sunt confidentiale, totusi procedeele care folosesc efectul Fenton imbunatatit sunt bine stabilite.

Alta sursa de reziduuri in instalatiile tehnologice Wooltech este reprezentata de lichidele contaminaterezultate din activitatile de intretinere. Aceste lichide sunt tratate in mod similar cu procesarea apei. Primul pas al procesului de recuperare si reciclareeste recuperarea majoritatii solventului, care este realizata prin fierberea si evaporarea celei mai mari cantitati de solvent din apa. Apoi apa slab contaminata este tratata in unitatea de distructie a solventului rezidual.

Este de asteptat ca unitatea de distructie din procesul Fenton imbunatatit sa reduca substantele periculoase din apa (incluzind solventii, produsii de scindare si pesticidele hidrosolubile) pina aproape de 0. Aceasta este in conformitate cu obiectivele pe termen lung (2020) stabilite de OSPAR (protectia mediului marin) si de Directiva europeana ce prevede incadrarea apei (pentru apele de suprafata).

Emisiile in aerEmisiile de tricloretilena (TCE) din cosurile de vapori in aer vor satisface noile directive

VOC de <2 ppm folosind un fluid de spalare alcatuit din carbon activat amestecat in apa. Acest fluid va fi apoi tratat dupa cum s-a schitat mai sus, in unitatea de distructie a solventului rezidual. Trebuie notat insa ca TCE este foarte instabila si este usor descompusa

Apa auxiliara

O unitate de incalzire mica este utilizata de asemenea ca utilitate separata avind o capacitate de incalzire de aproximativ 11 Kg/h.

Calitatea apei din incalzitor este in directa relatie cu caracteristicile locale ale surselor de apa.

54

Consumul de energie

Consumul de energie in timpul procesului de curatare (care nu include tratarea emulsiilor) este de 0.243 Kwh/Kg de lina murdara. Consumul de gaz natural este de 0.79 Mj/Kg de lina murdara.

2.3.1.4 Probleme de mediu asociate curatarii linii (cu solventi organici)

Sistemul Wooltech descris mai sus utilizeaza tricloretilen(TCE) ca solvent. TCE este o substanta nebiodegradabila si persistenta (TCE este pe lista EPER). Pierderi care nu sunt luate in calcul ale acestui solvent, ce iau nastere din revarsari, reziduuri in fibre,etc., daca nu sunt tratate adecvat in scopul distructiei solventului pot conduce la emisii difuze care vor creea probleme grave de poluare a solului si a apelor freatice.

Din punctul de vedere al consumului de apa si energie, sistemul Woollen realizeaza nivele de consum mai scazute in comparatie cu un proces tipic de curatare cu ajutorul apei. O balanta mai exacta a intrarilor si iesirilor din acest proces este raportata in Sectiunea 3.2.2.

2.3.2 Bumbacul si InulBumbacul este o fibra bruta mult mai curata decit lina iar operatiile initiale la care este

supus sunt de cele mai multe ori uscate. Fibrele sunt livrate filaturilor in baloti presati. Fibrele sunt sortate in functie de grad, curatate pentru a indeparta particulele de praf si amestecate cu fibre din alti baloti pentru a imbunatati consistenta fibrei. Sortarea si curatarea sunt realizate de dispozitive cunoscute si sub denumirea de “deschizatoare”.

In ceea ce priveste inul, izolarea fibrei este realizata in etape diferite. Dupa recoltare (culegere) inul este topit (topire umeda, topire in apa, enzimatica, chimica, prin hidroliza). Topirea este un proces umed care are drept rezultat obtinerea unei ape reziduale cu un continut ridicat de COD si BOD: substantele pectinice si hemicelulozice sunt degradate in aceasta etapa. Semitorturile sunt produse prin metode mecanice ulterioare, inainte de filare.

2.3.3 MataseaPentru obtinerea matasei, viermele de matase este omorit cu aburi iar filamentul este

desfasurat direct de pe cocon. Filamentul este supus unei etape pregatitoare pentru a indeparta guma de matase si alte impuritati organice (vezi sectiunea 2.6.3)

2.4 Producerea firului torsAproape toate produsele textile de imbracaminte sint realizate din fire 100% naturale sau

100% artificiale sau amestecuri. Doar citeva produse de imbracaminte, de exemplu imbracamintea sport usoara, sunt realizate exclusiv din fire continue (desi cresterea utilizarii se datoreaza tesaturilor ce contin fire continue multiple tesute, si una sau mai multe fibre scurte).

55

Toarcerea secundara este unproces in care fibrele scurte sunt transformate in fire utilizabile in industria textila. Exista doua procese principale de filare:

- procedeul de filare al linii- procedeul de filare al bumbacului

2.4.1 Procedeul de toarcere al liniitehnica de filare a linii este utilizata pentru producerea firelor toarse de lina sau de

amestec de lina. Trebuie cunoscuta distinctia dintre procedeul “woollen”si cel de pieptanare (“worsted”). Prin filarea “worsted” se prelucreaza fire inalt calitative si mai lungi avind drept rezultat obtinerea unui fir fin folosit pentru producerea tesaturilor (postavurilor). In filarea “woollen”se proceseaza fibre mai scurte.

Prin procedeul de pieptanare (“worsted”) fibrele sunt dispuseparalel in darac si apoi sint trase si toarse. Procedeul “woollen”presupune doar cardarea si apoi filarea. Firul rezultat este apoi rasucit (daca se cere) si incele din urma pregatit pentru tratamentele urmatoare (vopsire, tesere, pislire, etc.) printr-o operatie numita bobinare.

Atit in prcedeul “woollen”cit si in “worsted”diversele fibre (fibre de lina din surse diferite, diferite tipuri de fibre sintetice) sunt combinatein timpul operatiei de amestecare. In scopul eficientizarii prelucrarii mecanice a fibrelor in etapele ulterioare, se adauga lubrifianti de filare. (in functie de procedeele utilizate)

2.4.2 procedeul de toarcere a bumbaculuitehnica de filare a bumbacului este utilizata atit pentru bumbac cit si pentru fibre sintetice.

Asa cum am amintit in sectiunea 2.3.2, fibrele de bumbac sunt mai intii supuse procesului de desfacere si curatare. Urmatoarele etape, identice pentru bumbac si fibre artificiale sunt:

- cardare- daracire- tragere- producerea semitortului- filare- rasucire- bobinare

2.4.3 Probleme de mediuAgentii de prelucrare adaugati fibrelor in timpul procesului de toarcere au implicattt

importante asupra mediului inconjurator de-a lungul etapelor ulterioare de finisare a produselor textile. Deoarece agentii ajutatori impreuna cu substantele de finisare utilizate la toarcerea primara (in cazul fibrelor artificiale taiate), trebuie indepartati in totalitate inaintea procesului de colorare, ei se gasesc fie in aerul evacuat in urma proceselor desfasurate la temperatura inalta fie in apa reziduala tehnicilor umede. In primul caz are loc poluarea aerului, in timp ce in al doilea caz are loc incarcarea organica a reziduurilor lichide finale.

Lubrifiantii de filare sunt responsabili de eliberarea de substante organice greu biodegradabile precum uleiurile minerale, dar si compusi cu risc inalt precum hidrocarburile poliaromatice, APEO si biocide.

Nivelul de poluare depinde de tipul si cantitatea de lubrifianti adaugati fibrelor in procesul de filare a linii, de exemplu, trebuie facuta o diferentiere intre tesatura rezultata din fire cardate (procedeu “woollen”) si tesatura din fire toarse pieptanate (procedeu “worsted”).Exista o

56

diferenta substantiala nu numai din punct de vedere tehnic ci si al cantitatii de lubrifianti adaugati. Aceasta este de aproximativ 5% in procedeul “woollen”si mai putin de 2% in procedeul “worsted” (aceste date sunt valabile numai pentru textile, pentru ca in procesul “woollen”pentru obtinerea de fire pentru covoare, cantitatea de lubrifianti variaza intre 1 si 1.5%.)

In ceea ce priveste fibrele sintetice (fibre taiate), cantitatea de agenti de prelucrare utilizata in etapa fabricarii firului tors este relevanta in cazul fibrelor elastomerice, unde continutul final de agenti de prelucrare (mai ales uleiuri siliconate) poate ajunge la 7% din greutatea fibrei.

Informatii suplimentare in ceea ce priveste compozitia uleiurilor de filare sunt oferite in sectiunea 8.2. Este insa dificil de analizat in detaliu aspectele legate de mediu in urma folosirii acestor substante datorita unei largi game de produse comrciale existente. Filaturile cumpara de obicei lubrifianti de la producatori; care achizitioneaza substantele chimice din industria petrochimica, pentru ca apoi sa le amestece in functie de cerintele fiecarei filaturi. Astfel este foarte dificil de identificat substantele chimice prezente in firul tors.

2.5 Productia de stofeMateriile prime pentru productia de stofe sunt firele toarse si firele continue. Aceste materii

prime pot fi convertite in :- textile tesute- textile tricotate- articole de acoperit podeaua si materiale netesuteUltimul articol acopera un numar de produse finite diferite care apartin ingeneral industrie

de covoare.

2.5.1 Textile tesute2.5.1.1 UrzireInainte de tesere, firele urzite sunt rasucite pe niste drugi, intr-un proces numit urzire. Pe

parcursul acestei operatii nu se folosesc substante ajutatoare care ar putea avea un efect negativ asupra emisiilor din procesele ulterioare de finisare.

In anumite situatii (fabrici de prelucrare a linii), firul nu este incleiat, ci este tratat cu parafina lichida.

2.5.1.2 IncleiereaPentru lubrifierea si protejarea firului in timpul procesului de tesere, dupa urzire sunt

aplicati produsi de incleiere 9sub forma de solutii apoase sau dispersii apoase). Principalii agenti de incleiere pot fi divizati in doua clase :

Agenti de incleiere bazati pe polizaharide native:- amidon- derivati de amidon precum amidon carboximetilat sau hidroxietilat- derivati de celuloza, in special carboximetilceluloza (CMC)- derivati proteici- galactomannanPolimeri sintetici 100%:- alcooli polivinilici (PVA)- poliacrilati- polivinil acetat

57

- poliesterRaportul dintre agentii de incleiere sintetici si cei nativi este variabil (aproximativ 1:3 in

Germania, 1:4 – 1:5 in Spania).Este important de retinut ca :- tipul agentului de incleiere utilizat variaza in functie de fibrele ce urmeaza a fi

procesate, de tehnica de tesere folosita si de sistemele de reciclare pentru aceste substante.

- agentul de incleiere este de obicei un amestec al substantelor mentionate mai susBumbacul necesita agenti suplimentari in formula agentilor de incleiere. Acestia sunt in

general:- reglatori ai viscozitatii: complexul format intre borax si gruparile hidroxil ale amidonului

creste viscozitatea pastei, in timpce ureea o scade. Cei mai importanti reglatori ai viscozitatii include agentii de degradare ai amidonului precum peroxidsulfat, peroxosulfat care actioneaza prin clivaj oxidativ asupra macromoleculelor.

- grasimi de incleire: sunt foarte folosite pentru a imbunatati caracteristicile urzirii. Substantele potrivite includ grasimi si uleiuri sulfatate si mixturi de esteri ai acizilor grasi cu emulsificatori neutrii si anionici.

- agenti antistatici (in principal bazati pe eteri ai poliglicolului)- agenti de umezire: alcooli grasi, eteri ai poliglicolului cu un grad sczut de etoxilare- agenti antispumanti: adaugarea lor este necesara adesea cind agentii de incleiere tind

sa produca spuma (PVA) sau daca sunt adaugati agenti de umezire. Produsele utilizate in acest scop se bazeaza pe uleiuri de parafina, esteri fosforici, esteri ai acizilor grasi sau uleiuri siliconate.

- conservanti: pentru agentii de incleiere de natura alcoolica care sunt pastrati pe perioade lungi de timp si care contin componente degradabile precum amidonul si derivatii de amidon; fungicide sau/si bactericide se pot adauga astfel de substante. Conservantii uzuali include: formaldehida, derivati fenolici, compusi heterociclici de tipul izotiazolinei

Agentii de incleiere utilizati pentru fibrele sintetice (poliacrilati, poliesteri) nu contin acesti agenti suplimentari, cu exceptia conservantilor care se folosesc impotriva bacteriilor ce pot fi implicate cind se folosesc procedee umede.

Agentii de incleiere sunt introdusi in tesatorii, dar trebuie inladurati in final in timpul unei operatii speciale, descleiere. Descleierea are drept rezultat concentratii ridicate de agenti in apele reziduale. In cazul tesaturilor, agentii de incleiere pot reprezenta 30 pina la 70% din incarcatura totala de COD din apa reziduala. Procentul mai mic apare in finisarea tesaturior constituite in special din fire continue plate iar cel mai mare pentru fibrele taiate, in special pentru bumbac si in cazul folosirii agentilor de incleiere nativi. De aceea este important sa fie cunoscute valorile COD ale acestor substante cit si caracteristicile lor in ceea ce priveste biodegrabilitatea si bioeliminarea. Trebuie remarcat faptul ca anumite componente ale acestor produse ajutatoare (de exemplu conservantii) influenteaza biodegrabilitatea si toxicitatea asupra apei a emisiilor rezultate (toxicitatea si biodegrabilitatea nu pot fi determinate folosind doar masurarea COD).

Sectiunea 8.3 ofera mai multe informatii referitoare la:- caracteristicile substantelor chimice utilizate in mod curent ca agenti de incleiere si

valorile specifice ale COD si BOD5- cantitatile necesare diverselor fibre

58

2.5.1.3 TesereaTeserea este un proces proces prin care firele sunt asamblate impreuna intr-un razboi de

tesut, obtinindu-se o tesatura. Acest proces necesita doar electricitate. Lubrifianti si uleiuri sunt utilizate pentru ungerea razboiului, dar in situatii particulare ele pot murdari tesaturile

2.5.2 Textile tricotate2.5.2.1 CeruireaFirul tors, special produs pentru industria de tricotaje, este lubrifiat sau ceruit (in general cu

ceara de parafina) pentru a permite procesului de trcotare sa se desfasoare la o viteza inalta si pentru a proteja firul destresuri mecanice. Ceruirea poate fi efectuata in timpul rasucirii firului pe o bobina, caz in care procesul este denumit “pregatirea pentru tricotare”

2.5.2.2 Tricotarea Ca si teserea , tricotarea este un proces mecanic ce presupune innodarea firelor laolalta

cu o serie de ace. Uleiurile minerale sunt larg folosite pentru a lubrifia acele si alte componente ale masinii de tricotat. Cantitatea de ulei folosita depinde de tehnologia existenta si de viteza de tricotat. Valorile medii se situeaza intre 4 si 8% din greutatea tesaturii (cind se folosesc uleiuri minerale, cantitatea ajunge pina la 10%)

Uleiul si ceara care ramin in tesatura finala vor fi spalate in timpul tehnicilor de finisare. Contributia lor la poluarea rezultata din fabricile de textile poate fi semnificativa.

Informatii suplimentare despre uleiurile folosite in procesul de tricotare se gasesc in sectiunea 8.2.5.

2.5.3 Textilele de acoperit podeauaTextile de pardoseala, este un termen colectiv utilizat pentru articolele ce au o suprafata

utilizabila din material textil. Aceasta clasa particulara de materiale poate fi descrisa schematic ca fiind compusa din mai multe straturi:

- un strat de sustinere, care este facut in special din benzi de tesatura polipropilenica (75%), impletituri de PP sau PES (16%respectiv 8%) si mai rar tesaturi de iuta (1%).

- un strat scamosat (plusat) numit si suprafata fibrelor, care poate fi facut la fel de bine din fibre continue sau taiate. (mai ales fibre de polipropilena, poliamida, poliester, lina acrilice)

- un pre-strat de acoperire, care este specific colvoarelor intertesute (tip persan) si a carui functie este de a ancora suprafetele din fibra de stratul de sustinere. Acest strat este realizat din cauciuc artificial sau dintr-o dispersie artificiala bazata pe un cauciuc de latex carbixilat.

- un strat de acoperire , este un strat suplimentar aplicat pe spatele covorului. Acesta poate fi sub forma de spuma sau de origine textila. Rolul acestui ultim strat este complex. In principal rolul este de a intarii adeziunea fibrelor, de a pastradimensiunile si forma covorului, si de a conferi covorului proprietati ca elasticitate, izolare termica, impiedicarea alunecarii si chiar incetinirea arderii. (tehnicile de acoperire ale covoarelor sunt descrise in sectiunea 2.11)

Acestea sunt informatii de ordin geberal. De fapt caracteristicile produselor finale si tehnicile folosite in fabricare pot varia considerabil. Principalele modalitati de fabricare a covoarelor sunt: teserea, intertesereasi covoare netesute (alte metode sunt trcotarea,

59

innodarea, etc). Cea mai buna metoda de descriere a acestor tehnici este probabil descrierea diferitelor tipuri de covoare.

2.5.3.1 Covoarele intertesute, tip persan (tufted)Asa cum este prezentat in figura de mai jos, covoarele intertesute sunt realizate din

urmatoarele componente:- Stratul scamosat, care poate fi facut fie din fire taiate (PA, PP, PES, PAC, lina si

bumbac) sau fire continue sintetice- Stratul de sustinere- Pre-stratul de invelire- Stratul de invelire de pe spatele covorului (care poate fi realizat din material textil sau

din spuma)Prin acest proces, fata scamosata este realizata prin inserarea cu ajutorul unor ace a

firelor, intr-un material de sustinere tesut sau netesut care este de natura polipropilenica, poliesterica, iuta. In timpul unor etape ulterioare, partea inferioara a firelor este ancorata pe dosul covorului prin aplicarea unui invelis.

Diversele echipamente, permit realizarea a diferite structuri tridimensionale ale stratului scamosat, cit si d modele divese de covoare (fire in bucla la acelasi nivel, fibre in bucla la nivele diferite, fire in bucla si fire taiate, catifea, velur)

2.5.3.2 Covoare netesuteFigura 2.9 arata procesul de fabricare pentru acest tip de covoare. Fibrele se intind in zig-

zag unele peste altele si sunt presate cu ace. Aceasta compresie este fixata cu agenti de lipire. Covoarele netesute pot avea unul sau mai multe straturi cu sau fara un strat de sustinere. Pe spate le pot fi aplicate diverse tipuri de straturi (textile, spuma). Pentru mentinerea adeziunii dintre fibre, substratul pe care au actionat acele va fi supus unor tratamente ulterioare chimice si termice.

Aproape toate fibrele pot fi utilizate la fabricarea acestui tip de covor, totusi fibrele artificiale sunt cele mai folosite (PA, PP, PES, PAC, lina, iuta, viscoza)

2.5.3.3 Covoare tesuteProcesul de fabricare al covoarelor tesute este asemanator procesului de fabricare al

oricarei tesaturi. Avind in vedere ca se folosesc fire groase la fabricarea covoarelor tesute, urzeala nu este supusa agentilor de incleiere. O schema a proceselor de fabricare a carpetelor tesute este oferita in Figura 2.10.

Ca si regula, covoarelor tesute le este aplicat pe spate un strat invelitor. In cazuri rare se aplica straturi aditionale grele (PVC sau bitumen).

2.5.4 Textile netesuteTextilele fabricate fara o etapa intermediara de prelucrare a firulu, se numesc textile

netesute. Utilizarea acestor textile este larga, de la haine, filtre, geo-textile si alte textile tehnice la cirpe de vase, etc.

In procesul de fabricare al acestor textile, singurul impact asupra mediului este datorat emisiei de gaze in timpul etapelor termice si chimice. Compusii volatili au originea in monomerii din fibre (in special caprolactam), monomerii din polimerii inlantuiti, etc.

60

2.6 Etapa de tratare prealabila (tratament pregatitor)Tratamentul pregatitor ar trebui sa asigure:- indepartarea materialelor straine de pe fibrecu scopul de a imbunatati uniformitatea,

caracteristicile hidrofilice si afinitatea acestora pentru coloranti si substante de finisare.- cresterea capacitatii de absorbtie uniforma a vopselelor- scaderea tensiunilor din fibrele sintetice (fara aceasta relaxare a tensiunii pot apare

neregularitati si instabilitati ale dimensiunii fibrelor)Situarea acestei etape pregatitoare in lantul de productie este in strinsa legatura cu

situarea etapei de vopsire in acest lant. Este important ca pregatirea sa fie etapa ce precede vopsirea si imprimarea.

Procedeele si tehnicile de pregatire depind de:- tipul fibrei ce urmeaza a fi tratata: pentru bunurile ce urmeaza a fi realizate din fibre

naturale ca lina, bumbac, matase si in problemele tehnice sunt mai dificile decit cele pentru fibre artificiale si sintetice. Fibrele naturale sunt insotite de o cantitate mai mare de substante ce pot interactiona in cadrul procesarilor ulterioare. Fibrele artificiale, in schimb, contin doar agenti de prelucrare, agenti sintetici hidrosolubili de incleiere si ungere.

- forma de prezentare a fibrei (cilti, fire toarse, tesaturi sau tricotaje)- cantitatea de material ce urmeaza a fi tratata (de exemplu, metodele continue sunt mai

eficiente, dar sunt economic viabile doar pentru capacitati crescute de productie).Operatiile de pregatire se desfasoara adeseori in aceleasi echipamente unde se si

vopseste (materialul este adesea pregatit in acelasi utilaj unde este apoi vopsit). Pentru facilitarea parcurgerii acestui subcapito, echipamentele care nu sunt specifice unui tratament dat sunt descrise in anexe separate.

2.6.1 Pregatirea fibrelor celulozice si a bumbacului2.6.1.1 Principalele procedee tehnologiceEtapa de pregatire a bumbacului include diverse operatii umede si anume:- pirlire,- descleiere,- curatire,- mercerizare (si caustificare),- albire.Citeva din aceste etape sunt obligatorii doar pentru anumite fibre (descleierea este

realizata numai pentru tesaturi)Mai mult, unele din aceste tratamentesunt adeseori combinate intr-o singura etapa cu

scopul de a scadea timpul si spatiul de productie pe cit este posibil. Totusi , din motive practice ele vor fi descrise separat, lasind la o parte discutiile despre posibilele secvente de procesare pentru anumite fibre sectiunilor urmatoare.

PirlireaPirlirea poate fi aplicata atit fibrelor cit si tesaturilor, dar este mai frecvent aplicata

tesaturilor, in special pe materialele din bumbac/PES si bumbac/PA. Capetele fibrelor proemina la suprafata tesaturilor, afectind aspectul estetic si producind

un efect de “inghetare” in urma vopsirii. De aceea este necesara indepartarea fibrelor proeminente prin trecerea tesaturii printr-o flacara de gaz si apoi imediat intr-o baie de racire

61

pentru a stinge scinteile si a raci tesatura. Baia de racire contine adesea solutii de descleiere, caz in care aceasta etapa combina operatiile de pirlire si descleiere.

Inainte de pirlire, tesatura este cardata sub aspiratie pentru a elimina fibrele si mizeria ramasa.

Pirlirea nu are nici un efect asupra reziduurilor, fiind necesara doar apa pentru racire. In timpul pirlirii s-au observat mirosuri relativ puternice si emisii de praf si compusi organici. Substantele odorizante pot fi distruse prin tehnici de oxidare catalitica. (vezi sectiunea 4.10.9)

Descleierea Descleierea are drept scop eliminarea agentilor de incleiere care au fost aplicati in cursul

procesului de urzire (vezi sectiunea 2.5.1.2) si este de obicei prima operatie umeda de finisare realizata in tesatorii.

Tehnicile diferain functie de tipul agentilor ce trebuie indepartati.Tehnicile actuale aplicate pot fi impartite dupa cum urmeaza:1. metode de indepartare a agentilor pe baza de amidon (agenti insolubili in apa)2. metode de indepartare a agentilor hidrosolubili3. metode de indepartare a agentilor insolubili si hidrosolubili

1 Tehnici pentru indepartarea agentilor pe baza de amidonSubstantele de incleiere pe bazade amidon sunt dificil indepartate si necesita actiunea

unei enzime (degradare catalitica) sau a altor compusi chimici pentru a le converti in substante ce pot fi spalate. Aceasta degradare chimica este in general realizata fie prin metode enzimatice sau catalitice.

Descleiere enzimatica este cea mai folosita metoda pentru indepartarea amidonului, amilaza fiind potrivita pentru acest scop. Avantajul folosirii enzimelor este acela ca amidonul este clivat fara a afecte fibrele de celuloza

In scopul reducerii numarului de pasi in etapa pregatitoare se poate combina aceasta etapa cu cea de albire la rece intr-un singur pas. In acest caz procesul este numit descleiere oxidativa. Tesatura este introdusa intr-o baie cu peroxid de hidrogen si soda caustica impreuna cu stabilizatori ai peroxidului si diversi alti compusi. Persulfatul este de obicei adaugat acestei solutii.

Datorita actiunii NaOH, acest tratament, in afara de descleiere si albire serveste si ca un tratament de pre-curatire. Mai mult, degradarea oxidativa este in mod particular utila cind materialul textil contine fungicide sau cind incleietorul este dificil de degradat. Totusi, deoarece amidonul are o structura asemanatoare celulozei, oxidarea chimica daca nu este atent controlata poate afecta fibra.

Acest proces este in mod normal desfasurat in serie, dar se pot aplica si procedee discontinue (jigger) si continue. In cazul descleierii enzimatice, procedeul continuu este aplicat doar pentru cantitati mari si utilizind enzime care sa reziste acestei tehnici. Dupa desfasurarea timpului de reactie tesatura este spalata in apa fierbinte (95ºC).

2 Tehnici pentru indepartarea agentilor hidrosolubiliIndepartarea agentilor hidrosolubili precum PVA, CMC si poliacrilati, presupune teoretic

doar spalare in apa fierbinte si carbonat de sodiu. Totusi eficienta spalarii poate fi crescuta prin:

62

- adaugarea de aditivi potriviti (agenti de umezire) in solutia de descleiere (cu anumite restrictii in cazul recuperarii incleietorilor)

- asigurarea unui timp suficient de imrsie in solutia de extragere- spalarea meticuloasa cu apa fierbinte pentru a indeparta agenti isolubilizatiIn aceasta situatie procesul se desfasoara in masinile obisnuite de spalat. Spalarea

continua este adesea folosita, dar citeodata timpul de tratare pote fi mult prea scurt pentru a permite intotalitate descleierea. Procedee discontinue sau in serie se folosesc pentru a prelungi timpul de contact.

3 Tehnici pentru indepartarea agentilor hidrosolubili si pe insolubiliDegradarea oxidativa descrisa mai sus este aplicabila nu numai pentru agentii insolubili,

cit si pentru cei hidrosolubili. Aceasta metoda este in particulr utila pentru finisarea textilelor ce contin diferite tipuri de tesaturi si astfel diversi agenti de incleiere. (vezi sectiunea 4.5.2)

MercerizareMercerizarea este efectuata cu scopul imbunatatirii rezistentei la tensiune, mentinerii

stabilitatii dimensionale si lustruirii bumbacului. Pe deasupra se obtine si o imbunatatire a absorbtiei vopselei (o reducere cu 30-50% a consumului de vopsele poate fi realizata multumita cresterii nivelului de saturare)

Mercerizarea se poate aplica firelor, tesaturilor trcotate sau tesute, prin unul din urmatoarele tratamente diferite:

- mercerizare cu tensiune- caustificare- mercerizare cu amoniac

Mercerizare cu tensiuneCea mai comuna tehnica de mercerizare este cea cu soda caustica (nu se aplica la in).

Bimbacul este tratat sub tensiune intr-o solutie de soda caustica concentrata (270-300g NaOH/l ceea ce inseamna 170-350gNaOH/kg) pentru aproximativ 40–50 de secunde.

In timpul mercerizarii temperatura este fixata la valori coborite (5-18ºC) cind se urmareste si obtinerea de luciu, si la valori mai ridicate cind este preferata imbunatatirea altor caracteristici. Datorita faptului ca reactia sodei caustice cu celuloza este exoterma, sunt utilizate sisteme de racire pentru a mentine o temperatura scazuta in baia cu solutii.

In afara metodei conventionale la rece, un procedeu de mercerizare la cald este aplicat din ce in ce mai mult. Materialul este scufundat intr-o solutie de soda caustica aflata in apropierea temperaturii de fierbere. Dupa o intindere la cald, tesatura este racita la temperatura ambientala si spalata sub tensiune.

Pentru a asigura omogenitate in penetrare de catre solutia de tratare,mai ales cind se lucreaza la temperatura mediului, sunt necesari agenti de umezire. Sulfonatii combinati cu surfactanti neutrii si esteri fosforici sunt cel mai frecvent utilizati.

CaustificareIn acest proces materialul este tratat la 20-30ºC cu soda caustica in concentratii scazute

(145-190g/l) fara a aplica o forta de tensiune. Materialului ii este permis astfel sa se stringa , imbunatatind calitatea vopsirii.

63

Mercerizare cu amoniacFibrele toarse de bumbac si tesaturile pot fi tratate cu solutie anhidra de amoniac ca o

alternativa la soda caustica. Se obtin efecte similare cu procedeele anterior expus, desi gradul de lustruire este inferior celui obtinut prin mercerizare cu soda caustica. Urmele de amoniac trebuie sa fie inlaturate, preferabil prin tratamente termice uscate urmate de vaporizare.

Aceasta metoda nu este larg utilizata, in Europa, existind doar citeva locuri unde se foloseste aceasta metoda.

Doua exemple de utilaje de mercerizare pentru tesaturi impletite (Figura 2.11) si pentru tesaturi tricotate (Figura 2.12) sunt prezentate mai jos

CuratireCuratirea urmareste extragerea impuritatilor prezente in fibrele brute sau extragerea ei in

stadii mai avansate ca:- pectine- grasimi si ceara- proteine- substante anorganice precum saruri de metale alcaline, fosfat de calciu si magneziu,

oxizi de aluminiu si fier- incleiere, cind curatirea precede etapa de extragere a acestora- agenti reziduali si produsi de degradare (cind curatirea are loc asupra tesaturilor

impletite, dupa descleiere)Curatirea poate fi realizata ca o etpa separata sau in combinare cu alte tratamente (de

obicei descleiere sau albire) asupra tuturor tipurilor de substraturi: tesaturi impletite, tricotate si fire. Pentru firele toarse si tesaturile tricotate, curatarea este un proces in serie care se desfasoara inacelasi echipament ce urmeaza a fi folosit pentru vopsire( in special autoclave sau masini de vopsit scule pentru fire si camere de pulverizare si overflows pentru tesaturi tricotate). Tesaturile impletite sunt curatate intr-un mod continuu, folosind procedeul “pad-steam”

Actiunea de curatare este realizata de substante bazice (hidrxid de sodiu sau carbonat de sodiu) impreuna cu aditivi ce cuprind :

- surfactanti neutrii (alcool etoxilat, alchil fenol etoxilat) si anionici (alchil sulfonati, fosfati, carboxilati)

- NTA, EDTA, DTPA, acid gluconic, acid fosfonic, pentru eliminarea ionilor de metal (si in special, oxizilor de fier, care catalizeaza reactia de degradare a celulozei cind se albeste cu peroxid de hidrogen)

- poliacrilati si fosfonati ca agenti speciali de dispersie fara surfactanti- sulfit si hidrosulfit ca agenti reducatori (pentru a evita riscul formarii oxicelulozei cind se

albeste cu peroxid de hidrogen)AlbireaDupa curatare, bumbacul devine mai hidrofil. Totusi, culoarea originala este neschimbata

datorita culorii ce nu poate fi complet indepartata prin spalare si extragere bazica.Cind materialul urmeaza sa fie vopsit in culori inchise, el poate fi vopsit direct fara a mai fi

nevoie de albire. Dimpotriva, albirea este o etapa obligatorie cind fibra urmeaza a fi vopsita in culori pastel sau cind va fi nevoie de printare ulterioara. In anumite cazuri,chiar vopsirea in culori inchise necesita o etapa de prealbire, acesta nefiind un tratament de albire complet.

Albirea se poate aplica oricarui tip de material (fire, tesaturi impletite sau tricotate)

64

Cei mai utilizati inalbitori oxidativi pentru fibrele celulozice sunt:- peroxid de hidrogen H2O2- hipoclorit de sodiu NaClO- clorit de sodiu NaClO2Exceptind acesti inalbitori se poate folosi si acidul peracetic. Frecvent se folosesc agenti

optici de albire pentru a obtine rezultatele scontate.

Albirea cu peroxid de hidrogen H2O2Albirea se poate realiza ca un tratament unic sau in combinatie cu alte tratamente (albire/

curatare sau albire/ curatare/ descleiere pot fi realizate intr-o singura etapa)Materialul textil este tratat intr-o solutie continind peroxid de hidrogen, soda caustica si

stabilizatori ai peroxidului la pH 10.5-12 (pH optim pentru eliberarea radicalilor OH- este de 11.2, asa cum este descris in sectiunea 4.5.6). cercetarile recente au demonstrat ca agentul de albire al peroxidului nu este anionul HOO-, ci radicalul dioxid anionic OO- (cunoscut si ca superoxid). In competitie cu formarea agentului de albirese formeaza radicali hidroxil (OH-) care sunt responsabili pentru atacul si depolarizarea fibrelor celulozice. Formarea radicalilor de OH- este catalizata de metale precum fierul , magneziu si cupru. Prevenirea daunelor catalitice ca urmare a lipsei controlului formarii de OH este ingeneral asigurata prin folosirea stabilizatoarelor care inctiveazacatalizarea. Silicatul de Na impreuna cu sarurile de MG (MgCl2, MgSO4) si agentii chelatori (EDTA, DTPA, NTA, gluconati, fosfonati si poliacrilati) se folosesc frecvent ca stabilizatori (vezi si sectiunea 8.5 pentru mai multe informatii despre stabilizatori si sectiunile 4.3.4 si 4.5.6 pentru metode alternative)

Alti aditivi folositi in albirea cu peroxid sunt surfactantii cu proprietati de emulsifiere, dispersare si umezire. Surfactantii utilizati sunt de obicei compusi anionici (alchil sulfonati, alchil aril sulfonati) cu compusi neutrii precum alchilfenol, sau acizi grasi etoxilati (ultimii sunt biodegradabili)

Temperatura de operare poate varia de la temperatura mediului inconjurator la temperaturi inalte. Cu toate acestea, o albire adecvata se obtine cind temperatura este intre 60 si 90ºC.

Albirea cu peroxid de hidrogen in medii neutre ( pH intre 6.5 si 8) este deasemenea posibila in unele cazuri (cind tratam bumbacul in amestec cu fibre sensibile la mediu alcalin precum lina). La aceste conditii de pH sunt necesari activatori ai inalbirii. Trebuie tinut seama ca sub valoarea pH de 6.5, H2O2 se descompune in H2O si O2. In aceste conditi peroxidul este pierdut (se formeaza O2 sub forma de gaz inactiv)

Se pot utiliza o varietate de procedee de albire, incluzind “cold pad-batch”, albirea sub presiune si procedee prin spalare indelungata.

Deoarece agentul de albire al peroxidului este anionic in mediu (comportament hidrofilic), nu este posibil cu aceasta metoda de albire sa se distruga selectiv substantele coloratehidrofobe prezente pe fibrele naturale, fara a ataca insusi polimerul fibrei.

Albirea cu hipoclorit de sodiu NaClODatorita reactivitatii crescute a acestui agent de albire, sunt necesare conditii de lucru

speciale, diferite de cele pentru peroxid (pH 9-11 si temperatura < 30ºC). Astfel riscul de actiune asupra fibrei celulozice creste foarte mult.

Etapa de albire este urmata de un tratament pentru a indeparta complet hipocloritul si pentru a descompune cloraminele generate in timpul albirii.

65

Albirea cu hipoclorit de sodiu se poate realiza in serie, semicontinuu sau continuu. Se utilizeaza si procedee in care se folosesc in 2 etape succesive hipocloritul si peroxidul de hidrogen.

Utilizarea hipocloritului ca agent de albire este in declin din motive ecologice. Este inca folosit la fire toarse si tesaturi tricotate atunci cand este nevoie de un grad inalt de albire, pentru articolele care raman albe sau cand este necesar un fundal alb sau in procedeele unde vopseaua de baza este eliminata printr-un tratament de albire (vezi sectiuniea4.5.5 )

Albirea cu clorit/ clorat de sodiu

Aceasta modalitate de albire, desi cunoaste un declin, este inca folosita pentru fibrele sintetice bumbac, in si alte fibre celulozice, adesea in combinatie cu peroxidul de hidrogen.

Agentul de albire este gazul dioxid de clor (ClO2), care urmeaza un mecanism de actiune complet diferit de al peroxidului. In timp se radicalul superoxid al peroxidului de hidrogen este hidrofilic si de aceeea actioneaza preferential pe regiunile hidrofilice ale fibrei, ClO2 este absorbit in special de materialele hidrofobe asociate fibrei, cum ar fi partea lemnoasa a fibrei filamentara. Din aceasta cauza este un excelent agent de albire (asigurand un grad inalt de albire si nici un risc de a ataca fibra) in special pentru fibrele sintetice si pentru fibrele filamentare precum inul, care in comparatie cu bumbacul, contine un procent mai mare de impuritati hidrofobe.

Deoarece dioxidul de clor este instabil in stare gazoasa si poate fi depozitat doar ca solutie apoasa 1%. El trebuie sintetizat pe loc sub forma de solutie apoasa.

Exista doi precursori chimici ai dioxidului de clor utilizati in prezent la nivel industrial si anume sodiu clorit/clorat. Desi sodiu clorat este considerat mai ieftin decat sodiu clorit, el este mult mai dificil si costisitor de convertit la dioxid de clor, ceea ce explica de ce este mai putin utilizat.

Atat sodiu clorit cat si sidiu clorat sunt folositi in medii puternic acide (ph=3,5-4,0 asigurat cu ajutorul acidului formic sau acetic). Solutiile de dioxid de clor sunt puternic corozive asupra materialelor de constructii, inclusiv asupra otelului inoxidabil. Nitratul de sodiu este utilizat ca un inhibitor al coroziunii pentru a proteja componentele utilajelor realizate din otel inoxidabil. Este de asemenea necesar alegerea unor detergenti si agenti de umezire care sa fie rezistenti in mediu acid. Pe de alta parte, chelatorii nu sunt necesari pentru ca acidul oxalic folosit pentru acidifiere se comporta si ca chelator de metale. Este necesar controlul ordinii introducerii diversilor aditivi pentru a evita contactul direct intre solutiile concentrate de sodiu clorit/ clorat si acizi. Materialul textil este albit prin acoperire cu material absorbant sau prin procedee indelungate de imbaiere. Temperatura este in mod normal tinuta la 95 de grade celsius dar au fost dezvoltate de procedee la rece pentru a diminua toxicitatea si problemele legate de coroziune, folosind formaldehida ca activator al sodiului clorit.

Avantajele albirii cu ClO2 sunt gradul inalt de albire si faptul ca nu exista riscul afectarii fibrei. Principale dezavantaje sunt actiunea intensa asupra echipamentelor si reziduurile de ClO2 ce pot ramane pe fibre, in functie de modalitatea in care cloritul sau cloratul este produs si activat. Tehnologiile moderne sunt capabile sa produca ClO2 folosind peroxid de hidrogen ca agent reducator al sodiului clorat, fara sa genereze AOX (vezi sectiunea 4.5.5).

Albirea cu acid peracetic

66

Acidul peracetic este obtinut din acid acetic si peroxid de hidrogen. El poate fi acizitionat ca produs deja preparat sau poate fi sintetizat pe loc. Actiunea maxima de albire este atinsa doar la valori ale ph-ului intre 7-8. Sub valoarea 7 a ph-ului gradul de albire scade dramatic iar la ph peste 9 apare depolimerizarea fibrei cu afectarea consecutiva a acesteia.

Acidul peracetic este utilizat pentru fibre sintetice (poliamida), unde peroxidul nu poate fi folosit.

2.6.1.2 Probleme de mediuPrincipalele probleme de mediu asociate cu tratamentul pregatitor al bumbacului se refera

la emisiile de apa reziduala.Caractersticile acestor emisii variaza in functie de mai multi factori: mod de prezentare,

tehnologia adoptata, de faptul ca unele tratamente sunt adesea combinate intr-o singura etapa, etc.,

Problemele cele mai importante sunt evidentiate in cele ce urmeaza, in functie de diversele operatii incluse in etapa de pregatire.

Curatarea si descleierea

Intr-o filatura obisnuita procesarea tesaturilor impletite din bumbac sau amestec de bumbac, descleierea reprezinta principala sursa a emisiilor din intregul proces. Dupa cum a fost stabilit in sectiunea 2.5.12, apa reziduala in urma extragerii agentilor de incleiere contine pana la 70% din totalul incarcaturii de COD din enisiile finale, in special in cazul folosirii agentilor nativi. Nici degradarea enzimatica ,nici cea oxidativa nu permit recuperarea incleietorilor, in timp ce pentru anumiti agenti sintetici aceasta recuparare este posibila, dar este dificil de aplicat in companii.

In comparatie cu tesaturile impletite de bumbac, indepartarea impuritatilor din tesaturile tricotate si din fire afecteaza mai putin mediul prin nivelul de poluare redus. Cu toate acestea, trebuie facute aprecieri in legatura cu incarcarea COD asociata cu indepartarea uleiurilor de tricotat, uleiurilor de tors si agentilor de prelucrere (cand bumbacul este in amestec cu fibrele sintetice) si biodegradabilitatea acestor compusi. Substante precum uleiurile esterice sintetice sunt gata emulsificate sau solubile in apa si astfel usor biodegradabile. Probleme mai mari sunt ridicate de prezenta substantelor greu de emulsifiat si putin biodegradabile precum uleiurile siliconate, care se regasesc in amestecurile de elastan cu bumbac sau poliamida.

Mercerizarea

Mercerizarea este responsabila de deversarea in apele industriale a mari cantitati de baze tari ce necesita a fi neutralizate. Dupa neutralizare ia nastere sarea corespunzatoare.

In aceasta privinta procedeele la rece implica emisii mai mari decat cele termice. In scopul asigurarii timpului necesar de retentie si pentru a face posibila racirea baii de lichid in mod continuu, o parte din acest lichid trebuie scos si racit in mod continuu. Aceasta presupune necesitatea unor volume mari de solutii in mercerizarea la rece ceea ce determina o emisie crescuta daca soda caustica nu este recuperata. Substantele folosite in baile de lichid sunt de

67

obicei recuperate si refolosite. Cand aceasta nu este posibil, ele sunt folosite ca baze in alte procese de tratare (recuperarea sodei caustice este discutata in sectiunea 4.5.7)

Albirea cu peroxid de hidrogen

Descompunerea peroxidului in timpul reactiei de albire, da nastere apei si oxigenului. Totusi, preocuparile legate de mediu trebuie luate in seama datorita utilizarii stabilizatorilor ( vezi sectiunea 8.5). acesti produsi pot contine agenti complecsi EDTA, DTPA ce au bioeliminare scazuta si care pot trece nedegradati prin sistemul de tratare a apelor reziduale. Capacitatea de a forma compusi foarte stabili cu metalele agraveaza aceasta problema deoarece acestia pot mobiliza metalele grele prezente in emisii in apa reziduala si apoi il pot elibera in apa din aval ( vezi sectiunile 4.3.4 si 4.5.6 pentru metode alternative)

s-a raportat ca in functie de concentratie, ph, timp si temperatura, apele reziduale pot contine substante clorurate anorganice(NaCl de la vopsire si imprimare, MgCl2 de la finisare) care sa fie oxidate la cloriti sau hipocloriti cand sunt amestecate urme de peroxid de hidrogen in apa reziduala. Astfel AOX poate fi intalnit in apa reziduala chiar daca albirea se realizeaza fara agenti bazati pe substante clorinate. Totusi masuratorile experimentale au stabilit ca acest scenariu nu joaca un rol important in poluare.

Albirea cu hipoclorit de sodiu

Din motive ecologice, utilizarea hipocloritului de sodiu este limitata in Europa la doar cateva situatii particulare, in legatura cu tesaturile tricotate si in anumite cazuri cand este necesara albirea firelor la un grad inalt. Albirea cu hipoclorit de sodiu conduce de fapt la reactii secundare care formeaza compusi organici halogenati, cuantificati uzual ca AOX. Triclormetanul (suspectat a fi carcinogen) reprezinta majoritatea compusilor formati, dar pot apare si in alte reactii de clorinare secundare. Cand se albeste cu hipoclorit pot apare emisii de cloruri in aer (numai in mediu puternic acid).

Conform institutullui de cercetari aplicate a mediului in 1991-1992 dioxinele au fost gasite in reziduurile de la o uzina textila care albea cu hipoclorit de sodiu. Investigatiile ulterioare au aratat ca pentaclorfenolul era prezent in hipoclorit.

Albirea cu sodiu cloritAlbirea cu sodiu clorit poate fi de asemenea responsabila de generarea AOX in apa

reziduala. Totusi in comparatie cu hipocloritul de sodiu, cantitatea de AOX formata in timpul albirii este mult mai mica (in medie 10-20% din cantitatea de AOX generata de hipoclorit) si nu este corelata cu concentratia sodiului clorit sau cu temperatura. Cercetarile recente au aratat ca formarea AOX nu are la baza sodiu clorit, ci mai degraba clorul sau hipocloritul prezent in impuritati sau care sunt folosite ca agenti de activare. Tehnologiile moderne ( ce folosesc peroxidul de hidrogen ca agent reducator al sodiului clorat) permit producerea ClO2 fara generarea de AOX. Asa cum am mentionat mai devreme, depozitarea sodiului clorit necesita conditii particulare datorita riscului toxic si de coroziune. Amestecurile de sodiu clorit cu substante combustibile sau agenti reducatori cresc riscul de explozie, in special in conditii de temperatura ridicata, frecare sau impact.

Sodiul clorit formeaza ClO2 cand este in contact cu acizii. Mai mult ,descompunerea sodiului in clorit produce oxigen care favorizeaza arderea .

68

2.6.2.Preperarea lanii inaintea colorarii

prepararea uzuala a fibrelor de lana inainte de vopsire prin tratamente umede presupune carbonizare spalare (curatare) intrarea la apa albirea

Alte posibilitati de tratare sunt acelea din categoria tratamentelor de stabilizare si antiscamosare. Desi adesea aceste tratari sunt aplicate inaintea vopsirii, ele nu fac parte neaparat din etapa de pregatire. Din aceste considerente ele au fost descrise ca operatii de finisare ( vezi 2.9.2.8).

2.6.2.1Principalele procese de fabricare

Carbonizarea

Cateodata lana curatata contine impuritati vegetale care nu pot fi indepartate in totalitate de-a lungul operatiilor mecanice. Acidul sulfuric este substanta chimica folosita pentru distrugerea particulelor vegetale, iar procesul se numeste carbonizare. Acest proces se poate aplica caltilor, lanii destramata sau tesaturilor ( nu si in sectorul covoarelor). Carbonizarea fibrelor destramate se realizeaza numai pe fibre care vor fi ulterior folosite pentru producerea de tesaturi fine pentru imbracaminte si de obicei se desfasoara in curatatorii.In echipamentul tipic pentru carbonizarea fibrelor destramate, lana curatata, inca umeda, este scufundata intr-o solutie continand 6-9% acin mineral de regula sulfuric. Apoi prin presare sau centrifugare este eliminata apa si acidul din lana pana ce ramane 5-7,5% din acidul sulfuric si 50-65% din apa. Fibrele sunt apoi uscate la temperatura de 65-90 grade celsius pentru a concentra solutia de acid si coapte la 105-130 grade ( carbonizare).Imediat ce lana este uscata, este introsusa intr-o masina care contine doua role ce se rotesc in sens invers. Aceste role sparg particulele carbonizate in bucati foarte mici care sunt apoi usor de indepartat. Adaugarea unei cantitati mici de detergent la acidul sulfuric creste productia si scade actiunea acestuia pe fibra de lana. Pentru a preveni degradarea continua a fibrei , ph-ul este crescut la 6 prin neutralizarea acidului cu acetat de sodiu sau amoniac. Acidul sulfuric poate fi inlocuit de acidul clorhidric in stare gazoasa sau de clorit de aluminiu. Ultimul elibereaza acid clorhidric cand este incalzit, aceasta metoda este utila pentru carbonizarea amestecurilor de fibre sintetice si de fibre precum lana/PES, care sunt sensibile la acid sulfuric.Dupa carbonizare, fibra poate fi cardata si apoi filata inainte de a fi vopsita sau poate fi vopsita chiar sub forma de calti. Carbonizarea tesaturilor se poate face dupa metodele traditionale sau cu sistemul “carbosol”. Metodele traditionale sunt asemanatoare celor folosite pentru fibrele destramate. Tesatura poate fi mai intai introdusa intr-o baie de apa sau solvent si apoi stoarsa, aceasta fiind o etapa optionala. Apoi este introdusa in solutie concentrata de acid sulfuric ( acidifiere) si stoarsa ( hidroextractie), inainte de a fi directionata spre camera de carbonizare. Particulele

69

carbonizate sunt indepartate mecanic si prin spalari ulterioare in instalatiile de carbonizare moderne toti acesti pasi se desfasoara intr-un mod continuu.Procesul carbosol licentiat de Sperotto Rimar foloseste solventi organici in locul apei. Echipamentul consta in trei unitati. In prima, materialul este impregnat si curatat cu percloretilen, in a doua este scufundat in solutie de acid sulfuric iar in a treia are loc procesul de carbonizare si evaporare a solventului. In acest moment percloretilenul este recuperat prin distilare si reciclat. Sistemul carbosol are anumite avantaje tehnice fata de procesele traditionale. Aciditatea fibrelor dupa carbonizare este mult mai mica si riscul de afectare al fibrei este redus. Multumita recuperarii in totalitate a solventului organic, procedeul este considerat mai eficient din punct de vedere al mediului.

Figura 2.14: Sistemul “Carbosol” (71, Bozzetto, 1997)

Curăţarea

Atât fibrele toarse cât şi ţesăturile conţin, pe lângă impurităţi întâmplătoare, şi o anumită cantitate de uleiuri de toarcere şi, în unele cazuri, chiar şi agenţi de mărime, cum ar fi CMCşi PVA. Toate aceste substanţe sunt, de obicei, înlăturate înaintea vopsirii, în scopul de a face fibra mai hidrofilă şi pentru a se putea reliza penetrarea vopselei în interiorul acesteia. Totuşi această operaţie nu este necesară întotdeauna. În unele cazuri, dacă agenţii de pregătire sunt aplicaţi în cantităţi mici şi nu interferă cu procesul de vopsire, se poate sări peste această etapă de curăţare/spălare.

Aşa cum s-a arătat în Secţiunea 2.4.1, procentul uleiurilor de toarcere în lâna “Woolen” este destul de mare şi este situat întotdeauna peste valoarea de 5%, în timp ce în lâna “Worsted” nu atinge niciodată 2%.

Substanţele clasice care trebuie înlăturate prin spălare pot fi clasificate ca: -hidrosolubile-insolubile în apă, dar emulsifiabile cu ajutorul surfactanţilor-insolubile în apă şi neemulsifiabile cu surfactanţi (sau greu de emulsifiat).

Aceastea sunt substanţele care pto fi înlăturate doar utilizând solvenţi organici (de obicei solvenţi halogenaţi ca percloroetilenă)

Prin urmare, materialul poate fi curăţat (spălat): -cu apă-cu solvent (curăţare uscată)

Spălarea cu apă se realizează în condiţii de pH neutru sau slab bazic (produs de carbonatul de natriu sau de bicarbonat) în prezenţa detergenţilor. Detergenţii utilizaţi cel mai frecvent sunt amestecuri de surfactanţi anionici şi neionici cum sunt sulfaţii de alchil, alcoolii graşi şi etoxilaţii de alchilfenol. În cazul producţiei de fire toarse pentru covoare de lână, procesul de curăţare poate include şi o tratare simultanăa firului tors, cu agenţi reducători (metabisulfit de natriu), şi /sau aplicarea unor agenţi împotriva insectelor (vezi de asemenea Secţiunea 2.14.5.1).

Curăţarea cu apă este, în mod normal, o operaţiune realizată la nivelul unei încărcături de material textil, care are loc în aceeaşi instalaţie în care se realizează ulterior vopsirea acestuia. Aceasta înseamnă că autoclava este echipamentul folosit cel mai frecvent în cazul

70

firelor toarse, în timp ce maşinile cu jet şi cele cu sistem de inundare sunt tipice pentru ţesături. În această privinţă sectorul covoarellor este o excepţie. Firul tors utilizat în producerea covoarelor este curăţat în mod continuu sau semicontinuu în maşini de curăţare pe bandă sau în maşini de curăţare “pachet cu pachet”, în acest ultim caz, firul tors fiind trecut printr-o serie de vase interconectate (vezi Secţiunea 2.14.5.1.2).

Curăţarea uscată este întâlnită mai rar şi se foloseşte atunci când ţesătura este foarte murdară sau pătată cu uleiuri din timpul procesului de împletire sau tricotare. Cel mai folosit solvent este percloroetilena. În anumite cazuri se adaugă apă şi surfactanţi solventului cu scopul de a obţine un efect de înmuiere.

Spălarea prin solvent poate fi realizată fie într-un mod discontinuu într-un dispozitiv rotativ( în special pentru ţesătura tricotată) sau în mod continuu într-un dispozitiv cu deschidere largă (pentru ţesăturile împletite şi tricotate). Împurităţile sunt spălate de către solvent, care este purificat şi reciclat în continuu, într-un ciclu închis (vezi Secţiunea 2.12.2)

Maturarea

Acest tratament profită de tendinţa tipică lânii de a se face mai delicată atunci când este supusă unei acţiuni de frecare în condiţii de căldură umedă şi este un proces de pretratare

specific pentru ţesăturile de lână.Aceasta este realizată, de obicei, după carbonatare, dar în anumite cazuri (ţesături

grele de lână) poate fi făcută direct la nivelul ţesăturii brute. Materialul este ţinut în circulaţie într-o baie conţinând aditivi de maturare. Atât acizii (pH <4,5) cât şi bazele (pH>8) grăbesc procesul de maturare. Totuşi, agenţii de maturare disponibili pe piaţă produc rezultate excelente chiar şi în condiţii de pH neutru. Ca urmare, maturarea în condiţii acide sau bazice devine din ce în ce mai puţin utilizată. După maturare ţesătura este spălată.

Maşinile special proiectate pentru acest proces sunt încă în uz. Dar astăzi ele au fost înlocuite pe scară largă de maşini multifuncţionale, în care atât maturarea, cât şi spălarea pot fi realizate printr-o simplă ajustare a echipamentului.

Albirea

Lâna este albită cu peroxid (hipocloritul de natriu poate produce afectarea culorii şi poate strica lâna). O albire adiţională cu agenţi reducători este totuşi indispensabilă dacă se urmăreşte atingerea unui nivel înalt de albire (albire totală). Un agent reducător tipic de albire este ditionitul de natriu (hidrosulfitul), care este utilizat adesea în combinaţie cu agenţi optici de creştere a strălucirii, ceea ce produce un efect de albire mai pronunţat.

În etapa oxidativă de albire, peroxidul este aplicat în prezenţa de baze şi de stabilizatori, aceştia încetinind descompunerea peroxidului (vezi Secţiunea 8.5).

Dacă lâna a fost supusă anterior unui tratament împotriva destrămării este de preferat să se folosească peroxidul în condiţii de uşoară aciditate.

2.6.2.2 Probleme de mediu

Pretratarea lânii dă naştere în special emisiilor în apă, deşi există şi operaţii specifice (carbonatarea prin sistemul “Carbosol” şi curăţarea uscată)în care sunt utilizaţi solvenţi halogenaţi (în special percloroetilenă). Folosirea solvenţilor organici halogenaţi poate conduce

71

nu numai la emisii în aer, dar de asemenea şi al contaminarea solului şi a apelor freatice, dacă manipularea şi depozitarea lor nu se face cu precauţiile necesare. Măsurile de prevenţie şi cele de la sfârşitul liniilor tehnologice include folosirea de echipamente închise etanş şi de cicluri de distrucţie a poluanţilor prin procese de oxidare avansată (reacţia Fenton). Pentru informaţii detaliate vezi Secţiunile4.4.4 , 4.9.3 şi 4.10.7. Procesul de pretratare implică, de asemenea şi generarea de carbon activ folosit, la nivelul sistemului de recuperare a solventului. Acest deşeu solid este tratat separat de alte deşeuri, ca un deşeu periculos sau este trimis la companii specializate în regenerare.

Datorită faptului că operaţiile de pretratare a lânii se realizează predominant pe încărcături de material, indiferent de tipul de prezentare al acestuia, emisiile rezultate vor fi discontinue şi vor avea nivele ale concentraţiei influenţate puternic de raportul lichidian folosit. O excepţie este reprezentată de firul tors pentru covoare care poate fi curăţat/albit şi tratat împotriva moliilor în maşini de curăţare pe bandă sau “pachet cu pachet” dând naştere unor scurgeri continue( vezi Secţiunea 2.14.5.1.2).

Poluanţii care pot fi găsiţi în apa reziduală provin, în parte din impurităţile care sunt deja prezente în fibră, când aceasta intră în procesele de prelucrare şi în parte din substanţele chimice şi aditivii utilizaţi în timpul acestora.

Poluarea care provine din impurităţile existente în lâna brută

Reziduuri de pesticide, utilizate pentru a preveni infestarea oii cu paraziţi externi pot fi întâlnite în lână curăţată, în cantităţi care depind de eficienţa procesului de curăţare. Acestea sunt, în principal, insecticide organofosforice şi piretroid sintetice sau modulatori ai creşterii insectelor dar pot fi observate şi rezduuri detectabile de pesticide organoclorurate. Ele trec din fibră în apă în funcţie de caracterul lor mai mult sau mai puţin lipofil şi în consecinţă, urme din aceste substanţe pot fi găsite în apă reziduală. Mai multe informaţii despre pesticide pot fi găsite în Secţiunile 2.1.1.9 şi 2.3.1.2. Factorii care reglează eliminarea diferitelor clase de pesticide sunt discutaţi în detaliu, în ceea ce priveşte sectorul covoarelor, în Secţiunile 3.4.1.1 şi 3.4.1.2. Este de remarcat faptul că, din cauza capacităţii de evaporaere a unor pesticide (organofosforice), acestea pot ajunge în emisiile în aer de la nivelul unor maşini deschise. Acest lucru trebuie luat în calcul în balanţele intrări/ieşiri.

Lubrifianţii de toarcere (vezi Secţiunea 8.2.3), uleiurile de tricotare şi alţi agenţi de pregătire reprezintă, de asemenea, o problemă importantă în pretratarea lânii. Aceste substanţe sunt înlăturate în timpul procesului de curăţare, contribuind la încărcătura COD şi la toxicitatea acvatică a reziduului final. Preocupările principale privesc:

-uleiurile minerale slab rafinate (conţin hidrocarburi aromatice)-APEO (nebiodegradabile şi care dau naştere unor metaboliţi toxici)-silicoane (nebiodegradabile şi greu de înlăturat fără ajutorul unor catalizatori de

curăţare)-biocide(toxice pentru viaţa acvatică)

Calea toarcerii uscate în sectorul de covoare, descrisă în Secţiunea 2.14.5.1, reprezintă o excepţie deoarece în acest caz lubrifianţii de toarcere nu ajung în apa reziduală.

72

Poluarea care provine din substanţelor chimice şi aditivii utilizaţi

Cantităţi considerabile de surfactanţi sunt folosite în pretratament ca detergenţi, agenţi de înmuiere, etc. Astăzi sunt disponibili o serie de surfactanţi cu performanţă acceptabilă şi biodegradabilitate bună (vezi Secţiunea 4.3.3 ). Totuşi utilizarea etoxilaţilor de alchilfenol este încă frecventă în anumite companii, datorită costului redus. Etoxilaţii de alchilfenol(APEO) şi în particular etoxilaţii de nonilfenol (NEO) sunt periculoşi datorită efectelor negative ale metaboliţilor lor, asupra sistemului reproducător al speciilor acvatice. Problemele de mediu ce iau naştere din folosirea surfactanţilor comuni sunt discutate în Secţiunea 8.1.

Alţi poluanţi care îngrijorează şi pot fi găsiţi în apa reziduală din activităţile de pretratare sunt:

-agenţii reducători din tratamentele de albire pentru firul tors de lână utilizat în producerea covoarelor (metabisulfid de natriu): ei contribuie la creşterea necesarului de oxigen în apa reziduală

-chelatori greu bioeliminabili ( EDTA, DTPA, fosfonaţi), din stabilizatorii peroxidului-AOX din procesul de albire cu hipoclorit de natriu-insecticide utilizate în producerea firului tors pentru covoare

Mai multe detalii în ceea ce priveşte problemele de mediu asociate substanţelor mai sus menţionate sunt oferite în principal în Secţiunea 2.6.1.2.

2.6.3. Pretratarea mătăsiiCurăţarea mătăsiii

Pentru a pregăti firul de mătase şi ţesăturile de mătase pentru vopsire şi imprimare, este nevoie să se înlăture total sau parţial sericina, ca şi uleiurile naturale şi impurităţile organice. În funcţie de procentul de sericină înlăturat în timpul curăţării (sericina este prezentă în mătasea brută într-un raport între 20-25%), produsul rezultat poate fi definit ca “necurăţat”(folosit doar pentru cămăşi şi costume), “suplu” sau “degumat”.

Curăţarea se poate realiza la nivelul firului sau la nivelul ţesăturii. Este mai uşor şi mai eficient procedeul prin care sericina este eliminată prin procesarea firului. Totuşi această operaţie este realizată în general la nivelul ţesăturii, cu scopul de a exploata acţiunea de protecţie a sericinei, un agent de mărime natural, împotriva posibilelor afectări din timpul ţeserii.

Tratamentul de curăţare poate fi desfăşurat în soluţie neutră, acidă sau bazică, în funcţie de rezultatul dorit. La nivel industrial, tratamentul în condiţii bazice este pe departe cel mai frecvent folosit. Foarte important este controlul temperaturii.

Băile de curăţare prezintă o încărcătură organică totală foarte mare; concentraţia de compuşi organici azotaţi este crescută în mod particular.

Mătasea “necurăţată”

Procedeul de obţinere a mătăsii “necurăţate” constă în înlăturarea din ţesăturile de mătase brută a tuturor substanţelor reziduale din operaţiunile anterioare, cu o eliminare

73

minimă a sericinei(1-2%)astfel încât ţesătura îşi păstrează consistenţa crescută. Operaţia este realizată într-o baie cu săpun uşor alcalin, la o temperatură joasă.

Mătasea “suplă”

Procesul este realizat pe fire bătute, în condiţii acide. Pierderea de greutate este de aproximativ 10%.

Mătasea “degumată”

Acest tratament este realizat atât pe fire cât şi pe ţesături şi asigură o eliminare completă a sericinei ca şi a substanţelor adăugate în operaţiile anterioare, fără a modifica fibrina.

Hidrolizarea macromoleculei proteice a sericinei poate fi obţinută cu ajutorul pur şi simplu al unui săpun, cu ajutorul surfactanţilor sintetici sau al unor amestecuri de săpunuri şi surfactanţi sintetici prin intermediul unui tratament enzimatic sau prin tratarea mătăsii în apă la temperatură înaltă sau la presiune crescută.

În procesul de degumare cu săpun firele şi ţesăturile sunt scufundate în două băi (băi de degumare). Fiecare baie conţine săpun proaspăt în concenraţii diferite. Tratamentul este urmat de spălare cu amoniac şi clătire. Temperatura de procesare variază între 95-98 grade Celsius. Concentraţia săpunului în baia de degumat variază între 10g/l şi 15g/l. Intregul tratament durează în medie 2 h. Este posibil ca băile odată exploatate să fie refolosite după in adaos potrivit de săpun.

Degumarea cu detergenţi sintetici implică înlocuirea parţială sau totală a săpunului cu surfactanţi neionici(alcooli graşi etoxilaţi ). este posibilă de asemenea combinarea unui tratament de degumare cu o albire prin oxidare sau reducere, şi în unele cazuri , chiar cu vopsire, astfel economisindu-se energie şi apă. Obişnuit, amestecurile de baze şi detergenţi se utilizează la temperaturi ţn jur de 95-98 grade Celsius. Un astfel de tratament este potrivit pentru o procesare continuă.

Degumarea sub presiune şi la temperatură înaltă este un tratament specific folosit în special pentru fire. Este necesară pregătirea unei băi apoase fără surfactanţi, iar temperatura trebuie să fie între 110 şi 140 grade Celsius. O spălare post tratament este necesară pentru a elimina substanţele utilizate în procesele anterioare.

Creşterea greutăţii

Operaţia de creştere a greutăţii se aplică mai ales firelor pentru a iniţia recuperarea greutăţii pierdute după înlăturarea sericinei. Tratamentul constă în depunerea de săruri de cositor sau în grefarea unor lanţuri polimerice la grupările funcţionale ale lanţului proteic al fibrinei.

Creşterea greutăţii poate fi “egală” dacă greutatea finală a substratului este aceeaşi cu cea de dinaintea degumării, şi este “mai mare” dacă greutatea finală este mai mare decât cea iniţială. Mătasea “îngreunată” este diferită la atingere şi la aşezare. Cea mai frecvent aplicată procedură este este un proces de “îngreunare amestecată”.

74

Creşterea greutăţii prin minerale

Firul de mătase suferă un tratament care utilizează tetraclorura de cositor, în băi, la diferite concentraţii şi în mediu acid (băi puternice sau slabe). Într-o baie puternică, mătasea îşi poate creşte greutatea cu aproape 10% doar prin simpla absorbţie a sării. Procedura este apoi urmată de cicluri de spălare foarte atentă care vor elimina sărurile nefixate şi vor hidroliza sărurile prezente în fibră. Aceste operaţii pot fi repetate pentru a creşte şi mai mult greutatea mătăsii. pentru ca fixarea sărurilor să fie asigurată procedeul de creştere a greutăţii este completat cu un tratament într-o soluţie de fosfat dibazic de natriu şi apoi cu un tratament secundar în silicat de natriu.

Dezavantajele acestei proceduri sunt timpul lung de procesare si consumul crescut de apa si energie. Cantitatea crescuta de cositor in apa reziduala este un efect nedorit, pentru mediu, al acestui proces.

Cresterea greutatii cu monomeri de vinil

Grefarea monomerilor de vinil in matase reprezinta o alternativa la procesul traditional de crestere a greutatii cu ajutorul mineralelor. O astfel de metoda nu numai ca permite obtinerea oricarei cresteri de greutate dorita, dar de asemenea imbunatateste performantele si caracteristicile matasii. Copolimerizarea cu monomeri de vinil este realizata prin utilizarea unor metode de activare a radicalilor.( sisteme redox, UV, raze gamma)

Metacrilamida este unul dintre cei mai folositi monomeri la nivel industrial (MAA). Cresterea greutatii prin MAA este o operatie simpla. Activarea radicalilor este obtinuta cu ajutorul amoniacului sau persulfatului de K. Alti activatori de radicali care ar consta in sisteme redox descrise in literatura, nu sunt utilizate in mod curent la nivel industrial.

Comportamentul matasii la vopsire poate fi modificat in timpul procesului de crestere a greutatii fibrei. Exista studii care dovedesc cum se modifica afinitatea matasii „ingreunate” cu MAA, pentru cele mai folosite vopsele in functie de procentul de greutate cistigat. Ele arata si ca rezistenta la spalare a culorii este redusa in cazul vopsirii dupa „ingreunare”.

Pentru cresterea greutatii matasii folosite in producerea de cravate, metoda cu MAA este singura folosita in industrie; in prezent nu este disponibil pe piata nici un substituent de MAA.

Cresterea greutatii cu amestecuri

Pentru a se obtine un hibrid intre caracteristicile finale ale compusilor supusi procedeelor de crestere a greutatii cu ajutorul mineralelor si cu ajutorul MAA,un procedeu destul de utilizat le nivel industrial este acela de crestere a greutatii fibrei de matase cu cositor si MAA.

2.6.4. Pretratarea materialului sintetic

2.6.4.1Principalele procedee de prelucrare

Operaţiile tipice realizate înaintea colorării sunt spălarea şi termofixarea(fixarea la temperaturi înalte).

75

Spălarea este necesară pentru a înlătura din firul tors agenţii de pregătire care au fost aplicaţi pe suprafaţa acestuia în tratamentele anterioare( de obicei 2-3%, dar se poate ajunge până la 4% din greutatea fibrei). Cei mai mulţi agenţi de pregătire(aproape 95%) sunt înlăturaţi în această etapă (alcoolii graşi etoxilaţi sunt folosiţi cel mai frecvent ca agenţi de emulsifiere). Fibrele elastomerice (elastan) fac excepţie deoarece ele conţin agenţi de pregătire în special pe bază de uleiuri siliconate, în procent de 6-7%. Siliconul este mai greu de înlăturat şi rămâne parţial în fibră( 40% din cantitatea iniţială) după spălare. pentru ca îndepărtarea lor să fie realizată mai bine se practică de obicei utilizarea nonilfenolilor etoxilaţi.

Când se face pretratarea ţesăturii, înlăturarea agenţilor de mărime este un pas crucial. Extragerea acestor substanţe este realizată datorită acţiunii sinergice a :

-surfactanţilor (neionici sau amestecul de neionici cu anionici): ei servesc drept agenţi de înmuiere şi emulsifiere şi iniţiază dizolvarea agenţilor de mărime.

-agenţi de întregire( fosfonaţi): ei se utilizează atunci când există riscul precipitării componentelor agenţilor de mărime. O creştere a nivelului de duritate poate să apară în principal la nivelul firelor continui, atunci când se procesează amestecuri sintetice care conţin fibre de celuloză (caracterizate prin prezenţa sărurilor de calciu, fier şi magneziu ca impurităţi naturale)

-baze (sodă caustică sau carbonat de natriu): bazele sunt alese în funcţie de agentul de mărime utilizat( de exemplu pentru înlăturarea agenţilor de mărime pe bază de săruri de amoniu poliacrilat este obligatorie utilizarea sodei caustice, în timp ce un agent de mărime poliester va precipita în aceleaşi condiţii de pH).

Termofixarea este de asemenea o altă operaţie importantă în procesul de pretratare a fibrelor sintetice. poziţionarea ei în cadrul procesului poate fi diferită în funcţie de tipul de fibră şi de modul de prezentare al acesteia. Ca urmare, sunt posibile următoarele secvenţe:

1. Termofixare-spălare-vopsire2. Spălare-termofixare-vopsire3. Spălare-vopsire-termofixare

Dacă se urmăreşte producerea de ţesături albe, albirea ţesăturii poate fi necesară după termofixare.

2.6.4.2 Probleme de mediu

Impurităţi şi aditivi potenţial periculoşi sunt deja prezenţi pe fibrele sintetice dinaintea ca acestea să fie procesate la fabrica de finisare şi ele sunt răspunzătoare de o mare fracţiune din încărcătura de poluanţi rezultaţi din pretratament.

Unele din aceste impurităţi se formează în timpul producerii fibrei. Ei sunt polimeri de sinteză din produşi precum monomerii nereacţionaţi( ca de exemplu caprolactama, în producerea PA6), oligomeri cu greutatea moleculară mică şi catalizatori reziduali, aceştia fiind emişi în aer în timpul tratamentelor termice ulterioare.

Alte substanţe sunt adăugate intenţionat fibrei pentru îmbunătăţirea unor procesări. Aceştia sunt agenţii de pregătire utilizaţi în producerea fibrei şi a firului tors şi agenţii de mărime.

76

Cantitatea medie de agenţi de preparare aplicaţi fibrelor artificiale(cu excepţia elastomerilor, în cazul cărora încărcătura poate fi mult mai mare), se întinde între 2-4% din greutatea fibrei( vezi Secţiunea 8.2).

Când textila este spălată, aproape 80% din acest substanţe sunt eliberate în apa reziduală şi restul de 20% pot fi emise în aerul evacuat în tratamentele ulterioare cu temperaturi crescute(uscare şi termofixare). Invers, Când termofixarea este p materialul cenuşiu, înainte de spălare(cum este cazul procesării ţesăturii împletite şi tricotate fine) un procent important din încărcătura de poluare se regăseşte în aerul evacuat.

In timpul tratamentelor la temperatură înaltă componentele cu greutate moleculară mică ale agenţilor de preparare (îndeosebi lubrifianţi şi surfactanţi) fie se descompun –rezultând molecule mai mici, mai volatile-fie reacţionează între ele formând gudronul. Volatilizarea şi gudronul sunt efecte indezirabile deoarece ele conduc la emisii în aer şi la stricarea firelor toarse.

Totuşi, mulţumită progreselor tehnologice considerabile realizate de catre tehnologia în domeniul fibrelor sintetice, fibrele/filamentele care părăsesc procesul de toarcere primară(producerea fibrelor) nu mai produc afumare. Problemele restante actual sunt legate de acele cazuri în care, după producerea fibrei, sunt adăugaţi lubrifianţi cum sunt uleiurile răşinoase cu o rată de peste 2 sau chiar 3% din greutatea firului tors (48, VITO, 2001).

Principala preocupare în ceea ce priveşte apa reziduală ia naştere datorită eliminării unor substanţe nebiodegradabile cum sunt uleiurile minerale, aditivii EO/PO, uleiurile siliconate, surfactanţii puternici, etc. Mai mult decât atât biocidele, care sunt conţinute în mod normal în soluţiile apoase, contribuie la toxicitatea acvatica a apelor reziduale.

Si pentru emisiile în aer, ca şi pentru cele în apa, principala încărcătură a apelor reziduale vine din nou din partea agenţilor de preparare care sunt aplicaţi fibrei după etapa de toarcere primară. Aceste substanţe sunt aplicate în cantităţi semnificativ mai mari decât agenţii de toarcere primară. Mai mult decât atât ei au de obicei afinitate pentru apă şi de aceea sunt greu de înlăturat. Pentru ţesătura împletită, agenţii de mărime trebuie luaţi şi ei în considerare. Agenţii de mărime nu dau naştere la emisii în aer în timpul tratamentelor la temperaturi înalte, dar ei pot fi răspunzători de apariţia substanţelor slab biodegradabile şi pentru toxicitatea acvatică.

2.7. Vopsirea

În Secţiunile următoare sunt descrise principiile generale ale vopsirii şi cele mai frecvent utilizate tehnici de vopsire pentru diverse tipuri de fibre. Din motive practice. informaţii detaliate în ceea ce priveşte aditivii de vopsire, coloranţii şi echipamentul de vopsire, sunt oferite în anexe specifice(Secţiunile 8.6, 9, 10).

2.7.1 Principiile generale ale vopsirii

Vopsirea este o metodă de colorare a materialului textil cu care o vopsea este aplicată substratului într-o modalitate uniformă pentru a obţine o nuanţă egală, cu o precizie şi cu o viteză potrivită uzului său final. O vopsea este alcătuită din molecule care conţin o grupare cromatică capabilă să interacţioneze cu lumina, dând astfel impresia de culoare.

77

Vopsirea textilă implică utilizarea unui număr de diverse chimice şi aditivi care ajută procesul de vopsire. Unii dintre aceştia sunt proces-specifici, în timp ce alţii sunt utilizaţi şi-n alte operaţii. Unii aditivi(agenţii de dispersie) se găsesc în compoziţia vopselei, dar mult mai frecvent aditivii sunt adăugaţi vopselei lichide într-o etapă ulterioară. Deoarece aditivii nu rămân de obicei pe substrat după vopsire, ei sunt regăsiţi în cele din urmă în emisii.

Există variate tehnici de vopsire :-vopsirea în masă/vopsirea cu gel, în care o vopsea este încorporată în fibra sintetică

din timpul producerii acesteia(aceasta este tehnica cel mai frecvent aplicată în cazul fibrelor PP şi este de interes şi pentru PAC, da nu va fi descrisă în acest document).

-vopsirea cu pigment, în care un pigment insolubil, fără afinitate pentru fibră, este depozitat pe substratul textil şi apoi fixat cu un ligand.

-procese de vopsire care implică difuzia unei vopsele dizolvată sau măcar parţial dizolvată în fibră.

Acest ultim grup de procese este cel care va fi discutat mai detaliat în secţiunile următoare. Din punct de vedere molecular, sunt implicaţi 4 paşi diferiţi:

1. mai întâi, vopseaua, dizolvată anterior sau dispersată în lichidul de vopsit, difuzează din acesta în substrat.

2. al doilea pas constă în acumularea vopselei la suprafaţa materialului textil. Acest proces este controlat de afinitatea colorantului pentru fibră.

3. vopseaua difuzează în interiorul fibrei până când aceasta este vopsită uniform. acest pas este mult mai lent decât transportul vopselei dizolvată în baia de vopsire.

Penetrarea vopselei în fibră necesită ca fibra însăşi să fie accesibilă. In cazul fibrelor hidrofile vopseaua pătrunde prin microporii disponibili în timp ce în fibrele hidrofobe a căror structură moleculară nu permite o fază apoasă continuă, trebuie să se dezvolte mai întâi cavităţi în scopul de a face posibilă penetrarea vopselei. In general accesul spre fibră este uşurat de temperatură. Fibrele hidrofobe pot fi penetrate de vopsea doar la temperatură peste punctul de tranziţie a sticlei care se găseşte peste 100 grade Celsius. In timpul difuziei în micropori, bariera electrostatică care se formează la suprafaţa fibrei trebuie să fie trecută. In unele cazuri este necesar să se adauge mari cantităţi de sare în baia de vopsire cu scopul dea reduce forţele electrostatice de la suprafaţa fibrei şi chiar de a iniţia penetrarea vopselei.

4. Vopseaua trebuie să fie ancorată (fixare) în locuri potrivite de la nivelul substratului. Sunt cunoscute diverse mecanisme de fixare mergând de la reacţii chimice ale vopselei cu fibra pentru a forma legături covalente (vopsele reactive), până la formarea de legături Van der Vaals sau de alte tipuri de legături slabe între vopsea şi fibră(vopsele directe). Un rol important este jucat de asemenea de către legăturile de hidrogen responsabile de interacţiunile la distanţă lungă, medie sau scurtă între fibre şi vopsele, vopsele şi vopsele, apă şi fibre şi apă şi substanţele solubile existente în lichid, aşa cum surfactanţii. Toate acestea sunt explicate pe larg în Secţiunea 9.

2.7.2 Procesele de vopsire

Textilele pot fi colorate în oricare din mai multe stadii ale procesului de generare, astfel încât sunt posibile următoarele modalităţi de colorare:

-vopsirea grămezii sau a stocului-vopsirea de vârf: fibrele sunt împrăştiate şi uşor răsucite înainte de vopsire

78

-vopsirea câlţilor: constă în vopsirea materialului monofilamentar(denumit câlţi)produs în timpul generării fibrelor sintetice

-vopsirea firelor toarse-vopsirea articolelor( materiale ţesute, tricotate)-bunuri gata făcute( covoare, pături, seturi de baie, lenjerie etc.)

Vopsirea poate fi realizată pe încărcături sau în mod continuu/semicontinuu. Alegerea între cele două procedee depinde de tipul de prezentare, de clasa de vopsea aleasă, de echipamentul disponibil şi de costul implicat. Vopsirea continuă/discontinuă implică următorii paşi:

- pregătirea vopselei -vopsirea-fixarea-spălarea şi uscarea

Vopsirea de încărcături

In acest tip de vopsire o anumită cantitate de material textil este încărcară într-o maşină de vopsit şi adusă la echilibru cu o soluţie ce conţine vopseaua şi aditivii .

Procesul de vopsire începe cu absorbţia colorantului pe suprafaţa externă a fibrei ,după care are loc difuzia şi migrarea colorantului prin fibră. Utilizarea unor chimice şi a temperaturilor controlate accelerează şi optimizează vopsirea şi fixarea. Când vopsirea este considerată a fi ajuns la nuanţa potrivită, baia cu vopsea este golită şi materialul este spălat pentru a înlătura chimicalele şi vopseaua nefixată. Spălarea este realizată de obicei în acelaşi echipament. Totuşi în cazul ţesăturilor pot fi utilizate şi maşini separate .

Toate aceste operaţii se pot realiza cu diverse grade de automatizare. In vopsitoriile automatizate toţi paşii, de la pregătirea recipientelor până la alimentarea cu vopsele şi chimicale iar transportarea materialului, încărcarea şi descărcarea maşinilor sunt realizate sub ghidarea computerului.

In regimul manual, vopselele sunt dozate şi maşinile sunt alimentate manual. Abordarea manuală a vopsirii are scopul de a realiza un triaj de laborator vopsind o mostră dintr-un tip particular de fibră şi folosind cu 5-10% mai puţină vopsea pentru colorarea pe scară largă. Nuanţa finală este atinsă prin adăugarea de vopsea în porţii mici până la realizarea acesteia.

Ăn funcţie de vopsele, poate fi necesară răcirea băii de vopsire pentru fiecare din aceste adăugări cu scopul de a iniţia migrarea vopselei adăugate. Potrivirea nuanţei este realizată la ochi, vopsitorul comparând materialul vopsit cu o referinţă, la iluminare standard.

Materialele vopsite prea puternic pot fi corectate prin scuturarea vopselei din fibră, utilizând un exces de agent de netezire sau reducând condiţiile şi apoi adăugând o colorare, în continuare, până la obţinerea nuanţei corecte. Aceasta este o practică foarte costisitoare şi poluantă şi este folosită doar ca ultimă soluţie în vopsitorii.

Un parametru important în vopsirea discontinuă este procentul lichidian din echipament. Acesta este raportul dintre greutatea materialului uscat şi greutatea lichidului total. Astfel, un raport lichidian de 1:10 înseamnă 10 l de apă la 1 kg de material textil.

Acest parametru nu influenţează doar cantitatea de apă şi energie consumată în procesul de vopsire, ci joacă şi un rol important în nivelul de exploatare a vopselei şi în consumul chimicelor şi aditivilor.

79

Raportul lichidian este legat de nivelul de exploatare a băii prin ecuaţia: E=K/(K+L), unde : K(afinitatea) =50până la 1000 pentru variate tipuri de vopsea/combinaţii de fibre.L(raportul lichidian)=5 până la 50pentru diferite tipuri de maşiniE(exploatare)=0,5până la 1(50-100% exploatare)

Din această ecuaţie se paote constata că atunci când L creşte, E scade şi mai puţină vopsea este absorbită în fibră la atingerea stării de echilibru. Efectul este mai pronunţat în cazul vopselelor cu afinitate mică.

Aşa cum s-a explicat mai sus, raportul lichidian are influenţă şi asupra consumului de aditivi şi chimice. Cele mai multe sunt dozate în funcţie de capacitatea băii mai degrabă decât în funcţie de cantitatea de fibră. E exemplu, la un raport lichidian de 1:5, 50g/l de sare vor însemna 250 de grame de sare pe kg de fibră, dar la un raport de 1:40, aceleaşi 50g /l de sare corespund la 2 kg de sare pe un kg de fibră.

Maşinile de vopsit variază mult prin raportul lichidian dar şi în funcţie de tipul de substrat care trebuie vopsit şi de gradul lui de hidrofilie. Producătorii acestor maşini furnizează un interval de raţii lichidiene pentru fiecare tip de maşină. Acestea sunt definite ca limitele raportului lichidian la care poate fi folosită maşina când este încărcată la capacitatea sa optimă. La fiecare pereche de valori cea mai joasă se referă de obicei la fibre sintetice în timp ce valoarea cea mai mare este folosită în cazul bumbacului. Aceasta se datorează cantităţii mai mici de lichide pe care o reţin fibrele sintetice în comparaţie cu bumbacul.

Tabelul 2.2 arată limitele tipice ale raportului lichidian pentru fiecare tip de maşină. Trebuie remarcat şi faptul că fiecare tip de maşină are limitele ei şi domeniul său de aplicabilitate.

Tabelul2.2 :Echipamente de vopsire discontinuă şi raport lichidian.

Vopsirea continuă/semicontinuă

In procesele de vopsire de acest tip lichidul de vopsire este aplicat fie prin impregnare fie utilizând alte sisteme de aplicare. Cel mai frecvent alimentarea cu textile se face în mod continuu, cu bucăţile de stofă desfăcute şi trecute printr-o baie adâncă plină cu vopsea lichidă.

Substratul absoarbe o cantitate din solutia de vopsire inainte de a parasi baia adinca, printre rulourile care controleaza “furtul vopselei”. Surplusul de vopsea care a fost stors curge inapoi in baia de vopsire. In industria covoarelor (sau pentru bunurile folosite in aer liber sau care trebuie sa retina volume mari de lichide), agenti de subtiere sint adaugati in baia de vopsire pentru a preveni migratia vopselei. Mai mult decit atit, sisteme speciale de aplicare pot fi intilnite, de asemenea, vopseaua fiind turnata, sprayata, injectata sau aplicata sub forma de spuma.(vezi Sectiunea 10.4.2)

Fixarea vopselei este obtinuta de obicei intr-o etapa ulterioara utilizind chimice sau caldura(abur sau caldura uscata). Operatia finala este spalarea, care se realizeaza de obicei in masini de spalat situate la sfirsitul aceleeasi linii tehnologice.

Singura diferenta intre procesele continui/semicontinui este faptul ca in vopsirea semicontinua aplicarea vopselei se face in mod continuu in timp ce fixarea si spalarea se fac discontinuu.

80

In general, vopselele cu afinitate mica sunt favorizate in vopsirea continua deoarece se previne formarea de cozi (atribuibile unui consum excesiv al solutiei din baia de vopsire) si se faciliteaza spalarea vopselei nefixata.

In procesele continui si semicontinui raportul lichidian nu are importanta practica si de aceea nu este folosit ca parametru. In aceste procese factorii care trebuie luati in calcul sunt “retinerea apei %”(g de lichid retinute de 100 g de substrat) si concentratia vopselei.

O vedere de ansamblu asupra celor mai frecvent utilizate tehnici si masini, in procesele continui si semicontinui, este oferita de tabelul 2.3.

Tabelul 2.3:Echipamente si procese in vopsirea continua si semicontinua

2.7.3 Vopsirea fibrelor celulozice

Fibrele celulozice pot fi vopsite cu o mare varietate de vopsele, si anume:-vopsele reactive-vopsele directe-vopsele de cuva-vopsele pe baza de sulf-vopsele azoice

Vopsele reactive

O treime din vopselele utilizate pentru fibrele celulozice, in ziua de astazi, sunt vopsele reactive. Acestea sunt aplicate indeosebi prin procedee “cu incarcaturi”, cu tusiera si continue pentru tesaturile impletite, in timp ce procedeele prin “incarcaturi “ sunt cel mai frecvent mod de vopsire a tesaturilor tricotate, a firelor toarse si a balotilor de fibre.

In vopsirea prin incarcare vopseaua, bazele (hidroxi de Na, carbonat de Na si bicarbonatul ) sis area sunt adaugate in baie intr-un singur pas, la inceputul procesului, sau in pasi diferiti. In acest caz bazele se adauga doar dup ace vopseaua s-a absorbit in fibra. Cantitatile lor sunt determinate de reactivitatea sistemului si de profunzimea dorita a nuanti (vopselele reci se aplica la un pH mai mic decit cele calde sau fierbinti). Sarea se adauga pentru a imbunatati exploatarea baii: concentratia folosita depinde de afinitatea vopselei si de intensitatea nuantei. Concentratiile crescute sunt necesare pentru culorile intense si pentru vopselele cu afinitate mica, asa cum este aratat si in tabelul urmator.

Tabelul 2.4: Concentratia de sare necesara pentru vopselele reactiveDupa vopsire, lichidul este golit si materialul este limpezit si apoi spalat prin adaugarea

unor aditivi. In procesele de vopsire cu tusiera, vopseaua si bazele pot fi adaugate impreuna la

amestecul de vopsire sau in pasi separate in doua tusiere separate (sau alt tip de sistem de aplicare).

Atunci cind toate substantele chimice sunt adaugate intr-un singur pas, lichidul din tusiera are o stabilitate mare. De fapt, odata cu cresterea reactivitatii vopselei exista riscul ca aceasta, dupa un timp indelungat petrecut in tusiera, sa fie hidrolizata de baze, inainte de a reactiona cu fibrele. Pentru acest motiv vopseaua si bazele sunt de obicei dozate separate in tusiera. De asemenea, tusierele sunt construite astazi astfel incit volumul de lichid sa fie cit mai mic posibil , pentru ca inlocuirea sa sa se realizeze in medie la 5 minute.(186, Ullmanns, 2000)

81

Printre procedeele semicontinue, cea cu incarcaturi-tusiera la rece este de departe cel mai important pentru vopselele rective. Dupa ce textile a fost data prin tusiera continind vopsea si baze, ea este rulata in incarcaturi. Fixarea are loc in timpul depozitarii.

In procedeele continue, trecerea prin tusiera, fixarea, clatirea si uscarea se realizeaza in cadrul aceleiasi linii tehnologice. Fixarea este obtinuta de obicei prin incalzire uscata sau prin aburire. Urmatoarele metode sunt folosite in mod frecvent:-procese tusiera-abur (o metoda uzuala este procesul tusiera- uscare- tusiera- abur care implica aplicarea vopselei cu ajutorul unei tusiere- uscare intermediara- aplicarea bazelor cu ajutorul altei tusiere- fixarea vopselei cu abur saturat- spalare- uscare).-procese de termofixare de tipul tusiera- uscare (vopseaua si bazele sunt aplicate cu ajutorul unei tusiere in acelasi timp; apoi materialul poate fi uscat si fixat intr-un singur pas sau poate fi termofixat apoi, dupa un stadiu intermediar de uscare).

In orice caz, dupa fixare materialul este intotdeauna spalat cu atentie pentru a inlatura complet colorantul hidrolizat si apoi este uscat.

In procesele de termofixare tusiera-uscare, la lichidul din tusiera se adauga uzual uree care actioneaza ca un solvent pentru vopsea in timpul fixarii. Ureea se topeste la 115 oC si leaga apa la peste 100oC. Poate fi deci utilizata ca solvent pentru vopsirea in caldura uscata. Un procedeu de vopsire recent descoperit este disponibil in prezent si acesta nu necesita adaugarea de uree.(vezi Sectiunea 4.6.13)

Ureea este uneori utilizata in procesele de tipul tusiera-incarcare ca solvent de vopsire pentru a creste solubilitatea vopselei. In 1992 folosirea ureei ca solvent de vopsire era deja in declin. (61, L. Bettens, 1999). Vopselele noi reactive foarte solubile au fost introduse pe piata, acestea neavind nevoie de uree nici macar pentru o vopsire profunda cu lichid de vopsire puternic concentrat.

Vopsele directe

Vopselele directe sunt importante si in vopsirea fibrelor celulozice: 75% din consumul total al acestor coloranti este, de fapt, utilizat in vopsirea bumbacului si a viscozei.(186, Ullmann’s, 2000) Vopselele directe sunt aplicate direct din baia de vopsire, impreuna cu sarea (clorura de Na si sulfat de Na) si aditivii, ceea ce asigura un efect de inmuiere profunda si o dispersie exacta. In acest scop sunt folosite amestecuri de surfactanti anionici si neionici.

In procedeul “cu incarcaturi” vopseaua este initial sub forma de pasta, apoi este dizolvata inapa fierbinte si introdusa in baia de vopsire. Apoi se adauga electrolitii in baie. Dupa ce baia este golita, tesatura este spalata cu apa rece si de obicei este supusa unui post-tratament.

Procedeul cu tusiera cuprinde urmatoarele tehnici:-tusiera cu abur-tusiera cu cilindri-tusiera rece pentru incarcaturi-proces de agitare cu tusiera(materialul este trecut prin tusiera cu vopseaua si apoi este trecut printr-un lichid cu sare, intr-un agitator).

In toate aceste procese materialul este clatit la sfirsit cu apa rece. Cu cit intensitatea culorii este mai mare, cu atit scade rezistenta culorii la spalare, intr-

atit incit post-tratarea este in general necesara. (186, Ullmann’s, 2000) Exista 2 metode:

82

1. Inlaturarea vopselei nefixata prin spalare cu chelatori sau cu surfactanti cu efect de dispersare

2. reducerea solubilitatii vopselei prin blocarea gruparilor hidrofile (“amplificarea moleculei”)Pentru realizarea acestei “amplificari a moleculei” pot fi folosite variate tehnici. Textila

vopsita poate fi, mai exact, tratata cu :-agenti cationici fixatori: acestia sunt substante complexe care formeaza cu vopseaua anionica un compus asemanator sari mai putin solubil decit vopseaua originala. Compusii cuaternari de amoniu, cu lanturi lungi de C, poliamidele si derivatii de polietilenimina pot fi folositi in acest scop.-sarurile metalice: sulfatul de Cu si dicromatul de K pot forma cu anumite vopsele complexe metalice azo cu rezistenta crescuta a culorii la lumina.-agenti pe baza de produsi de condensare a formaldehidei cu aminele, fonoli aromatici polinucleari, cianamida sau dicianamida ( utilizarea acestor produsi de condensare conduce la formarea unor compusi putin solubili cu moleculele de vopsea)-baze diazotate: dupa vopsire, materialul este supus diazotarii si apoi este cuplat cu amine aromatice sau fenoli ce nu trebuie sa contina grupari hidrosolubile. (186,Ullmann’s, 2000)

Problemele de mediu iau nastere din post-tratarea cu produsi de condensare a formaldehidei sau cu saruri metalice. Metoda care utilizeaza agenti fixatori cationici este, de sceea, cea mai frecvent aplicata . Totusi, compusii cuaternari de amoniu sunt adesea nabiodegradabili, toxici pentru pesti si contin N.

Vopselele de cuva

Vopselele de cuva au excelente proprietati de rezistenta a culorii atunci cind sunt selectionate cu atentie si ele sunt utilizate cel mai frecvent pentru tesaturi care vor fi supuse unor conditii severe de spalare si inalbire (prosoape, uniforme industriale si militare, etc.).

Aceste vopsele sunt in mod normal insolubile in apa, dar ele pot deveni hidrosolubile si reactiona cu fibra in conditii bazice. Apoi sunt reconvertite la starea initiala de insolubilitate in apa prin oxidare si in aceasta forma ramin fixate in fibra.

Cind se foloseste vopseaua de cuva pentru procedeele cu incarcaturi materialul textil este vopsit foarte rapid si neuniform datorita afinitatii crescute a vopselei. Totusi se poate realiza si in acest caz o vopsire uniforma prin:-adaugarea de agenti de uniformizare -cresterea temperaturii dupa un profil controlat (procedeul cu temperaturi inalte si metoda cu “semipigmentare”)-impregnarea textilei cu vopsea aflata intr-o dispersie insolubila in apa , urmata de adaugarea agentului reducator intr-o etapa ulterioara (proces de prepigmentare).

In toate cazurile urmeaza oxidarea si post-tratarea. Post-tratarea consta in spalarea materialului textil intr-o baie slab bazica, cu detergent, la tamperatura de fierbere.

Procesele continue sunt utilizate aproape exclusiv pentru vopsirea tesaturilor impletite si doar intr-o mica masura pentru tricotaje. Procesul continuu cel mai frecvent folosit este cel denumit si “tusiera cu abur”. Materialul textil este tusat cu o dispersie apoasa de vopsea in prezenta inhibitorilor de migrare (poliacrilati ) si a agentilor de dispersie/de inmuiere, daca este necesar. Dupa uscare, tesatura este trecuta printr-o tusiera chimica, care contine cantitatea necesara de baze si un agent reducator dupa care este introdusa imediat intr-un dispozitiv cu

83

abur. Materialul este, in cele din urma, clatit, oxidat si sapunit intr-o masina de spalat cu deschidere larga spre exterior.

Un proces alcatuit dintr-o singura atapa este posibil, de asemenea, fiind mai rapid, (vezi Sectiunea 4.6.4), dar acesta poate fi utilizat doar pentru nuantele pastelate si palide.

Trasaturile voluminoase pot fi vopsite printr-un proces umed cu abur. Spre deosebire de procesul cu tusiera si abur, acesta nu necesita uscare intermediara inainte de a fi supus instalatiei cu abur.

Urmatoarele substante chimice si aditivi sunt folosite in vopsirea in cuva:-agenti reducatori:mai ales ditionit de Na (hidrosulfit ) si derivati de acid sulfoxilic (sulfoxilat de Zn). Acestia din urma sunt utiilizati in special in procesul de tusare cu abur. Agentii reducatori organici fara S cum este si hidroxiacetona sunt si ei disponibili pentru anumite procedee.-agenti de oxidare, cum sunt peroxidul, prboratul sau acidul trinitrobenzensulfonic.-baze (soda caustica)-sare-agenti de dispersie: ei sunt deja prezenti in formula initiala a vopselei si pot fi adaugati si in etape ulterioare sle procesului de vopsire.-agenti de uniformizare: ei formeaza compusi cu vopseaua, aceasta intirziind absorbtia ei in fibra.

Vopsele cu sulf

Vopselele cu S sunt utilizate in vopsirea articolelor (celuloza si amestecuri de poliester cu celuloza), vopsirea firului tors (ata de cusut, fire de urzeala pentru tesaturile de tip jeans, fire tesute pentru produse impletite colorate), vopsirea ciltilor.(186, Ullmann’s, 2000)

Ca si vopselele de cuva, cele care contin S sunt insolubile in apa si in conditii bazice, fiind convertite intr-o forma hidrosolubila care are o mare afinitate pentru fibra. Dupa patrunderea in interiorul fibrei colorantul este oxidat si convertit in starea initiala, insolubila.

Agentii reducatori, sarurile, bazele si vopseaua nefixata sunt inlaturatu, in cele din urma, prin clatire si spalare.

Metodele de vopsire aoplicate sunt in principal cele continue, desi vopsirea cu incarcaturi este de asemenea posibila(in agitator, cu jet, pe scripete).

In procedeele continue materialul este impregnat cu vopsea, agent reducator si agent de inmuiere printr-o procedura cu una sau 2 bai. In procedura cu o singura baie (procesul de tusare cu abur) agentul reducator si vopseaua sunt adaugate in acelasi timp. In procedura cu 2 bai (tusiera uscata/tusiera cu abur) materialul este tusat cu un lichid continind vopsea si agent de inmuiere, in timp ce agentul reducator este aplicat, atunci cind este nevoie, intr-o etapa secundara, dupa o uscare intermediara. Materialul este supus in acest caz unei aburiri in lipsa aerului. Dupa aceea se realizeaza clatirea, oxidarea si reclatirea.

In cazul procedeelor continue, din cauza ca exploatarea vopselei nu este foarte mare, baile de vopsire pot fi refolosite.

Chimicele si aditivii aplicati substratului in timpul procesului de vopsire sunt urmatorii:-agentii reducatori:sulfit de Na, hidrogensulfit de Na si dioxid de tiouree fiind substantele cel mai des folosite (desi uzul acestora a scazut in timpul ultimilor 10 ani).(281, Belgia, 2002) Sistemele binare, alcatuite din ditionit de Na si glucoza,hidroacetona si glocoza sau acid

84

formanidinsulfinic si glucoza sunt utilizate de asemenea ca alternativa pentru agentii reducatori (vezi Sectiunea 4.6.6).-baze (soda caustica)-sare-chelatori: EDTA sau polifosfonati care sunt folositi in anumite cazuri, mai ales in vopsirea cu lichid circulant,pentru a evita efectele negative ale ionilor metalici asupra procesului de vopsire.-agenti de dispersie (sunt necesari in etapele in care pigmentul nu a fost inca redus sau a fost afectat de oxidare)-agenti de oxidare: in special peroxid si compusi ce contin halogen asa cum sunt bromurile, clorurile si iodurile.

Vopselele azoice

Vopselele azoice permit obtinerea de culori cu o rezistenta uimitoare, dar popularitatea lor a scazut din cauza costurilor ridicate si a complexitatii procesului de preparare a colorantului.(77, EURATEX, 2000)

Vopsirea cu coloranti azoici este un proces complicat care implica un numar de pasi delicati:-prepararea solutiei de naftolat prin procedeul de dizolvare la temperaturi ridicate (naftolul este dizolvat prin fierbere cu soda caustica ) sau prin procedeull de dizolvare la rece (naftolul este solubilizat cu alcool, soda caustica si apa rece). Pentru anumiti naftoli, pentru a se preveni formarea de naftol liber, nedizolvat, este necesara adaugarea de formaldehida.-aplicarea naftolatului pe fibre prin tehnici cu incarcaturi sau cu tusiera-prepararea bazei diazotate prin reactia dintre nitritul de Na si HCl (acest pas poate fi evitat prin utilizarea de saruri de colorare rapida)-formarea vopselei azoice in interiorul fibrei, prin trecerea textilei, impregnata in prealabil cu solutia de naftolat,printr-o baie continind baza diazotata sau sarea de colorare rapida.(adaugarea de agenti de tamponare este necesara pentru a controla pH-ul, cu scopul de a mari capacitatea de reactie)-post-tratamentul prin clatirea materialului pentru a inlatura excesul de naftol din fibra.

Tabelul 2.5: Sumarul celor mai uzuale vopsele si tehnici de vopsire aplicate fibrelor de celuloza

2.7.4. Vopsirea linii

Lina poate fi vopsita cu urmatoarele tipuri de vopsele:-pe baza de acizi (fara metale)-pe baza de Cr-pe baza de complexe metalice 1:1 sau 1:2-reactive.

Vopsele pe baza de acizi

Acest fel de vopsele sunt utilizate tipic in conditii acide, dar valorile pH-ului folosit variaza in functie de tipul vopselei. Cu cit afinitatea vopselei pentru fibra este mai mare cu atit

85

interactiunile hidrofobice sunt mai mari si ele trebuie reprimate prin utilizarea unui pH mai mare.

Prin urmare colorantii de vopsire uniforma sunt aplicati in conditii puternic acide (1-3% acid formic) in prezenta ionilor sulfat (5-10% sulfat de Na )pentru a ajuta migrarea vopselei si uniformizarea . HCOOH si HSO4- intra in competitie cu vopselele sulfonate comportindu-se ca agenti de uniformizare. Ca urmare, alti agenti de uniformizare nu mai sunt necesari, de onicei, si rata de captare a vopselei este controlata initial prin cresterea temperaturii baii de vopsire lent (1oC/minut) si apoi se creste timpul pina la fierbere pentru a permite vopselei sa migreze din zonele de captare crescuta initial.

Vopselele acide rapide (cunoscute si ca vopsele rapide prin perspiratie) demonstreaza proprietati superioare de rezistenta fata de vopselele acide cu vopsire uniforma, deoarece pastreaza unele dintre proprietatile de migrare. Aplicarea acestora se face in bai de vopsire moderat acide (1-3% acid acetic) in prezenta sulfatului de Na (5-10%) si a agentilor de uniformizare pentru a ajuta migrarea.

Vopselele acide care includ vopsele cu complexe de metale 1:2 au o afinitate buna pentru fibra si nu migreaza bine la fierbere. Ele sunt deci aplicabile la un pH neutru (5-7.5% cu acid acetic), in prezenta acetatului de Na (2g/l) sau sulfatului de amoniu (4%) si agentului de uniformizare (1-2%). Sulfatul de Na este de obicei evitat pentru ca are un efect foarte mic asupra migrarii si poate initia absorbtie inegala de vopsea.

Agentii de uniformizare joaca un rol important in vopsirea acida. O serie de surfactanti neionici, cationici, anionici si amfoteri apartin acestei categorii.

Vopsele pe baza de crom

Pentru aplicarea vopselelor pe baza de Cr au fost inventate o serie de tehnici. Procedeul cu Cr aspru se bazeaza pe cromarea fibrei inainte de vopsirea cu o vopsea cromabila;procedeul “Metachrome” aplica atit vopseaua cit si cromul simultan. Ambele procedee au fost inlocuite pe scara larga de catre procedeul “Afterchrome” in care este aplicata mai intii vopseaua si fibra este apoi cromata intr-o etapa separata, utilizind baia de vopsire deja folosita si astfel economisind apa.

Aplicarea vopselei se face intr-o baie de vopsire moderat acida (1% acid acetic) adesea cu adaugare de acid formic, pentru ca la sfirsitul perioadei de fierbere sa se initieze consumarea vopselei. Baia de vopsire este apoi racita de la temperatura de fierbere pina la aproximativ 80oC, pH-ul este coborit pina la aproximativ 3.5 cu acid formic si se adauga sarea de crom predizolvata. Baia de vopsire este apoi reincalzita pina la fierbere si aceasta se continua pentru 20-30 minute. Cr se adauga in baie fie ca dicromat de Na fie de K. In solutie, speciile de crom variaza in functie de pH, cu anionul dicromat Cr2O7

2- predominind la pH cuprins intre 3 si 7. Desi lina absoarbe initial anioni Cr cu valenta VI, complexul de vopsire este format co Cr de valenta III, care ia nastere prin actiunea gruparilor reducatoare de la nivelul fibrei. Acizii tari au un efect de stimulare a acestui proces;acizii organici (tartric, lactic, formic)sau tiosulfatul pot fi folositi, de asemenea, pentru cresterea gradului de conversie a Cr (VI).(vezi Sectiunea 4.6.15)

Vopsele cu compusi metalici

86

Folosirea de vopsea cu compusi metalici 1:1 se realizeaza la pH de 1.8- 2.5 cu acid sulfuric sau la pH de 3-4 cu acid formic, in prezenta sulfatului de Na (5-10%) si a altor agenti de uniformizare, organici. Datorita acestor conditii particulare de lucru, aceasta clasa de vopsele sete potivita in principal pentru vopsirea articolelor din lina carbonatata.

Vopselele cu compusi metalici 1:2 alcatuiesc cel mai important grup din aceasta clasa si pot fi impartite in 2 subgrupe:compusi slab polarizati si puternic polarizati. Folosirea lor se dace de obicei intr-un mediu moderat acid: -pH intre 4-7 (acid acetic) in prezenta acetatului de amoniu, pentru compusii slab polarizati-pH intre 5-6 (acid acetic) in prezenta sulfatului de amoniu , pentru compusii puternic polarizati.

Cind se folosesc aceste vopsele este necesara, in mod uzual, adaugarea de agenti de uniformizare. Grupele de substante utilizate in cazul vopselelor acide se potrivesc si pentru acest caz.

Vopsele reactive

Vopselele reactive sunt de obicei aplicate la pH intr 5-6, in functie de intensitatea nuantei, in prezenta sulfatului de amoniu si a agentilor de uniformizare specifici (substnte amfoterice, care formeaza compusi cu vopseaua in bai de vopsire la temperatura scazuta si apoi se descompun pe masura ce temperatura de vopsire creste).

Metoda de vopsire poate include o etapa de mentinere a temperaturii la 65-70 oC, in timpul careia baia de vopsire este mentinuta la aceeasi temperatura pentru 30 de minute cu scopul de a permite migrarea vopselei fara ca aceasta sa reactioneze cu fibra. Cind se urmareste o vopsire cu o rezistenta foarte mare, fibra este clatita in conditii bazice(pH 8-9 fara amoniac) pentru a inlatura vopseaua nereactionata.

Tabelul 2.6 :Sumarul celor mai utilizate vopsele si tehnici de vopsire pentru fibra de lina

2.7.5 Vopsirea matasii

Matasea poate fi vopsita cu aceleasi vopsele ca si lina, excluzindu-le pe cele cu compusi metalici 1:1. In plus, insa, pot fi utilizate si vopsele directe. PH-ul de vopsire este putin mai ridicat decit in cazul linii. Pentru vopsirea reactiva sunt necesare 20-60 g/l de sare si 2-5 g/l de cenusa sodata, pentru fixare.(294,ETAD, 2001)

2.7.6 Vopsirea fibrelor sintetice

2.7.6.1. Fibrele de poliamida

Fibrele de poliamida (PA 6 si PA 6.6) pot fi vopsite cu usurinta cu variate tipuri de vopsele. Datorita caracteristicilor lor hidrofobe, aceste fibre pot fi vopsite cu vopsele dispersate (neionice), in timp ce multumita prezentei gruparilor NH-CO- si NH2- in lantul polimerului, vopselele acide , bazice, reactive si cu compusi metalici 1:2, pot fi de asemenea utilizate. Totusi, in practica, se constata o crestere a folosirii vopselelor acide uniformizante.

Inainte de vopsire tesaturile trebuie sa fie pregatite in scopul de a se compensa diferentele de afinitate legate de material si pentru a se reduce sensibilitatea la sifonare, in timpul procesului de vopsire. Prepararea poate fi realizata intr-o structura tubulara.

87

Vopselele dispersate

Vopselele dispersate folosite pentru fibrele de poliamida sunt in special compusi azo si antrachinone. Ele sunt folosite in mod particular pentru nuante luminoase.

Materialul este vopsit in mediu acid (pH 5) realizat cu acid acetic. La lichidul de vopsire se adauga intotdeauna un agent dispersant.

Vopsele acide

Ca si la vopsirea acida a linii, odata cu cresterea afinitatii vopselei, interactiunea hidrofoba din faza initiala trebuie reprimata pentru a se atinge o absorbtie uniforma. Aceasta inseamna ca pentru vopsele cu afinitate mare lichidul de vopsire trebuie sa fie la inceput suficient de bazic si apoi aciditatea lui sa creasca lent pentru a se realiza o consumare optima a vopselei. Nivelul de aciditate a lichidului este modulat fie prin dozarea cu acizi in timpul vopsirii sau prin adaugarea de donori de acid (sulfat de amoniu, pirofosfat de Na, esteri de acizi organici) la inceputul procesului.(vezi Sectiunea 4.6.14)

Consumarea optima si vopsirea uniforma pot fi atinse si prin controlarea temperaturii.Agentii aditivi (anionici,cationici, surfactanti neionici) sunt folositi de obicei pentru a

imbunatati efectul de uniformizare.Rezistenta la spalare a vopsirii cu coloranti acizi a fibrelor de poliamida este adesea

nesatisfacatoare. De aceea este necesar de multe ori un post-tratament cu taninuri sintetice(sintani). Sintanii sunt adaugati la baia consumata sau la lichidul de vopsit, proaspat, la pH de 4.5 cu acid formic sau acetic. Materialul este tratat la 70-80oC si apoi este clatit.

Vopsele cu compusi metalici

Dintre vopselele cu compusi metalici 1:2, cele mai bune pentru fibrele poliamidice sunt moleculele ce contin grupe sulfonice. Absorbtia vopselei creste odata cu scaderea pH. Conditiile de vopsire variaza de la slab acide, prin adaugarea de sulfat de amoniu si acid acetic, pina la neutru sau pina la moderat bazice in cazul vopselelor cu afinitate inalta. Pentru acest tip de vopsele se adauga de obicei agenti de uniformizare amfoterici sau neionici.

Vopsele reactive

In principiu, vopselele reactive utilizate pentru lina sunt potrivite si pentru poliamida. Procesul de vopsire este realizat in conditii slab acide (pH 4.5-5). Acesta este initiat la 20-45oC si apoi temperatura este marita pina aproape de cea de fierbere. In post-tratarea de dupa aceasta etapa se folosesc surfactanti neionici si bicarbonat de Na sau amoniac.

Tabel 2.7:Sumarul celor mai folosite vopsele si tehnici de vopsire pentru fubrele poliamidice

2.7.6.2. Fibrele de poliester

88

Articolele facute din PES pur sunt vopsite aproape exclusiv prin tehnici de vopsire cu incarcaturi si cea mai frecvent aplicata tehnica dintre acestea este vopsirea in conditii de temperatura inalta.

Vopsirea fibrelor de poliester in conditii atmosferice (sub 100oC) a fost si ea frecvent folosita in trecut, cu ajutorul substantelor carrier. Deoarece aceste substante sunt din punct dde vedere ecologic periculoase(vezi Sectiunea 2.7.8.1 si 8.6.7) vopsirea sub 100oC nu mai este in uz astazi pentru fibrele de PES pure, decit daca se folosesc fibre ce se pot vopsi si fara ajutorul substantelor carrier(vezi Sectiunea 4.6.2).

In ceea ce priveste vopsirea la temperatura inalta, procesul este desfasurat de obicei in conditii acide (pH 4-5) cu adaugarea de acid acetic sub presiune la 125-135oC. In aceste conditii sunt necesari agentii de uniformizare pentru a preveni absorbtia prea rapida.

Cu conditia ca vopselele utilizate sa fie stabile in mediu bazic, vopsirea in aceste conditii (pH 9-9.5) este si ea posibila. Aceasta tehnica a fost dezvoltata cu scopul de a contracara migratia si depunerea oligomerilor tipici de PES (vezi Sectiunea 2.1.1.1). De fapt, componentele oligomerice (trimeri ciclici de tereftalat de etilena sunt deosebit de periculosi) tind sa migreze in afara fibrei in timpul vopsirii, formind apoi conglomerate cu vopseaua, si acestea se pot depozita pe textila sau pe echipamentul de vopsire. Produsii etoxilati sunt folositi ca agenti de uniformizare a culorii.

Procesul termosol este o alta tehnica aplicata, chiar daca este folosita in primul rand pentru PES/amestecuri de celuloza. Colorantul este impregnat pe fibra textila impreuna cu un agent anti-migrare. Urmeaza pasul de uscare la o temperatura de 100 – 1400C. Apoi vopseaua este fixata (200 – 2250C) pentru 12 – 25 secunde.

Pentru nuantele deschise materialul trebuie sa fie clatit sau spalat cu sapun dupa colorare. In cazul nuantelor inchise, pentru a asigura o fixare intensa, un alt pas dupa cel de clatire este necesar in mod normal. Acesta consta de obicei dintr-o tratare cu un agent reducator alcalin urmata de o alta clatire in conditii slab acide. Informatiile despre metodele alternative sunt prezentate in Sectiunea 4.6.5.

Fibrele PES pot fi vopsite cu coloranti cationici, in conditiile in care componente acide (acizi aromatici policarboxilici sulfatati) sunt folosite ca si comonomeri in timpul producerii fibrelor (crearea de locusuri anionice).

89

Colorantul

Chimicale si auxiliare/conditii tipice de aplicare

Tehnica

Dispersata - pH 4 –5 cu acid acetic- agenti de egalizare (esteri carboxilici

alifatici, produsi etoxilati, combinatii de alcooli, esteri sau cetone cu agenti emulsificatori)

- posibilitatea adaugarii de agenti complecsi (EDTA) pentru colorantii sensibili la metale grele.

Vopsire prin depozitare la 125 – 1350C sub presiune

- aceste tehnici necesita folosirea unor carrieri cu exceptia cazurilor in care se folosesc fibre modificate de poliester

Vopsire prin depozitare sub 1000C

- pH 4 – 5 cu acid acetic- se adauga agenti de ingrosare, ca de

exemplu poliacrilati si alginati, pentru a preveni migrarea colorantului in timpul uscarii

- urmeaza tratarea cu o solutie ce contine hidrosulfit de sodiu si hidroxid de sodiu (agenti de dispersare ce sunt adaugati la ultima spalare)

Procesul termosol

Tabel 2.8: Sumarul celor mai frecventi coloranti si tehnici de vopsire pentru fibrele de poliester.

2.7.6.3. Fibrele acrilice

Asa numitele fibre PAC sunt hidrofobice si contin in molecula lor grupari anionice. Astfel, ele pot fi vopsite cu coloranti de dispersie si cationici. Prin introducerea unor comonomeri cationici in molecula polimerului, fibra poate fi vopsita si cu coloranti acizi.

Vopsirea prin depozitare(discontinua – ‘batch dyeing,) este aplicata in mod uzual pentru funii sau pachete, fire in suluri sau pachete si pentru tesaturi. Vopsirea in bucata poate fi efectuata prin tehnica de recirculare a flotei, fulardare (pentru tricoturi, seturi de baie) sau cu tambure (sosete).

Materialul brut, funiile sau palele pot fi de asemenea vopsite in utilaje speciale, folosind procesul fulardare-aburire (‘pad-steam’), preferabil cu aburi presurizati pentru a obtine timpi de fixare scurti. Vopsirea in bucata, in special stofa de mobila - tapiterie (velour), se face dupa procesul fulardare - aburire, dar in acest caz fixarea se face cu aburi saturati. Aceasta implica timpi mai lungi de fixare, ceea ce inseamna ca sunt necesari coloranti cationici care difuzeaza rapid si solventi pentru coloranti.

90

Coloranti de dispersie

Colorantii de dispersie sunt folositi pentru a produce nuante deschise sau medii. Tehnicile

de vopsire corespund cu cele folosite la fibrele de poliester, dar se pot efectua la temperaturi mai mici de 1000C si fara carrieri. Mai mult, datorita proprietatilor de buna migrare a colorantilor de dispersie, agentii de egalizare nu sunt necesari.

Coloranti cationici

Retetele tipice folosite in vopsirea discontinua includ un electrolit (acetat de sodiu sau sulfat de sodiu), acid acetic, un agent dispersant neionic si un agent de retardare. Vopsirea este condusa prin controlarea temperaturii, astfel incat aceasta sa fie la nivelele optime pentru fibrele tratate. La final baia este racita si materialul este clatit si apoi supus tratamentului ulterior.

Procesele continui aplicate frecvent sunt:- procesul fulardare – aburire (fixarea cu aburi presurizati la mai mult de 1000C) – acest

proces are avantajul unui timp de fixare redus. Flota de aplicat contine de obicei un colorant cationic rezistent la aburi, acid acetic si un solvent pentru colorant;

- procesul fulardare - aburire (fixarea cu aburi saturati la 100 – 1020C) – acest proces necesita un timp de fixare mai lung. Sunt necesari coloranti cationici care difuzeaza rapid si solventi pentru coloranti care au efect de carrier.

Cand se vopseste cu coloranti bazici se folosesc frecvent agenti speciali de egalizare (numiti de asemenea si agenti de retardare) pentru a controla rata de absorbtie a colorantului in fibra; acest lucru imbunatateste calitatea vopsirii.

Colorantul

Chimicale si auxiliare/conditii tipice de aplicare

Tehnica

De dispersie

- conditiile de vopsire corespund cu cele folosite la poliesteri.

- Adaugarea de carrier nu este necesaraCationic - acid acetic (pH 3,6 – 4,5)

- sare (sulfat de sodiu sau acetat de sodiu)- agenti de retardare (de obicei agenti

cationici)- agenti de dispersie neionici

Discontinua

- acid acetic (pH 4,5)- solvent pentru colorant- sunt necesari coloranti rezistenti la aburi si

solubili (de obicei lichide)

Fulardare - aburire cu aburi presurizati

- solventi pentru colorant- sunt necesari coloranti ce difuzeaza rapid

Fulardare - aburire cu aburi saturati

91

Tabel 2.9: Sumarul celor mai frecventi coloranti si tehnici de vopsire pentru fibrele de poliacril

2.7.6.4. Acetatul de celuloza (AC) si triacetatul de celuloza (TC)

Spre deosebire de alte fibre regenerate de celuloza, AC si TC sunt hidrofobice si de aceea pot fi vopsite cu coloranti de dispersie in conditii foarte similare cu cele folosite la fibrele PES.

Acetatul de celuloza este vopsit prin epuizare cu coloranti de dispersie in prezenta agentilor dispersanti neionici si anionici, in conditii slabe acide (ph 5 – 6). Vopsirea se face in mod normal la o temperatura de 80 – 850C. In orice caz, o serie de coloranti cu proprietati mai slabe de fixare umeda se absorb bine pe fibra la o temperatura de 50 – 600C, in timp ce colorantii cu proprietati de fixare umeda necesita o temperatura de peste 900C.

Spre deosebire de AC, vopsirea si caracteristicile de finisare ale TC seamana mai mult cu fibrele sintetice pure. TC, ca si AC, este vopsit cu colorantul de dispersie intr-un mediu slab acid in prezenta agentilor de egalizare. Tehnicile de vopsire aplicate pentru TC sunt:- vopsirea prin depozitare, la 1200C, dar daca aceste conditii nu sunt posibile, se foloseste

un accelerant de colorare (bazat pe benzoat de butil sau salicilat de butil)- procesul termosol.

2.7.7. Vopsirea amestecurilor de fibre

Amestecurile de fibre naturale/sintetice devin din ce in ce mai importante in industria textila deoarece ele permit combinarea proprietatilor tehnologice favorabile ale fibrelor sintetice cu sezatia placuta a fibrelor naturale.

Din totalul consumului de fibre PES, 55 – 60 % sunt folosite in amestecuri cu fibre de celuloza sau lana. In jur de 40 % din fibrele de poliamida sunt folosite in amestecuri, in timp ce 50 % din fibrele de poliacrilat sunt folosite in special in amestec cu lana pentru tricoturi. [186, Ullmann’s, 2000].

Amestecurile de fibre pot fi produse dupa urmatoarele trei metode:- Fibrele de tipuri diferite sub forma de fibra scurta sunt amestecate in stadiul de fabricare a

firului, in timpul bobinarii- Fibrele de diferite tipuri sunt bobinate separat si firele care rezulta sunt filate impreuna

pentru a da un fir mixt- Fibrele de diferite tipuri sunt bobinate separat si combinate numai in stadiul de tesere in

care, unul sau mai multe fire se folosesc ca urzeala, iar celelalte ca batatura.

Vopsirea amestecurilor de fibre este intotdeauna mai lunga ca durata si mai dificila ca operatie in comparatie cu vopsirea fibrelor pure. In ciuda acestor dezavantaje, se incearca situarea vopsirii cat mai la sfarsitul procesului de finisare. Acest lucru permite colorantului sa satisfaca nevoile pietii fara a avea nevoie sa fie depozitate cantitati mari de material deja vopsit sub forma de gramezi sau fire in toate nuantele posibile.

92

Cand se vopsesc amestecurile de fibre, se poate aplica urmatoarea metoda:- Cele doua fibre sunt vopsite in acelasi ton (‘ton in ton’) sau in doua nuante diferite folosind

aceeasi coloranti- Doar o fibra este vopsita (colorantul nu este absorbit de celelalte fibre)- Diferite fibre sunt colorate in tonuri diferite

Pentru vopsitul ‘ton in ton’, este posibila folosirea aceluiasi colorant pentru diferite fibre. Cand trebuie sa fie folosite diferite clase de coloranti, procesul de vopsire este mai usor de controlat cand colorantii selectati au afinitate doar pentru una din fibre, dar nu si pentru cealalta. Practic, aceasta situatie este exceptionala, iar vopsirea amestecurilor de fibre este o operatie complexa.

Vopsirea amestecurilor de fibre poate fi facuta in mod discontinuu (batch), in procese semicontinui si continui. Vopsirea prin depozitare (discontinua) include:- Vopsirea intr-o baie si intr-un singur timp (toti colorantii sunt adaugati in acelasi timp intr-o

singura baie)- Vopsirea intr-o singura baie si in doi timpi (colorantii sunt adaugati in aceeasi baie in timpi

consecutivi)- Vopsirea in doua bai (colorantii sunt aplicati in doua bai si in doi timpi diferiti)

Cele mai comune amestecuri de fibre vor fi discutate in sectiunile urmatoare.

Amestecuri poliester – celuloza

O mare parte a intregii productii de fibre PES (cca. 45 %) este utilizata in acest amestec. Amestecurile poliester – celuloza sunt folosite la toate tipurile de imbracaminte si lenjerie de pat. Componentul celulozic este de obicei bumbac, dar firele din fibre de vascoza si ocazional inul sunt de asemenea folosite. Raportul de amestec ideal este 67:33 PES:celuloza (pentru textilele purtate pe piele), 50:50 si 20:80 [186, Ullmann’s, 2000].

In vopsirea amestecurilor PES – celuloza, colorantii de dispersie sunt utilizati pentru componentul poliesteric, in timp ce componenta celulozica este vopsita cu coloranti reactivi de baie si directi.. Vopsirea cu pigmenti este folosita frecvent pentru nuantele deschise.

Colorantii de dispersie pateaza fibrele de celuloza slab si pot fi indepartate cu usurinta prin spalare ulterioara sau, daca este necesar, prin tratare reductiva. Cei mai multi coloranti folositi pentru celuloza pateaza PES slab sau deloc.

Amestecurile PES – celuloza sunt vopsite in mod uzual in procese continui. In orice caz, pentru tesaturi si tricoturi vopsirea discontinua este de o importanta majora.

In vopsirea discontinua(batch), aplicarea colorantilor se poate face in unul sau in doi timpi, intr-o singura baie sau in bai diferite in stadiile ulterioare. Colorantul de dispersie este aplicat in general in conditii de temperatura inalta fara a folosi carrieri.

93

In procedura ‘o baie/un timp’, auxiliarii speciali, denumiti donori de acid, sunt folositi ca sa scada pH-ul atunci cand temperatura este crescuta. In acest fel, este posibil sa se fixeze colorantii reactivi in conditii alcaline si apoi sa atinga conditiile optime de vopsire (pH 5 – 6) pentru colorantii de dispersie, prin cresterea temperaturii. Alternativ, este avantajos sa se lucreze la un pH 8 – 10 folosind coloranti de dispersie stabili in mediu alcalin, care evita problemele cu oligomerii.

Procedura ‘o baie/un timp’ este preferata, fiind mai economica, dar prezinta mai multe dificultati. De exemplu, prezenta unei sari creste tendinta colorantului de dispersie de a pata fibrele de bumbac din amestec. Recent dezvoltati, colorantii reactivi cu continut scazut de saruri se asteapta a arata performanta buna si reproductibilitate ridicata in aceasta aplicare (vezi sectiunea 4.6.11).

In proselele continui colorantii sunt de obicei aplicati intr-o singura baie. Tesatura este apoi uscata si colorantul de dispersie este fixat la componentul PES printr-un proces termosol. Apoi, al doilea colorant se aplica dupa procedura tipica a fiecarei clase, folosind in general procesele fulardare – aburire, fulardare – jigher sau fulardare – depozitare.

Tabelul 2.10 prezinta un rezumat al celor mai frecvente procese aplicate. Colorantii sunt aplicati conform conditiilor de aplicare tipice fiecarei clase. Pentru mai multe detalii in ceea ce priveste o clasa de colorant data, vezi sectiunea specifica.

Tehnica Dispersat/de baie

Dispersat/reactiv

Dispersat/direct

Pigment

Discontinua

Procesul ‘o baie’Procesul ‘doua – bai’Procesul ‘o baie/doi timpi’

FTFTFT

FT

FT

N(1)

Continua Stadiu I Stadiu II

94

N

N

N

N N

Aplicarea tuturor colorantilor intr-o baie prin im-pregnare + uscare urmata de:

-termosol+ fulardare-jigher-termosol+fulardare-depozitare-termosol+fulardare-aburire

F = firN = netesutT = tricotVopsirea cu pigment include impregnarea cu pigment, un agent de legare si auxiliari, uscarea si polimerizarea la 1400C pentru 5 minute.

Tabel 2.10: Sumarul colorantilor si tehnicilor de vopsit pentru amestecurile poliester – celuloza

Amestecuri poliester – lana

Amestecurile poliester – lana sunt folosite la scara larga, in special pentru tricoturi si articole din netesut. Cel mai frecvent raport intalnit este 55:45 PES:lana.

Lana nu poate fi vopsita la temperaturile ridicate tipice procesului de vopsire pentru fibrele PES si pentru amestecurile PES – celuloza. Timpul de vopsire trebuie sa fie, de asemenea, cat se poate de scurt, pentru ca lana sa nu fie distrusa. Pentru productii mari este preferabil sa se vopseasca lana si PES separat, amestecand cele doua fibre la stadiul de fire. Oricum, schimbarile rapide ale aspectului si timpul scurt cel mai adesea nu permit vopsirea separata.

Cand se vopsesc amestecuri poliester – lana se folosesc coloranti de dispersie pentru poliester si coloranti anionici (coloranti acid metal - complecsi) pentru lana.

Numai colorantii de dispersie, care pateaza lana foarte slab sau care sunt indepartati cu usurinta prin spalare, pot fi folositi pentru a vopsi amestecurile lana – poliester. Colorantii de dispersie, de fapt, tind sa pateze lana si o tratare reductiva dupa vopsire nu este intotdeauna posibila (sunt necesari coloranti stabili adecvati).

Amestecurile PES – lana sunt vopsite in mod normal conform urmatorului proces prin depozitare:

95

- La temperatura de fierbere se folosesc carrieri- La 103 - 1060C se folosesc putini carrieri- La 110 – 1200C se adauga formaldehida ca agent protectiv pentru lana si o cantitate mica

de carrieri sau deloc (conditii de temperatura inalta).

Din cauza problemelor de mediu asociate cu folosirea carrierilor (vezi Sectiunea 8.6.7. si 2.7.8.1), prima tehnica de vopsire se evita pe cat posibil. Conform acestora, fibre capabile a fi vopsite fara carrieri se gasesc, acestea putand fi vopsite la temperatura de fierbere fara a folosi carrieri (vezi Sectiunea 4.6.2 pentru mai multe informatii despre fibrele ce se pot vopsi fara carrieri si Sectiunea 4.6.1 pentru carrieri optimizati la mediu).

Metoda ce include procesul ‘o baie’ este preferata in practica; procesul ‘doua bai’ este aplicat atunci cand se cer nuante inchise si fixare intensa. Materialul este intai vopsit cu coloranti de dispersie. O tratare intermediara reductiva poate fi aplicata inainte de vopsirea lanii. In ambele metode de vopsire, dupa vopsire, o tratare ulterioara este aplicata pentru a indeparta orice colorant de dispersie atasat la lana, daca colorantul folosit poate suporta acest tratament. Materialul este tratat cu amina grasa etoxilata in flota slab acida la 600C.

Amestecuri poliamida – celuloza

Din moment ce fibrele de PA au afinitate pentru aproape toti colorantii folositi pentru celuloza, exista o multime de posibilitati pentru a vopsi acest amestec:- Cu coloranti directi si de dispersie (ph 8)- Cu coloranti acizi sau cu 1:2 metal-complecsi (pH 5 – 8)- Cu coloranti de cada (prin procese de epuizare sau fulardare – aburire)- Cu coloranti reactivi.

Conditiile de aplicare sunt aceleasi tipice pentru fiecare clasa de colorant. Acestea au fost descrise in sectiunea specifica.

Amestecuri poliamida – lanaRaportul in amestecurile poliamida – lana folosite variaza intre 20:80 si 60:40. Acest amestec este in mod particular important in sectorul de producere a covoarelor. Informatii detaliate sunt prezentate in sectiunea specifica dedicata acestui sector (vezi Sectiunea 2.14.5).

Ca o informatie generala despre tipurile de vopsire potivite acestui tip de amestec, ambele tipuri de fibre au afinitate pentru colorantii acizi si 1:2 metal-complecsi. Oricum, din momemt ce PA este mai accesibila colorantului decat lana, PA se vopseste mai intens, in mod particular in cazul culorilor deschise. Pentru a contracara acest efect se folosesc agenti de egalizare (in special sulfatati aromatic) speciali (numiti de asemenea agenti blocanti ai PA). Acesti auxiliari au o afinitate relativ mare pentru fibrele de PA si intarzie absorbtia colorantului in aceasta parte a amestecului.

Vopsirea se face in prezenta acidului acetic si a sulfatului de sodiu. Datorita fixarii limitate a colorantilor acizi sunt necesari coloranti 1:2 metal-complecsi pentru nuantele inchise. [186, Ullman’s, 2000].

96

Amestecuri acrilic – celuloza

Amestecurile PAC – celuloza se folosesc pentru textilele de uz casnic (draperii si tesaturi din in pentru mese) si pentru imitatiile de blana (in care suprafata contine fibre PAC iar spatele este facut din bumbac). Procentul de PAC in amestecuri variaza intre 30 si 80 %..

PAC poate fi vopsit cu coloranti cationici sau de dispersie, in timp ce colorantii directi de cada sau reactivi pot fi folositi pentru componenta celulozica.

Urmatoarele metode sunt cel mai frecvent folosite pentru vopsirea acestor amestecuri:- Vopsire continua cu coloranti cationici si directi in functie de procesul fulardare – aburire

(pentru a evita precipitarea colorantilor cationici si anionici prezenti in flota de fulardare in concentratii relativ inalte, un amestec de surfactanti anionici si ionici sunt adaugati la solutie)

- Vopsirea discontinua (de obicei conform metodei ‘o baie/doi timpi’) cu coloranti cationici si de cada sau cu coloranti cationici si reactivi.

Amestecuri acril – lana

Printre fibrele sintetice, fibrele PAC sunt cele mai potrivite pentru a obtine amestecuri cu lana care-si mentin un caracter lanos. Acest lucru face ca aceste amestecuri sa fie folosite pe scara larga, in special pentru tricoturi si pentru textile de uz casnic. Raportul de amestec al fibrelor PAC cu lana variaza de la 20:80 la 80:20.

Colorantii metal-complecsi, acizi si reactivi sunt folositi in mod uzual pentru partea de lana, in timp ce PAC este vopsit cu coloranti cationici.

Colorantii cationici pateaza fibrele de lana. Mai mult, colorantii cationici se ataseaza intai de lana si mai apoi migreaza la fibrele PAC la temperaturi ridicate. Chiar daca sunt selectati coloranti cu fixare intensa, vopsirea trebuie condusa pentru un timp suficient de indelungat (de la 60 la 90 minute) pentru a obtine o buna fixare a colorantului pe lana [186, Ullmann’s, 2000]Amestecurile PAC – lana pot fi vopsite folosind urmatoarele metode:- ‘o baie/un timp’- ‘o baie/doi timpi’- ‘doua bai’

Prima metoda permite timpi de vopsire mai scurti si un consum mai scazut de apa. Oricum, aceasta nu se poate aplica intotdeauna pentru ca prezenta simultana in baia de colorant a componentelor anionice si cationice poate produce precipitarea . Precipitarea poate fi prevenita folosind agenti de dispersie si selectand coloranti adecvati.

Cand se vopseste cu metoda ‘o baie/doi timpi’, folosirea agentilor de fixare nu este necesara. De fapt, lana absorbe colorantul cationic si il elibereaza incet, actionand ca un agent de retardare (exercitand un efect de intarziere pe fibrele PAC).

97

2.7.8 Probleme de mediu

Sursele potentiale si tipurile de emisii asociate cu procesele de vopsire sunt sumarizate in urmatorul tabel:

Operatiuni Surse de emisie Tipuri de emisiiPrepararea amestecului

Prepararea colorantului Discontinui, emisii de apa cu concentratii scazute la finalul fiecarui ciclu (timpul de curatare)

Prepararea auxiliarilor Discontinui, emisii de apa cu concentratii scazute la finalul fiecarui ciclu (timpul de curatare)

Indepartarea colorantilor si a auxiliarilor (manual)

Poluare indirecta datorita dozarii inacurate si a manipularii inadecvate a chimicelor (scurgeri, nuante slabe, etc)

Indepartarea colorantilor si a auxiliarilor (automat)

Nu exista emisie datorita faptului ca sistemul este calibrat in mod regulat si verificat pentru acuratete

Vopsirea discontinua

Vopsire Discontinui, emisii de apa cu concentratii scazute la finalul fiecarui ciclu

Operatiile de spalare si clatire dupa vopsire

Discontinui, emisii de apa cu concentratii scazute la finalul fiecarui ciclu

Spalarea echipamentului Discontinui, emisii de apa cu concentratii scazute

Vopsire semicontinua si continua

Aplicarea colorantului Nu exista emisie din acest proces, doar in cazul in care baia de colorant este drenata

98

Fixarea prin abur sau caldura uscata

Emisie continua in aer (in general nesemnificativa, cu exceptia situatiilor specifice, ca de exemplu procesul termosol, uscarea tesaturilor vopsite cu carrieri, etc)

Operatiile de spalare si clatire dupa vopsire

Continui, emisii de apa cu concentratii scazute

Indepartarea ramasitelor din interiorul utilajelor si a compartimentelor de depozitare din container

Discontinui, emisii de apa concentrate la sfarsitul fiecarui lot

Spalarea echipamentului Discontinui, emisii de apa cu concentratii scazute (poate contine substante nocive cand sunt aplicati agenti reducatori si hipoclorit)

Tabel 2.11: Emisii tipice generate in procesele de vopsire

Asa cum arata tabelul, cele mai multe emisii sunt emisii in apa. Datorita presiunii scazute a vaporilor substantelor din baia de colorant, emisiile in aer sunt de obicei nesemnificative si pot fi privite mai mult ca o problema legata de atmosfera de la locul de munca (emisii fugitive din dozarea/indepartarea chimicelor si procesul de vopsire in utilaje ‘deschise’). Cateva exceptii sunt: procesul termosol, vopsirea cu pigmenti si acele procese de vopsire in care se folosesc carrieri. In vopsirea cu pigmenti substratul nu este spalat dupa aplicarea pigmentului si de aceea poluantii sunt eliberati cantitativ in aer in timpul uscarii. Emisiile de la carrieri sunt in aer si in apa.

In prima parte a urmatoarei discutii vor fi descrise problemele de mediu legate de substantele folosite, iar in partea a doua vor fi mentionate problemele de mediu legate de procesul de vopsire.

2.7.8.1 Problemele de mediu legate de substantele folosite

Substantele poluante ale apei din emisiile mentionate mai sus provin din:- coloranti (toxicitate, metale, culoare)- auxiliarii continuti in combinatii cu coloranti- chimicele de baza (alcali, saruri, agenti reducatori si oxidanti) si auxiliari folositi in procesul

de vopsire

99

- contaminatori prezenti pe fibre cand intra in secventa procesului (reziduuri de pesticide de pe lana sunt intalnite pe fibrele laxe si in timpul uscarii firelor)

Coloranti

Baile de colorant folosite (vopsire discontinua), flotele reziduale si apa din operatiile de spalare contin intotdeauna un procent de colorant nefixat. Ratele de fixare variaza considerabil intre diferitele clase de coloranti si pot fi in special scazute pentru colorantii reactivi (in cazul bumbacului) si pentru colorantii de sulf. Mai mult, variatii largi se intalnesc chiar intr-o clasa data de coloranti. Aceasta este in mod particular importanta in cazul colorantilor reactivi. Rate de fixare de peste 60 % nu pot fi atinse, de exemplu, in cazul colorantilor reactivi cu cupru (nichel) ftalocianina folositi in special pentru nuante turquoise-verzi si bleumarin. In contrast, colorantii reactivi asa-numiti ‘double – anchor’ pot atinge rate de fixare extrem de mari (vezi Sectiunea 4.6.10 si 4.6.11).

Coeficientul de fixare al unui anumit colorant variaza in functie de tipul de fibra, nuanta si parametrii de vopsire. Astfel, valorile coeficientului de fixare nu pot fi decat aproximative. In orice caz, ele sunt utile pentru a aprecia cantitatea de colorant nefixat care poate fi gasit in apele reziduale. Informatii din diverse surse sunt prezentate in tabelul urmator:Coloranti EPA OECD ATV Bayer(1) Euratex SpaniaAcizi- pt. lana- pt. PABaziciDirectiDe dispersie- pt. acetat- pt.PES 1bar- pt. PES temp. inalta AzoiciReactivi(2)

-pt. bumbac-pt. lana Metal-complecsiCu cromDe cadaDe sulfSursa: [11, US EPA, 1995], [77, EURATEX, 2000] si [293, Spain, 2002]EPA: US Environmental Protection Agency (Agentia de protectie a mediului a SU)OECD: Organizatia de cooperare economica si dezvoltareATV: Abwasser Technishe Vereinigung (Asociatia tehnica pt. ape reziduale)Nota: (1): Actual Dystar (incluzand si BASF) (2): Coloranti reactivi noi cu coeficienti de fixare inalti sunt acum disponibili (vezi sectiunea 4.6.10 si 4.6.11)

100

Tabelul 2.12: Procentul de colorant nefixat care poate fi eliberat in reziduuri pentru principalele clase de coloranti

Dupa cum am mai mentionat, consecinta fixarii incomplete este eliminarea unui procent din colorantul folosit in proces in apele reziduale.

Colorantii nu sunt degradabili in conditii oxidative, cu toate ca unii dintre ei pot fi degradati in alte conditii ( colorantii ‘azo’ pot fi degadati in conditii de anoxie, anaerobe). Moleculele de coloranti mai putin hidrosolubili (tipic cele de dispersie, de cada, cu sulf, o parte din cei directi si pigmentii) pot fi bio-eliminate din apa reziduala prin coagulare/precipitare sau absorbtie/adsorbtie pe sedimentul activat (activated sludge). Cantitatea de sediment activat din tratarea apei reziduale si cantitatea de colorant care trebuie eliminata sunt factorii cheie care determina eficienta indepartarii colorantului din scurgerile reziduale.

Un alt factor care trebuie luat in considerare este puterea de colorare a colorantului. De exemplu, in cazul colorantilor reactivi o concentratie mai mica de colorant trebuie folosita pentru a crea o anumita nuanta fata de alte clase de coloranti ( directi, de cada sau de sulf). Astfel, o cantitate mai mica de colorant trebuie sa fie indepartata din apa reziduala.

Apa reziduala care contine coloranti greu bio-eliminabili (cu exceptia cazurilor in care acestia sunt supusi unor tehnici de tratare distructiva) va suferi o tratare biologica si va fi eliminata in scurgerile reziduale. Prima modificare notabila a apelor in care se elimina aceste produse este culoarea. Acest fapt nu determina numai un impact estetic, ci pot intrerupe chiar si fotosinteza, afectand astfel viata acvatica.Alte efecte sunt legate de continutul organic al colorantului (exprimat de obicei prin COD si BOD, dar putand fi chiar mai bine exprimat ca si carbon organic, folosind TOC, DOC ca parametrii), de toxicitatea sa acvatica si de prezenta in molecula de metale sau halogeni care pot da nastere la emisii AOX.

Aceste probleme sunt discutate mai in amanunt pentru fiecare clasa de coloranti in sectiunea 9. Doar cateva elemente-cheie sunt prezentate in aceasta sectiune.

Emisii AOX

Colorantii de dispersie, de cada si reactivi pot contine in molecula lor halogeni.

Continutul in halogeni legati organic poate fi de pana la 12% pentru unii coloranti de cada. Colorantii de cada, insa, prezinta o fixare puternica. In plus, ei sunt insolubili in apa, procentul de colorant din scurgeri putand fi astfel eliminat foarte eficient in urma tratarii apei reziduale, prin absorbtie pe sedimentul activ.

Colorantii reactivi, dimpotriva, au grad mic de fixare ( cel mai mic grad de fixare se intalneste in cazul colorantilor ftalocianinici in vopsirea prin depozitare) si indepartarea lor din apa rezidula este dificila datorita biodegradarii reduse si/sau absorbtiei scazute a colorantului pe sedimentul

101

activat. Halogenul din gruparile reactive MCT (monoclorotriazine) este convertit in clor inofensiv in timpul procesului de vopsire. Cand se calculeaza incarcatura apei reziduale se presupune ca aceste grupari reactive MCT reactioneaza complet prin fixare sau hidroliza, astfel incat ele nu contribuie la emisiile AOX. Totusi, multi coloranti uzuali polihalogenati, cum ar fi DCT (diclorotriazine), DFCP (difluorocloropirimidine) si TCP (tricloropirimidine) contin halogen legat organic chiar si dupa fixare si hidroliza. Halogeni legati se gasesc de asemenea in scurgerile de concentrate de colorant (flota de fulardare) si baile de colorant neepuizate care contin colorant rezidual.

Pentru celelalte clase de coloranti emisiile AOX sunt nesemnificative deoarece, cu mici exceptii, continutul de halogen este sub 0,1%.

PARCOM 97/1 recomanda limite stricte pentru emisiile AOX. Chiar si mai stricte sunt limitele impuse de legislatia EU-Ecolabel si cea Germana. Numeroase cercetari au fost efectuate in ceea ce priveste emisiile AOX din reziduurile din industria textila, insa folosirea lor ca indicator de poluare ramane o problema de discutat.

Colorantii care contin halogeni (cu exceptia fluorului) legati organic sunt masurati ca AOX. Singurul mod de a limita AOX din vopsire este de a selectiona colorantii, de a folosi cat mai eficient colorantii sau de a tratar reziduurile prin decolorare. Decolorarea reziduurilor se poate face folosind tehnici distructive, ca de exemplu oxidarea cu radicali liberi, sau tehnici nedistructive (coagulare, adsorbtie).

Oricum, trebuie notat ca AOX din coloranti nu au acelasi efect ca si AOX rezultat din reactiile de clorinare (reactii de formare a halogenilor, in particular) din procesele textile, ca de exemplu albire, tratamentele anti-impaslire a lanii.

Colorantii nu sunt componente biodegradabile iar halogenii din molecula lor nu ar trebui sa dea reactia de formare a halogenilor (principala cauza a AOX accidentale)

Astfel, este interesant sa se considere ca PARCOM 97/1 nu impune o valoare limita general valabila pentru descarcarile de AOX ci mai degraba permite diferentierea intre AOX accidental si AOX neaccidental [50, OSPAR, 1997]

Emisii de metale grele

Metalele pot fi prezente in coloranti din doua motive. In primul rand, metalele sunt folosite drept catalizatori in timpul producerii de coloranti si pot fi prezenti ca impuritati. In al doilea rand, in unii coloranti metalul este chelat cu molecula de colorant, formand un element structural integral.

Producatorii de coloranti depun acum mai mult efort pentru a reduce cantitatea de metale prezenta ca impuritati. Acest lucru se poate realiza prin selectarea produsilor de inceput, prin indepartarea metalelor grele si substituirea solventului unde reactia are loc.

102

ETAD a stabilit limite pentru continutul in metale grele al colorantilor. Valorile au fost stabilite pentru a asigura ca nivelele de emisie de la o vopsire 2 % si dilutia colorantului de 1:2500 vor corespunde nivelelor actuale de control a apelor reziduale.[64, BASF, 1994]

Exemple de coloranti ce contin metale legate sunt cupru si nichel in grupuri cu ftalocianina, cuprul in coloranti albastri reactivi cupru-azo-complex si cromul in coloranti metal complecsi folositi pentru lana si poliamida. Cantitatea totala de coloranti metalici folositi este in scadere, dar raman domenii (unele nuante ca de exemplu verdele, cateva nivele de fixare la lumina) in care colorantii cu ftalocianina de exemplu, nu pot fi usor substituiti.

Prezenta metalului in acesti coloranti metalizati poate fi privita ca o problema de o importanta mai mica in comparatie cu prezenta impuritatilor de metale libere. In conditiile in care nivelele optime ale proceselor de epuizare si fixare sunt atinse si sunt luate masuri pentru a minimaliza pierderile prin manipulare,cantarire,spalarea utilajelor, etc., numai o mica proportie de colorant neconsumat ar trebui sa ajunga in solutiile reziduale. Mai mult, din moment ce metalul este o parte integrala a moleculei de colorant, care este nebiodegradabila, exista un potential scazut ca aceasta sa devina biodisponibila.

Este de asemenea important sa se ia in calcul metodele de tratare ca de exemplu filtrarea si adsorbtia pe sedimentul activat, care indeparteaza colorantul din solutiile reziduale si care reduc de asemenea proportional cantitatea de metal legat in reziduurile finale. Pe de alta parte, alte metode cum ar fi oxidarea avansata, pot elibera metalul.

Toxicitatea

Colorantii care prezinta toxicitate acvatica si/sau manifestari alergice sunt evidentiati in Sectiunea 9 . Aici este important sa mentionam ca 60 pana la 70% din colorantii utilizati actual sunt de tip ‘azo’ [77, EURATEX, 2000]. In conditii reducatoare, acesti coloranti pot produce amine, unele dintre ele fiind carcinogene. O lista a acestor amine carcinogene care se pot forma din clivarea anumitor coloranti ‘azo’ este prezentata in Tabelul 2.13.

tabel

Tabel 2.13: lista aminelor carcinogene

Folosirea colorantilor ‘azo’ care pot cliva intr-una din cele 22 amine aromatice potential carcinogene din lista de mai sus este interzisa conform rectificarii 19 a Directivei 76/769/EWG pentru substante periculoase.

Oricum, mai mult de 100 de coloranti cu potential de a forma amine carcinogene sunt inca disponibili pe piata[77, EURATEX, 2000].

Auxiliari folositi in formulele de coloranti

103

In functie de clasa de colorant si de metoda de vopsire folosita (vopsire discontinua, fulardare) diversi aditivi sunt prezenti in formulele de coloranti. Deoarece aceste substante nu sunt absorbite/fixate de catre fibre, ei sunt complet eliminati in solutiile reziduale. Aditivii comun folositi sunt prezentati in tabelul de mai jos.

Aditiv Compozitie chimica COD BOD TOCDispersanti Lignin – sulfonati

Produsi de condensare ai formaldehidei cu naftalinosulfonatiEtilenoxid/propilenoxid copolimeri

Saruri Sulfat de sodiu, clorura de sodiuAglutinanti (sub forma de pudra)

Uleiuri minerale sau de parafina (+aditivi)

Agenti antispumare

Acetilglicoli

Agenti antiinghetare

Glicerina Glicoli

Agenti de ingrosare

Carboximetil celulozaPoliacrilati

Sisteme tampon Fosfat, acetatSursa [18, VITO, 1998]Note:(1) Test de eliminare statistica (ZAHN-Wellens Test)Celulele goale semnifica inexistenta datelor.

Tabel 2.14 : Proprietati ecologice ale aditivilor din formulele de coloranti

Chiar daca acesti aditivi nu sunt toxici pentru viata acvatica, ei sunt in general greu biodegradabili si nu usor bioeliminabili. Aceasta este adevarata in special pentru dispersantii prezenti in formulele de coloranti de cada si de sulf. Acesti coloranti sunt insolubili in apa si au nevoie de acesti auxiliari speciali pentru a putea fi aplicati pe textile, in forma de dispersie apoasa. Acesti dispersanti sunt reprezentati in special de produsii de condensare formaldehida – naftalinosulfonati si lignin – sulfonati, dar produsi de sulfometilare rezultati din condensarea fenolilor si sulfit de sodiu pot fi intalniti. Alti aditivi greu eliminabili sunt: acrilatii si agentii de ingrosare pe baza de CMC si agentii antispumare.

Diferenta dintre formulele lichide si solide ar trebui de asemenea mentionata. Colorantii disponibili in foram lichida contin numai o treime din agentul de dispersare gasit in mod normal in formulele de coloranti sub forma de pudra (vezi tabelul 2.15). Motivul acestei diferente rezulta din procesul de fabricare al colorantilor sub forma de pudra: particulele foarte mici, generate in timpul macinarii trebuie protejate in timpul procesului urmator de uscare si acest lucru este posibil numai adaugand cantitati mari de agenti de dispersie.

Componentul din formula

Formule-pudra Formula lichida

Colorant

104

Agent de dispersieSaruriAglutinanti (pudra)Agenti antispumareAgenti antiinghetareAgenti de ingrosareApaSursa [18, VITO, 1998]

Tabel 2.15: Proportia aditivilor si a colorantului in formulele de coloranti pudra sau lichid

De mentionat ca formulele lichide includ dispersii lichide si solutii adevarate (solutii fara agenti de solubilizare), in timp ce colorantii pudra pot fi sub forma de prafuri, in curgere libera, pudre granulare.

Chimice de baza si auxiliari folositi in procesul de vopsire

In ceea ce priveste problemele de mediu legate de chimice si auxiliarelr folosite in procesul de vopsire merita mentionate urmatoarele elemente cheie:

Agenti reducatori cu continut de sulf

Solutiile reziduale din vopsirea cu sulf contin sulfiti folositi in proces ca agenti reducatori. In unele cazuri sulfitul este deja continut in formula colorantului iar in alte cazuri este adaugat in baia de vopsire inaintea vopsirii. Totusi, la final, excesul de sulfit ajunge in solutia reziduala. Sulfitii sunt toxici pentru organismele acvatice si contribuie la cresterea incarcaturii COD. In plus, anionii sulfiti sunt convertiti in hidrogen sulfurat in conditii acide, dand astfel nastere unor probleme de miros si corozivitate.

Hidrosulfitul de sodiu (numit si ditionit de sodiu) este un alt agent reducator cu continut de sulf, care este folosit uzual nu numai in procesele de vopsire cu coloranti de sulf si de cada, dar si ca agent de spalare reducator in vopsirea fibrelor PES. Hidrosulfitul de sodiu este mai putin periculos ca sulfitul de sodiu. Totusi, in timpul procesului de vopsire, hidrosulfitul de sodiu este convertit in sulfit (toxic pentru pesti si bacterii) si in unele cazuri acesta este oxidat in continuare in sulfat.

In tratarea solutiilor reziduale sulfitul este in mod normal oxidat in sulfat, dar acesta poate cauza chiar si el probleme. De fapt, sulfatul poate cauza coroziunea tevilor din beton sau poate fi redus in conditii anaerobe in hidrogen sulfurat.

Hidroxiacetona, chiar daca produce o crestere a incarcaturii COD este recomandata pentru scaderea continutului in sulf a solutiilor reziduale dar nu poate inlocui hidrosulfitul in toate cazurile. Noi agenti reducatori cu efecte reducatoare imbunatatite au fost produsi (vezi sectiunea 4.6.5 si sectiunea 4.6.6 pentru alte detalii)

105

Consumul de agenti reducatori de catre oxigenul prezent in utilaj (utilaje de vopsire cu inundare partiala) trebuie de asemenea luat in calcul. In loc sa se foloseasca doar cantitatea de agent reducator necesara reducerii colorantului, o cantitate semnificativa de agent reducator trebuie adaugata deseori pentru a compensa acea cantitate consumata de oxigenul din utilaj. Aceasta in mod evident creste necesarul de oxigen al solutiilor reziduale rezultate.

Agenti oxidanti

Dicromatii nu ar mai trebui utilizati in Europa ca agenti de oxidare in procesele de vopsire cu coloranti de cada si de sulf, dar este inca folosit pe scara larga pentru fixarea colorantilor cu crom in vopsirea lanii. Cromul III prezinta toxicitate acuta scazuta , in timp ce cromul VI prezinta toxicitate acuta si s-a demonstrat ca este carcinogen fata de animale. In timpul procesului de vopsire cu coloranti cu crom CrVI este redus la CrIII daca procesul este sub control. Oricum, emisii de crom VI pot avea totusi loc datorita manuirii inadecvate a dicromatului in timpul prepararii colorantului (trebuie manuit cu atentie deoarece dicromatul este carcinogenic si poate cauza probleme de sanatate muncitorilor care-l manipuleaza). Emisiile de crom trivalent in apele reziduale pot fi minimalizate (vezi Sectiunea 4.6.15), dar nu pot fi evitate decat in cazul in care un colorant alternativ este folosit (vezi Sectiunea 4.6.16).

Folosirea bromurilor, iodurilor si clorurilor ca agenti de oxidare in procesele de vopsire cu coloranti de cada si de sulf si folosirea hipocloritului ca agent de indepartare in decolorarea defectelor de fabricatie sau pentru curatarea utilajelor de vopsire (inainte de vopsirea cu un colorant deschis) poate produce emisii AOX. Oricum, numai hipocloritul si compusii care contin clor elementar (anumite produse care contin Cl2 sau folosesc clorul ca activator al formarii dioxidului de clor) pot declansa AOX accidentale.

Sarea

Sarurile de diferite tipuri sunt utilizate in procesul de vopsire cu diferite scopuri (pentru a promova sau a creste epuizarea colorantului). In special, cantitati mari de saruri sunt utilizate in vopsirea prin depozitare a bumbacului cu coloranti reactivi. Cantitatea de saruri utilizata este semnificativa fata de cea folosita pentru alte clase de coloranti, de exemplu colorantii directi (tabelul 2.16) si eforturi au fost facute de catre producatori pentru a rezolva aceasta problema (vezi Sectiunea 4.6.11).

Nuanta Colorant Cantitatea de saruri folosita cu coloranti directi

Cantitatea de saruri folosita cu coloranti reactivi

DeschisaMedieInchisaSursa [11, US EPA, 1995]

Tabelul 2.16: Cantitatea de sare folosita in procesul de vopsire prin depozitare a bumbacului cu coloranti directi si reactivi

106

In afara folosirii sarurilor ca material brut, neutralizarea acizilor si bazelor folosite uzual produce saruri.

Sarurile nu sunt indepartate prin tratarile conventionale ale apei reziduale si sunt astfel eliminate la final intr-un curs de apa. Chiar daca toxicitatea acvatica si animala a celor mai uzuale saruri este scazuta, in regiuni aride sau semiaride, folosirea lor pe scara larga poate produce concentratii peste limitele toxice si o crestere a salinitatii apei din panza freatica.

Tarile si-au stabilit limite de emisie la 2000 ppm sau mai jos. Standardele de calitate ale apei raurilor trebuie de asemenea luate in consideratie.

CarrieriUtilizarea acestor auxiliari care au fost larg folositi in trecut este redusa actual datorita problemelor ecologice si de sanatate. Acestia sunt inca folositi in vopsirea fibrelor de poliester in amestec cu lana.

Carrierii pot fi chiar de la inceput adaugati de catre producator. In acest caz finisatorii de textile vor sti foarte putin despre incarcatura eliminata in reziduuri ([4, Tebodin, 1991] si [61, L. Bettens, 1999]).

Carrierii (vezi Sectiunea 8.6.7) include un grup larg de compusi organici, multi dintre ei fiind abur volatili, slab biodegradabili si toxici pentru oameni si organisme acvatice. Totusi, cum substanta activa are de obicei afinitate mare pentru fibra (tipurile hidrofobe) 75 – 90 % sunt absorbite de textile si numai emulsificatorii si tipul hidrofil de carrieri ca de exemplu fenolii si derivatii de benzoat se gasesc in solutia reziduala. Carrierii care raman pe fibre dupa vopsire si spalare sunt partial volatilizati in timpul operatiilor de uscare si fixare si pot da nastere la emisii in aer. Urme pot fi totusi gasite pe produsul finit, aceasta reprezentand o potentiala problema pentru consumator.

Optiuni alternative sunt descrise in Sectiunea 4.6.1 si 4.6.2.

Alti auxiliari care intereseaza mediul inconjurator

Alte substante care pot fi intalnite printre auxiliarii de vopsire si care pot da nastere la poluarea apei sunt: Amine grase etoxilate (agent de egalizare) Alkilfenoli etoxilati (agent de egalizare) Produsi cuaternari de amoniu (retardanti pentru colorantii cationici) Polivinilpirolidona (agenti de egalizare pentru coloranti de cada, de sulf si directi) Produsi de condensare saruri cianamida – amoniac (auxiliari pentru imbunatatirea fixarii) Copolimeri acid acrilic – acid maleic (agenti de dispersie) Etilendiamina tetraacetat (EDTA) Dietilentriaminpentaacetat (DTPA) Etilendiamintetra(metilenfosfonic acid) (EDTMP) Dietilentriaminpenta(metilenfosfonic acid) (DTPMP) (ultimii 4: agenti de complexare)

107

Acestia sunt compusi hidrosolubili greu biodegradabili care trec netransformati sau doar partial degradati, prin sistemele de tratare ale solutiilor reziduale.

In plus, unii dintre ei sunt toxici (amine cuaternare) sau pot forma metaboliti care pot afecta reproducerea in mediu acvatic (APEO).

2.7.8.2 Probleme de mediu legate de proces

Atat consumul de apa cat si de energie din procesele de vopsire sunt in functie de tehnica folosita, metoda de operare si utilajul folosit.

Procesele de vopsire discontinua (batch) necesita in general cantitati mai mari de apa si energie decat procesele continui. Aceasta se datoreaza unui numar de diferiti factori. Cantitatea mai mare de flota implicata (liquor ratio) in vopsirea discontinua reprezinta unul dintre acesti factori. Dupa cum am mai mentionat in Sectiunea 2.7.2 cantitati mari de flota inseamna nu numai folosirea de cantitati mari de apa si energie ci de asemenea consumul crescut al acelor chimicale si auxiliare care sunt dozate in functie de volumul baii.

In concordanta cu calitatea diferitelor tipuri de substrate, toti producatorii de echipamente pot acum oferi acum utilaje care folosesc proportii mici de flota. Termeni ca ‘flota redusa – low liquor ratio’ si ‘flota foarte redusa – ultra – low liquor ratio’ sunt acum folositi uzual pentru a caracteriza performantele si caracteristicile utilajelor moderne.

Pentru vopsirea tesaturilor in forma de funie, valorile de referinta nominale pentru ‘utilajele cu flota redusa – low liquor ratio machines’ sunt in limitele de 1:5 si 1:8 pentru bumbac si respectiv 1:3 si 1:4 pentru PES. Proportia de flota poate fi mai mare pentru alte tipuri de substrate/fibre.

Termenul ‘flota foarte redusa – ultra low liquor ratio’ este utilizat pentru a caracteriza utilajele care pot fi operate la proportii de flota atat de scazute cat volumul minim pentru a uda total substratul si a evita avarierea pompelor. Acest termen se aplica numai la utilajele ce vopsesc tesatura numai in forma de funie.

Este important sa aratam diferenta dintre valoarea nominala si valoarea reala a proportiei de flota. Dupa cum a fost aratat in Sectiunea 2.7.2, proportia de flota nominala este proportia de flota la care utilajul poate fi operat cand este incarcat la capacitatea sa maxima/optima. Se intampla deseori ca utilajul sa fie subincarcat fata de capacitatea sa optima. Aceasta situatie se intalneste frecvent in cazul contractorilor cand este necesara o flexibilitate crescuta a productiei pentru a deservi loturi de dimensiuni variabile, in functie de cerintele clientului. Utilajele moderne pot fi inca operate la o proportie de flota aproximativ constanta in timp ce sunt incarcate la un nivel scazut pana la 60 % din capacitatea lor nominala (sau chiar 30 % din capacitatea lor nominala in cazul utilajelor de vopsit fire – vezi Sectiunea 4.6.19). In acest fel, aceleasi beneficii atinse cu proportii mici de flota pot fi mentinute chiar si la incarcari mai reduse. Este evident totusi ca atunci cand un utilaj este incarcat mult sub cantitatea sa optima (sub 60 % din capacitatea sa nominala pentru utilajele de vopsire a tesaturilor), valoarea reala a proportiei de flota va diferi mult fata de valoarea nominala. Aceasta va determina nu numai

108

performante scazute si o afectare mai mare a mediului (consum crescut de apa, energie si chimicale), cat si cost crescut de productie.

In concluzie, folosirea utilajelor cu flota redusa sau selectionarea celor mai potrivite utilaje pentru dimensiunile lotului ce urmeaza a fi procesat sunt lucruri fundamentale in obtinerea de performante in proces.

Spunand acest lucru, consumul inalt de energie si apa din vopsirea prin depozitare nu este numai rezultatul proportiilor inalte de flota.

Alt factor care trebuie luat in considerare este natura discontinua a modului de operare din vopsirea prin depozitare, in special in ceea ce priveste operatiile ca: racire, incalzire, spalare si clatire.Mai mult, potrivirea nuantelor poate fi responsabila pentru consumul ridicat de energie si apa , in special cand colorantul este indepartat fara aportul instrumentelor din laborator. In regimul manual, majoritatea colorantilor este in mod normal aplicata in prima faza pentru a obtine o nuanta care este apropiata cu cea necesara in produsul final. Aceasta este urmata de un numar de operatii de potrivire, in timpul carora cantitati mici de colorant sunt aplicate pentru a obtine nuanta finala. Nuantele care sunt dificil de potrivit pot necesita adaugari repetate de nuante cu racire si reincalzire intre fiecare adaugare [32, Enco, 2001].

Cresterea consumului de energie si de apa poate sa fie cauzat de asemenea de catre tehnicile de manipulare indecvate si/sau de controlul slab efectuat al procesului. De exemplu, in unele cazuri, indepartarea scurgerilor poate avea loc in timpul imersiei fibrei in utilaj, cand potentialul de supraumplere si scurgere exista unde utilajele sunt echipate doar cu valve de control manual, care nu reusesc sa controleze corect nivelul flotei si temperatura (vezi Sectiunea 4.1.4).

Procesele de vopsire continui si semicontinui consuma mai putina apa, dar asta inseamna ca se foloseste o concentratie mai mare de colorant in flota de vopsea. In vopsirea discontinua concentratia de colorant variaza de la 0,1 la 1 g/l, in timp ce in procesul continuu valorile variaza de la 10 la 100 g/l. Lichidul rezidual din flota de fulardare din bai, pompe si conducte poate determina o incarcare poluanta comparabila cu vopsirea discontinua, in special cand loturi mici de material sunt procesate. Oricum, limitele moderne de vopsire continua s-au imbunatatit in anii recenti. Folosirea conductelor si pompelor de dimensiuni mici si a bailor de fulardare mici ajuta la reducerea cantitatii de flota concentrata ce trebuie descarcata. In plus, este posibil sa se minimizeze inlaturarea reziduurilor prin folosirea sistemelor de dozare automate care masoara ingredientii solutiei de colorant si dau exact cantitatea necesara (vezi Sectiunea 4.1.3 si 4.6.7. pentru mai multe detalii despre imbunatatirile mai noi).

In ambele procese de vopsire – continua si prin discontinua – operatiile finale de spalare si clatire sunt timpi intensivi dependenti de existenta apei si trebuie luati in considerare. Operatiile de spalare si clatire consuma de fapt cantitati mai mari de apa decat vopsirea insasi (vezi Sectiunea 4.9.1 si 4.9.2 pentru tehnicile de conservare a energiei si a apei in procesele de vopsire prin depozitare si continui si Sectiunea 4.1.4 si 4.6.19 pentru optimizarea echipamentului in procesul prin depozitare).

109

2.8 Imprimarea

2.8.1 Procesele de imprimare

Imprimarea, ca si vopsirea, este un proces prin care se aplica culoarea unui substrat. Totusi, in loc sa se coloreze intreg substratul (haine, covoane sau fire) ca in vopsire, imprimarea culorii se face numai pe arii bine definite pentru a obtine aspectul dorit. Acest lucru implica folosirea de tehnici diferite si utilaje diferite, respectand vopsirea, dar procesele fizice si chimice care au loc intre colorant si fibra sunt analoage vopsirii.

Un proces tipic de imprimare implica urmatorii timpi: Prepararea pastei colorate: cand se imprima textile, colorantul sau pigmentul nu se gaseste

intr-o flota apoasa, in schimb, este la final dispersat de obicei intr-o pasat de imprimare, in concentratii mari

Imprimarea: pasta de colorant sau pigment este aplicata substratului folosind diferite tehnici care vor fi discutate mai jos

Fixarea: imediat dupa imprimare, tesatura este uscata si apoi ceea ce a fost imprimat este fixat cel mai frecvent cu aburi sau aer fierbinte (pentru pigmenti). De notat ca uscarea intermediara nu mai are loc in cazul imprimarii covoarelor (prea multa energie ar fi necesara pentru a indeparta flota inalt vascoasa).

Tratarea ulterioara: aceasta operatie finala consta in spalarea si uscarea tesaturii (nu este necesara in cazul imprimarii cu pigmenti sau cu alte tehnici particulare ca de exemplu imprimarea prin transfer).

Cand se descriu tehnicile diferite de imprimare trebuie facuta o distinctie intre imprimarea cu pigmenti, care nu are nici un fel de afinitate pentru fibra, si imptimarea cu coloranti (reactivi, in baie, de dispersie).

2.8.1.1 Imprimarea cu pigmenti

Imprimarea cu pigment a castigat mai multa importanta in zilele noastre si pentru unele fibre (de exemplu fibrele de celuloza) este de departe cea mai importanta tehnica aplicata. Pigmentii pot fi folositi pentru aproape toate tipurile de substraturi textile si , datorita cresterii performantei auxiliarilor moderni, este acum posibil sa se obtina imprimari de calitate inalta folosin aceasta tehnica.

Pastele de imprimat cu pigment contin un agent de ingrosare, un agent de legare si, daca este necesar, alti auxiliari ca de exemplu agenti de fixare, plasticizanti, agenti antispumare, etc.

Emulsiile albe , folosite in trecut ca sisteme de ingrosare, se mai folosesc in zilele noastre doar ocazional (in principal agenti de ingrosare pe jumatate). Mai multe informatii in ceea ce priveste caracteristicile auxiliarilor folositi pot fi gasite in sectiunea 8.7.2.

Dupa ce se aplica pasta de imprimare, tesatura este uscata si apoi pigmentul este fixat in mod normal cu aer fierbinte (in functie de tipul de agent de legare din formula, fixarea se mai poate

110

realiza prin depozitare la 200C pentru cateva zile). Avantajul imprimarii cu piment este ca acest proces se poate realiza fara o spalarea in prealabil (care, in schimb, este necesara pentru cele mai multe tehnici de imprimare).

2.8.1.2. Imprimarea cu coloranti

Prepararea pastei de imprimat

In mod traditional procesul incepe cu prepararea pastei. In comparatie cu imprimarea cu pigmenti, compozitia pastelor este mai complexa si variabila, fiind determinata nu de colorantul folosit ci de tehnica de imptimare, de substrat, de metodele de aplicare si fixare folosite.

In afara de colorant, pastele de imprimat contin un agent de ingrosare (vezi de asemenea Sectiunea 8.7.1) si alti auxiliari variati, care pot fi clasificati dupa functia lor in: Agenti oxidanti (m-nitrobenzen sulfonat, sodiu clorat, apa oxigenata) Agenti reducatori (ditionit de sodiu, sulfoxilati de formaldehida, dioxid de tiouree) Agenti de corodare pentru imprimarea prin corodare (antrachinona) Substante cu efect hidrotropic (ureea) Solubilizatori de colorant care sunt solventi organici polari (glicerina, etilenglicol, butilglicol,

tioglicol) Substante pentru imprimarea prin rezervare(alcani sulfonati) componenti de silicon, esteri organici si anorganici, esteri alifatici, etc)

Toate ingredientele necesare sunt dozate si amestecate intr-o statie de mixare. Cum intre 5 si 10 paste de imprimat diferite este de obicei necesara imprimarea unui singur model (in unele cazuri sunt aplicate pana la 20 de paste diferite), pentru a reduce pierderile datorita masurarii incorecte, prepararea pastelor se face in statii automate. In intreprinderile moderne, cu ajutorul unor dispozitive speciale, cantitatea exacta de pasta de imprimat necesara este determinata si preparata in mod continuu pentru fiecare pozitie de imprimare, astfel reducandu-se pierderile la sfarsitul unui ciclu.

Este o practica curenta in multe imprimerii ca pastele de imprimat sa fie filtrate inaintea aplicarii, utilizand de exemplu tifon. Aceasta operatie este deosebit de importanta pentru agentii de ingrosare pentru a preveni ca particulele libere sa blocheze orificiile ecranelor.

Imprimarea (aplicarea pastei)

Dupa preparare pasta este aplicata pe arii specifice ale materialului, folosind una din urmatoarele tehnici: imprimare directa (care include de asemenea imprimarea digitala si de transfer) imprimarea prin corodare imprimarea prin rezervare

In cazul imprimarii directe colorantul este aplicat pe ariile specifice ale unui material anterior tratat care poate fi alb sau anterior colorat (in culori deschise).

111

Se poate vorbi de imprimarea prin corodare daca in procesul de fixare, care urmeaza aplicarii pastei de imprimare, are loc distrugerea unui colorant aplicat anterior. Daca in aria de gravat zona anterior colorata se transforma in alb, procesul se numeste corodare alba. Daca din potriva, un model colorat trebuie obtinut in aria de gravat dupa distrugerea colorantului anterior aplicat, atunci procesul se cheama corodare colorata. In acest caz, pasta de imprimat trebuie sa contina un colorant rezistent la agenti reducatori impreuna cu chimicalele necesare indepartarii colorantului anterior. Rezulta distrugerea fondului vopsit anterior si inlocuirea lui cu un nou model dat de noul colorant rezistent la reducere.

Figura 2.15: reprezentare schematica a imprimarii prin corodare [63, GuT/ECA, 2000]

In cazul imprimarii prin rezervare, o pasta speciala de imprimare (numita ‘resist’) este imprimata pe anumite zone ale tesaturii pentru a preveni fixarea colorantului. In cazul rezervarii mecanice, materialul este imprimat cu o rasina hidrofoba care inhiba penetrarea unui colorant aplicat in timpul al doilea. Pe de alta parte, in cazul rezervarii chimice, fixarea colorantului este impiedicata printr-o reactie chimica. In functie de felul in care procesul se desfasoara putem vorbi despre rezervare de preimprimare, intermediara sau post-imprimare. O procedura uzuala este procesul ‘ud pe ud’ in care pasta cu resist este imprimata initial, apoi materialul este reimprimat in totalitate si in final este fixat si spalat. Rezervarea post-imprimare poate fi aplicata numai daca colorantul deja prezent in tesatura anterior colorata, vopsita si uscata este inca in forma nefixata cum este cazul colorantilor de developare.

Figura 2.16: reprezentarea schematica a imprimarii prin rezervare [63, GuT/ECA, 2000]

Diferenta dintre imprimarea de transfer si tehnicile descrise mai devreme este ca in aceasta tehnica suprafata tesaturii nu este imprimata direct. In loc de aceasta, modelul este intai creat pe un carrier intermediar (hartie), utilizand coloranti de dispersie selectati si apoi este transferat de aici pe tesatura. Colorantul este de obicei fixat, plasand hartia imprimata in contact cu tesatura, intr-un sistem cu termo-presiune. Sub influenta caldurii, colorantul sublimeaza si difuzeaza din carrier pe fibra substratului textil. Nu sunt necesare tratari ulterioare cum ar fi: aburire, spalare, etc. Aceasta tehnica este aplicata pentru fibre de poliester, poliamida si unele fibre poliamidice folosind coloranti de dispersie selectati in functie de tipul specific de fibra.

Fixarea

Dupa imprimare, tesatura este uscata. Evaporarea apei duce la o crestere a concentratiei de colorant si in acelasi timp previne imprastierea culorilor cand tesatura este transportata pe rolele de ghidare. In acest stadiu, colorantul nu este inca fixat.

Scopul etapei urmatoare de fixare este de transporta cat mai mult posibil din colorant care este retinut de agentul de ingrosare in interiorul fibrei. Acesta este deosebit de important in cazul colorantilor cum ar fi cei de cada care sunt imprimati in forma insolubila si sunt convertiti in forma corespunzatoare solubila dupa ce reactioneaza cu agentii de reducere in timpul procesului de fixare.

112

Fixarea se efectueaza de obicei cu aburi. Vaporii de apa condenseaza pe materialul imprimat, umfla agentul de ingrosare si asigura mediul de transport necesar pentru difuziunea colorantului. Distributia colorantului intre fibra si agentul de ingrosare este un factor important ce determina gradul de fixare al colorantului si care poarta numele de ‘puterea de retinere’ a agentului de ingrosare. Agentul de ingrosare, de fapt, este frecvent compus din polizaharide si astfel copetitioneaza cu celuloza in retinerea colorantului. Acesta este principalul motiv pentru care rata de fixare a unui colorant dat este cu 10 % mai scazuta in imprimare decat in vopsire.

Spalarea si uscarea (after-treatment)

Ultima etapa din procesul de imprimare este reprezentata de spalarea si uscarea tesaturii. Cand se imprima cu coloranti insolubili cum ar fi cei de cada aceasta etapa are de asemenea rolul de a re-converti colorantul la starea sa initiala oxidata. In acest caz,dupa o clatire initiala cu apa rece,materialul imprimat este tratat cu apa oxigenata.Procesul este completat printr-o tratare cu detergent cu carbonat de sodiu la punctul de fierbere. Dupa cum a fost mai devreme aratat, spalarea nu este necesara pentru imprimarea cu pigmenti si imprimarea de transfer. Adica, in cazul oricarui sistem de vopsire/imprimare in care nu este nevoe de agenti de ingrosare si in care colorantul este (aproape) complet fixat (imprimarea covoarelor prin tehnici digitale de imprimare cu jet, vezi Sectiunea 4.7.8)

Opertiuni auxiliare

La finalul fiecarui lot si la fiecare schimbare de culoare, sunt efectuate operatiuni variate de curatare: banda de cauciuc, de care tesatura este lipita in timpul imprimarii (vezi descrierea de mai

jos), este curatata in mod continuu cu apa pentru a indeparta excesul de adeziv si de pasta de imprimare. Unele utilaje sunt dotate cu sisteme de recirculare a apei.

Echipamentele de imprimare (toate sistemele responsabile de alimentarea si aplicarea pastei pe substrat) sunt curatate mai intai prin indepartarea reziduurilor de pasta si apoi clatire cu apa. In unele intreprinderi reziduurile de pasta trimise la containerele cu pasta pentru reutilizare.

Pasta care ramane in recipientele in care pasta a fost preparata (cazi ), sunt in general curatate cu ajutorul unui sistem de suctiune inainte de a fi spalate cu apa. Pasta reziduala colectata in acest fel este apoi aruncata.

2.8.2 Tehnologia de imprimare

O mare diversitate de utilaje pot fi folosite pentru a imprima tesaturi. Cele mai des folosite sunt descrise mai jos.

Imprimarea cu sabloane plane (flat-screen printing)

Imprimarea cu sabloane plane ca si imprimarea cu sabloane rotative (rotary-screen printing) sunt caracterizate prin faptul ca pasta de imprimat este transferata la tesatura prin intermediul orificiilor unor sabloane speciale. Orificiile fiecarui sablon corespund unui model si cand pasta

113

de imprimat este impinsa cu ajutorul unui storcator, modelul dorit este reprodus pe tesatura. Un sablon diferit este conceput pentru fiecare culoare din model.

Figura 2.17: Imprimare cu sablon plan cu sistem automat de stoarcere [69, Corbani, 1994]

Utilajele pentru imprimare cu sabloane plane pot fi manuale, semi-automate sau complet automate. Un tip de utilaj, care se intalneste des in imprimerii, este descris in continuare. Tesatura este mai intai lipita de o banda transportoare continua. Un sablon stationar este coborat la nivelul suprafetei care trebuie imprimata iar pasta de imprimat este intinsa cu ajutorul unui storcator. Apoi banda cu tesatura lipita pe ea avanseaza pana la locul la care modelul trebuie imprimat si sablonul este coborat din nou. Tesatura imprimata se misca inainte pas cu pas si este trecuta intr-un uscator. Utilajul imprima o singura culoare o data. Cand prima culoare este imprimata pe intreaga lungime a tesaturii, tesatura apoi uscata este gata pentru un nou ciclu si tot asa pana cand modelul este completat.

Figura 2.18: Reprezentare a utilajului de imprimare cu sabloane plane

In alte utilaje complet mecanizate, toate culorile sunt imprimate in acelasi timp. Un numar de sabloane stationare (de la 8 la 12, dar unele utilaje pot fi echipate cu pana la 24 de sabloane diferite) este plasat in lungul masinii de imprimat. Sabloanele sunt in mod simultan ridicate, in timp ce materialul textil, care este lipit de o banda transportoare, avanseaza pana la locul de imprimare. Sabloanele sunt coborate din nou si pasta este impinsa prin sabloane pe tesatura. Materialul imprimat inainteaza cu lungimea unui raport la fiecare aplicare si dupa ce paraseste ultimul raport este uscat si apoi este gata pentru fixare.

Figura 2.19: Reprezentare a ‘Utilajului mecanizat de imprimare cu sabloane plane’ [69, Corbani, 1994]

In ambele utilaje banda transportoare, dupa indepartarea tesaturii, este deplasata in mod continuu cu ajutorul unui cilindru ghid si spalata cu apa si perii rotative pentru a indeparta reziduurile de pasta si adeziv, daca este necesar. Dupa aceasta banda este trimisa inapoi in dispozitivul cu adeziv. In unele cazuri, adezivul este aplicat in forma lichida cu ajutorul unui storcator, iar in alte utilaje, benzile sunt impregnate dinainte cu adezivi termoplastici. In acest caz materialul textil este incalzit iar apoi este apasat de un cilindru sau pur si simplu este presat pe banda impregnata cu adeziv, determinand ca adezivul sa se inmoaie si sa adere instantaneu.

Dupa imprimare, sabloanele si sistemul de aplicare sunt spalate. Se practica in mod curent reciclarea pastei de pe sabloane inapoi in containerele pentru mixarea pastei, inainte de a le spala.

Imprimarea cu sabloane rotative

Utilajele de imprimare cu sabloane rotative folosesc acelasi principiu descris mai devreme, dar in loc de sabloane plane culoarea este transferata tesaturii prin sabloane din folie metalica de

114

greutate mica care sunt facute in forma de cilindri rotativi. Tesatura inainteaza in mod continuu sub un set de cilindri si la fiecare pozitie pasta de imprimat este in mod automat transmisa in interiorul cilindrilor dintr-un raclu si este apoi presata prin perforatiile cilindrului pe tesatura. Cilindri diferiti trebuie folositi pentru fiecare culoare din model.

Figura 2.20: Reprezentarea procesului de imprimare prin sabloane rotative [63, GuT/ECA, 2000]

Figura 2.21: Reprezentarea utilajului de imprimare prin sabloane rotative

Un sistem conventional de alimentare cu pasta pentru utilajele cu sabloane rotative este reprezentat in figura 2.22. Un furtun de suctiune face legatura intre cada de pasta si o pompa, de unde un alt furtun merge catre sistemul de stoarcere. De aici pasta este directionata catre cilindrul rotativ. Volumul pastei de imprimare este destul de mare si in consecinta cantitatea de reziduu care trebuie indepartata la fiecare schimbare de culoare este de asemenea semnificativa. Utilaje diverse au fost introduse pentru a micsora volumul acestui echipament ceea ce ar reduce cantitatea acestor reziduuri (vezi Sectiunea 4.7.4). O alta posibilitate, care de asemenea a fost deja implementata de catre unele companii este de a recupera si reutiliza aceste reziduuri (vezi sectiunea 4.7.5 si 4.7.6).

Figura 2.22: Sistem de alimentare cu pasta de imprimat pentru un utilaj de imprimat cu sabloane rotative [69, Corbani, 1994]

Utilajele de imprimare cu sabloane rotative sunt echipate cu dispozitive de aplicare de adeziv si de spalare, la fel ca cele descrise mai devreme pentru utilajele cu sabloane plane. Banda transportoare este spalata pentru a indeparta reziduurile de pasta si adeziv. Nu numai banda dar si sabloanele si sistemele de alimentare cu pasta (furtunuri, tevi, pompe, storcatori) trebuie sa fie curatati la fiecare schimbare de culoare.

Imprimarea cu cilindri rotativi

In imprimarea cu cilindri rotativi, pasta de imprimat este preluata din rezervoare de catre cilindri rotativi din cupru care sunt gravati cu modelul dorit. Acesti cilindri intra in contact cu un cilindru principal care transporta tesatura. Prin contactul dintre cilindri si tesatura, modelul este transferat tesaturii. Pana la 16 cilindri pot fi disponibili la un utilaj de imprimare, fiecare cilindru imprimand cate o zona a desenului. Pe masura ce cilindrul se roteste, un raclu curata in mod continuu excesul de pasta iar acesta cade din nou in cada. La sfarsitul fiecarui lot, rezervoarele de pasta sunt golite manual in containerele cu pasta de imprimat. Banda transportoare si echipamentul de imprimare (perii rotative, racluri, prese si palete) sunt curatate cu apa.

Figura 2.23: Masina de imprimat cu cilindri rotativi [4, Tebodin, 1991]

Figura 2.24: Exemplu mai recent de masina de imprimat cu cilindrii rotativi [7, UBA, 1994]

115

Imprimarea cu jet

Imprimarea cu jet este un sistem de aplicare non-contact dezvoltat initial pentru imprimarea covoarelor, dar care, actual, este folosit intens in sectorul industriei textile.

Primul utilaj de imprimare cu jet pentru covoare a fost Elektrocolor, urmat de prima masina Millitron. In sistemele de imprimare Millitron, injectarea colorantului in substrat este efectuata alternand (inchis/deschis) un jet de colorant cu ajutorul unui curent de aer controlat. Pe masura ce covorul inainteaza, nici un component al masinii nu este in contact cu suprafata substratului. Curenti de aer sunt folositi pentru a mentine continua curgerea jetului de colorant, jet care este deviat intr-un vas colector sau tava de drenaj.Acest colorant este acumulat inapoi in rezervor, filtrat si recirculat. Cand este nevoie ca un jet sa fie aplicat curentul de aer este momentan oprit, permitand ca o cantitate precisa de colorant sa fie injectata in materialul textil. Rezervorul principal este alimentat in mod continuu pentru a substitui cantitatile de colorant consumate.

Figura 2.25: Reprezentare schematica a sistemului Millitron [63,GuT/ECA, 2000]

Sistemele de imprimare spray si metodele de imprimare cu jet de prima generatie nu pot produce un model anterior specificat. Astfel, echipamentul trebuie mai intai folosit pentru a produce o gama larga de efecte dintre care sa se poata face selectii de catre designer sau marketing.O prima imbunatatire a fost facuta prin aparitia primelor imprimante digitale de covoare (Chromotronic si Titan produse de Zimmer si respectiv Tybar Engeneering). Aceste masini se bazeaza pe principiul ‘picatura la cerere’ (‘drop on demand’), ceea ce presupune folosirea unor valve electromagnetice plasate in tuburile de alimentare cu colorant pentru a permite pulverizarea unor picaturi fine din solutia de colorant in modelul dorit.

In cazul acestor masini, chiar daca, cantitatea de colorant aplicata poate fi dozata digital in fiecare punct al substratului, penetrarea in continuare a colorantului in interiorul substratului este dependenta de fortele capilare ale fibrei cat si de fortele de tensiune superficiala de la suprafata fibrei. Acest fapt poate duce la defecte de reproducere (de exemplu cand substratul este prea ud) si inseamna ca este inca necesara folosirea de agenti de ingrosare pentru a controla reologia solutiei de colorant.

Cea mai recenta imbunatatire a sistemelor de imprimare cu jet a covoarelor si a tesaturilor groase este reprezentata de masinile care injecteaza colorantul cu precizie chirurgicala adanc in interiorul materialului fara atingerea substratului de catre componentele utilajului. In acest caz controlul de calitate al solutiei de colorant aplicat pe substrat (care poate varia de la articole usoare la tesaturi groase) se face variind nu numai timpul de aplicare (firing time) cat si presiunea de pompare.

Acest poate fi asemanat cu procesele de ‘vopsire prin injectare’. Denumirea ‘vopsire prin injectare’ este folosita ca denumire comerciala pentru a defini tehnologia aplicata la ultimele masini Millitron produse de Milliken. O alta masina de imprimat digitala disponibila pe piata este Chromojet produsa de Zimmer. In cazul sistemului Chromojet, capul de imprimare este

116

prevazut cu 512 fante. Acestea sunt controlate magnetic si se pot deschide si inchide de pana la 400 de ori pe secunda (vezi si sectiunea 4.7.8).

Covorul este adunat intr-o cutie-J (‘J-box), iar apoi este aburit si periat. Cand atinge masa de imprimare este oprit. Jeturile sunt montate pe un suport mobil care poate fi miscat in directia urzelii in timp ce covorul ramane stationar in timpul procesului de imprimare.

Imprimarea ink-jet este o alta tehnica de imprimare digitala provenita din tehnicile de imprimare a hartiei si care este folosita din ce in ce mai mult si in industria textila. In cazul imprimarii ink-jet, culoarea este aplicata pe suprafata substratului fara variatii ale timpului de aplicare (firing time),ale presiunii sau vitezei. Din acest motiv nu poate fi aplicata decat in cazul stofelor usoare plane, in special matase (vezi sectiunea 4.7.9).

Sistemul de imprimare TAK poate fi inca intalnit in industria covoarelor. Cu aceasta tehnica pot fi produse modele neregulate. Covorul, vopsit anterior cu o nuanta de baza, este patat cu colorant prin picurare. Marimea si frecventa petelor de culoare poate fi variata ajustand santul de scurgere plasat pe lungimea covorului.

Figura 2.26: Reprezentare schematica a sistemului TAK [63, GuT/ECA, 2000]

2.8.3 Probleme legate de mediu Emisii rezultate din procesul de imprimare sunt: Reziduuri de pasta de imprimat Apa reziduala rezultata din operatiunile de spalare si curatare. Compusi organici volatili rezultati din uscare si fixare.

Reziduurile de pasta de imprimat

Aceste reziduuri sunt produse din diferite motive in timpul procesului de imprimare, cantitatea rezultata putand fi relevanta (sectiunea 3.3.3.5.5 prezinta informatii despre consum si nivelul de emisii). Doua cauze principale sunt, de exemplu, masurarea incorecta si practica uzuala de a prepara pasta in exces pentru a preveni situatia de a nu ramane fara pasta.

Mai des, la fiecare schimbare de culoare, echipamentul de imprimare si containerele (mixerele, canistrele, polonicele, sabloanele, sitele, storcatoarele) trebuie sa fie curatate. Pastele de imprimat adera la fiecare component in functie de vascozitatea lor si este o practica uzuala aceea de a folosi sisteme de colectare uscata pentru a le indeparta inainte de clatirea cu apa. In acest fel, aceste reziduuri pot fi cel putin indepartate intr-o forma compactata, minimalizand astfel contaminarea apei.

Exista tehnici care pot ajuta la reducerea cantitatii de reziduuri de pasta (vezi Sectiunea 4.7.4) si tehnici pentru recuperare – reutilizare a surplusului de pasta (vezi Sectiunea 4.7.5 si 4.7.6). Performantele lor sunt totusi limitate datorita unui numar de deficiente tehnologice mostenite din tehnologia de imprimare analogica. Majoritatea acestor deficiente este legata de transferul

117

analog al modelului, contactul inevitabil dintre suprafata substratului si aplicator (sablon) si necesitatea de a utiliza agenti de ingrosare in formulele folosite (reologia pastei) care limiteaza potentialul pentru reutilizarea pastei. Imprimarea digitala ofera o solutie pentru aceste probleme (vezi Sectiunea 4.7.8 si 4.7.9).

Apa reziduala din operatiunile de spalare si curatare

Apa reziduala din procesul de imprimare rezulta in principal din spalarea finala a tesaturii de dupa fixare, curatarea sistemelor de aplicare din masinile de imprimat, spalarea ustensilelor folosite si spalarea benzilor transportoare.

Apa reziduala din operatiile de curatare reprezinta o parte semnificativa din incarcatura poluanta totala, chiar mai mare decat din operatiile de spalare.

Emisiile in apa sunt atribuite in special procesului de imprimare cu coloranti deoarece in cazul imprimarii cu pigmenti, chiar daca rezulta cantitati semnificative de apa reziduala din operatiile de curatare, pigmentii sunt complet fixati pe fibra fara sa fie nevoie de spalare.

Poluantii care sunt cel ami frecvent intalniti in apele reziduale sunt prezentati in tabelul de mai jos:

Poluanti Sursa RemarciColoranti organici Colorant nefixat Problemele de mediu

depind de tipul de colorant interesat (sunt discutate in Sectiunea 9)

Urea Agent hidrotropic Nivelele inalte de azot contribuie la eutroficitate

Amoniac Pastele de imprimare cu pigment

Nivelele inalte de azot contribuie la eutroficitate

Sulfati si sulfiti Agenti reducatori secundari

Sulfitii sunt toxici pentru viata acvatica si sulfatii pot cauza probleme de corodare cand au concentratia mai mare ca 500 mg/l

Polizaharide Agenti de ingrosare COD inalt, dar usor degradabil

Derivati CMC Agenti de ingrosare Greu degradabil si greu bioeliminabil

Poliacrilati Agenti de ingrosareAgent de legare in imprimarea cu pigment

Greu biodegradabil, dar bioeliminabil >70 % (metoda de testare OECD 302B)

Glicerina si polioli Aditivi antiinghetare in

118

formula de colorantAgenti de solubilizare in pastele de imprimare

Sulfonat de m-nitrobenzen si derivatii corespunzatori amino

In imprimarea prin corodare a colorantilor de cada ca agenti de oxidareIn imprimarea directa cu coloranti reactivi inhiba reducerea chimica a colorantilor

Greu biodegradabil si hidrosolubil

Alcool polivinilic Adezivi de banda Greu biodegradabil, dar bioeliminabil > 90 %(metoda test OECD 302B)

Amine aromatice substituite multiplu

Clivare reductiva a colorantilor azo in imprimarea prin corodare

Greu biodegradabil si greu bioeliminabil

Uleiuri minerale / hidrocarburi alifatice

Ingrosatori ai pastei de imprimat (pastele de imprimare cu pigment emulsifiat pe jumatate se mai folosesc ocazional)

Alcoolii alifatici si hidrocarburile sunt greu biodegradabile. Hidrocarburile aromatice sunt greu biodegradabile si greu bioeliminabile

Tabelul 2.17: Poluantii care sunt intalniti mai frecvent in apa reziduala din procesele de imprimare

Compusii organici volatili din uscare si fixare

Uscarea si fixarea sunt alte surse importante de emisie din procesele de imprimare. Urmatorii poluanti trebuie luati in considerare in aerul evacuat [179, UBA, 2001]: Hidrocarburi alifatice (C10-C20) din agentii aglutinanti Monomeri ca acrilati, vinilacetati, stiren, acrilonitril, acrilamida, butadiene Metanol rezulatat din agentii de fixare Alti alcooli, esteri, poliglicoli din emulsificatori Formaldehida din agentii de fixare Amoniac (din descompunerea ureei si din amoniacul prezent in pastele de imprimare cu

pigmenti) N-metilpirolidona din emulsificatori Esteri ai acidului fosforic Fenil ciclohexan din aglutinanti si agenti de ingrosare

119

O lista mai completa a poluantilor potential prezenti in aerul evacuat din tratarea cu caldura de dupa imprimare, cu indicarea sursei potentiale este prezentata in Sectiunea 12.

2.9. Finisarea (finisarea functionala)

2.9.1 Procese de finisare

Termenul ‘finisare’ se refera la toate acele tratamente care confera materialului textil proprietatile dorite finale. Acestea pot include proprietati referitoare la efectul vizual, proprietati tactile si caracteristici speciale cum ar fi: impermeabilitatea la apa (waterproofing) si proprietati ignifuge. Finisarea poate implica tratari mecanice/fizice si chimice. Dintre tratamentele chimice se pot distinge tratari care implica o reactie chimica a agentului de finisare cu fibra si tratari chimice in care aceasta nu este necesara (tratamente de scamosare).

Unele din tratamentele de finisare sunt tipice pentru unele tipuri de fibre (de exemplu: finisari pentru bumbac, tratament antistatic pentru fibrele sintetice si protectia impotriva moliilor si tratamente anti-impaslire in cazul lanii). Alte finisari au aplicatii mai generale (scamosare).

In acest document o atentie particulara este acordata finisarii chimice deoarece acestea sunt procese cu cel mai semnificativ potential de poluare.In cazul tesaturilor (inclusiv covoarele bucati) tratamentul de finisare are loc deseori ca o operatie separata dupa vopsire. Totusi, aceasta nu este o regula: pentru covoare de exemplu, protectia impotriva moliilor poate fi efectuata in timpul vopsirii si, in cazul vopsirii cu pigmenti, finisarea cu rasini si vopsirea cu pigmenti sunt combinate in aceeasi etapa prin aplicarea pigmentului si polimerul formator de film in solutia de colorant.

In mai mult de 80 % din cazuri, solutia de finisare, sub forma de solutie apoasa/dispersie, este aplicata prin tehnica prin impregnare. Tesatura uscata este trecuta prin baia de finisare ce contine toate ingredientele necesare si apoi este trecuta printre cilindri pentru a stoarce cat mai mult posibil din solutia de tratare inainte de a fi uscata si in final finisata. Ca timp final spalarea tinde sa fie evitata cu exceptia cazurilor in care este absolut necesara.

Pentru a reduce cantitatile de ingrediente folosite la finisare alte tehnici asa numite de minima aplicare devin importante. Acestea sunt metode de aplicare topica, cum ar fi: Folosirea de umezitor (kiss-roll) (materialul textil este udat prin intermediul unui cilindru

rotativ care este imersat intr-un recipient si care aplica o cantitate controlata de solutie pe doar o parte a materialului textil

Aplicarea de spray Aplicarea de spuma

In cazul aplicarii de foulard cantitatea aplicata este de aproximativ de 70 % in timp ce cu aceste sisteme de aplicare minima poate fi de aproximativ 30 %. In cazul tehnicilor de aplicare minima, totusi, solutiile sunt concentrate cu un factor de 2 sau 3 pentru a permite ca aceeasi cantitate de ingredient activ sa fie aplicat.

120

In sectorul de fire de lana pentru covoare, finisarea functionala este aplicata firului sau fibrei, fie in timpul procesului de vopsire sau in clatirea ulterioara sau in baia finala. In afara de cazurile particulare, in care avem probleme de incompatibilitate intre diferitii auxiliari, ambele tehnici de vopsire prin impregnare si prin flota lunga , toti agentii de finisare necesari sa dea materialului textil proprietatile dorite sunt aplicati intr-o singura baie decat in doi timpi.

2.9.2 Tratamente chimice de finisare

2.9.2.1 Tratamente pentru sporirea confortului (easy-care treatments)

Aceste tratamente sunt aplicate in cazul fibrelor ce contin celuloza pentru a conferi caracteristici ca de exemplu: usor de spalat, cresterea rezistentei in timpul spalarii si purtarii.Aceste proprietati sunt acum necesare fibrelor de celuloza pentru a putea concura cu fibrele sintetice cum ar fi cele poliamidice si cele poliester.

Amestecurile necesare pentru efectuarea acestor tratari contin ingrediente variate: Agent de reticulare (cross-linking ) Catalizator Aditivi (plastifianti, agenti hidrofobi, agenti hidrofili, etc.) Surfactanti ca agenti de udare.

Informatii despre substantele tipice folosite se gasesc in sectiunea 8.8.1. In aceste tratari tesatura, dupa ce este impregnata, este uscata in foaie intinsa pe o rama de uscat si este in final conditionata. Cea mai uzuala metoda de conditionare este procesul de formare de legaturi transverse (reticulare), in care tesatura este tratata in stare uscata, intr-un aparat de tratare sau rama de uscat imediat dupa uscare.

2.9.2.2 Tratamentele pentru impermeabilitatea la apa (tratamente hidrofobe)

Tratamentele hidrofobe sunt aplicate tesaturilor pentru care impermeabilitatea pentru apa este necesara dar care au nevoie de asemenea de permeabilitate pentru aer si pentru vapori de apa.

Acest lucru se poate obtine prin: Precipitatea substantelor hidrofobe ca emulsiile de parafina impreuna cu sarurile de

aluminiu (impermeabile pe baza de ceruri) Transformarea chimica a suprafetei fibrei prin aditia polimerilor care formeaza un film

(impermeabili pe baza de silicon, rasini, fluorochimice)

Caracteristicile acestor substante folosite pentru a obtine impermeabilitatea la apa sunt descrise in sectiunea 8.8.5.

Caracteristicile substantelor folosite ca sunt descrise in Sectiunea 8.8.5.

2.9.2.3 Tratamente de scamosare

121

Sunt folosite nu numai in procesele de finisare, dar si in procesele de vopsire prin depozitare, unde sunt aplicati in baile de vopsire sau in baile de spalare corespunzatoare.

Aplicarea acestor agenti nu implica si procese de conditionare . In procesele continui si semicontinui tesatura impregnata este uscata pe o rama de uscat.

Substantele folosite ca agenti de sunt descrise in Sectiunea 8.8.6.

2.9.2.4 Tratamente ignifuge

Tratamentele ignifuge au devenit din ce in ce mai importante si sunt obligatorii pentru unele articole . Tratamentele ignifuge trebuie sa protejeze fibra de ardere, fara sa modifice proprietatile ei tactile, culoarea sau aspectul tesaturii.

Ele sunt in general aplicate bumbacului si fibrelor sintetice (sunt importante in sectorul mobilei pentru tapiterie). In unele cazuri specifice, in particular in sectorul covoarelor (aviatie,), pot fi folosite pentru lana, chiar daca aceste fibre au deja calitatea de a fi ignirezistente.

Aceste proprietati sunt obtinute prin aplicarea unei game largi de chimicale, care fie reactioneaza cu materialul textil, fie sunt folosite ca aditivi. Substantele care sunt de obicei folosite pentru a conferi aceste proprietati sunt descrise in sectiunea 8.8.4.

Mai exista si alte abordari posibile pentru a produce textile cu proprietati anti-inflamabile, cum ar fi: Adaugarea de chimicale specifice in solutia de toarcere in timpul fabricarii firului Producerea de fibre modificate anti-inflamabile Aplicarea chimicalelor pe spatele articolelor textile finisate (mobila, saltele) fiind asigurat

astfel un strat protector pe materialul textil.

2.9.2.5 Tratamente antistatice

Procesul consista in tratarea tesaturii cu substante higroscopice (agenti antistatici) care cresc conductivitatea electrica a fibrei, evitandu-se astfel acumularea de sarcini electrostatice.

Aceste tratamente sunt uzuale pentru fibrele sintetice, dar sunt de asemenea aplicate pentru lana in sectorul de covoare pentru mochete care vor fi folosite in medii electrostatic-sensibile.

Substantele folosite frecvent ca agenti antistatici sunt descrise in sectiunea 8.8.3.

Tratamente pentru rezistenta la insecte – molii (mothproofing)

Aceste tratamente aplicate lanii si amestecurilor de lana se adreseaza in special sectorului de covoare/mochete, dar si unor articole care prezinta risc crescut (de exemplu uniforme militare). Pentru aceste aplicatii pe imbracaminte, tratarea se efectueaza in cadrul vopsirii. Mochetele pot fi tratate in stadii diferite ale procesului de productie, cum ar fi spalarea lanii brute, toarcerii, spalarii firelor, vopsirii, finisarii sau ulterior.

122

Substantele biocide utilizate sunt descrise in sectiunea 8.8.2.

2.9.2.7 Tratamente bactericide si fungicide

Aceste finisari pot fi aplicate chimicalelor (pentru a conserva formulele de auxiliari si de coloranti) si imbracamintei, de exemplu in cazul tratarii sosetelor impotriva mirosului si pentru mochetele destinate sectorului de sanatate tratate impotriva acarienilor. O analiza atenta arata ca din ce in ce mai multe produse textile (imbracaminte si lenjerie) sunt tratate cu agenti antimicrobieni.

Substantele folosite in acest sens sunt mentionate in sectiunea 8.8.2.

2.9.2.8 Tratari anti-impaslire

Aceasta finisare este aplicata pentru a asigura produsului proprietati anti-impaslire. Acestea vor preveni contractia produsului finisat cand acesta este spalat in mod repetat intr-o masina de spalat.

Sunt aplicate doua tratari complementare: Tratarea oxidanta (tratare substractiva) Tratarea cu rasini (tratare aditiva)

Aceste tratari pot fi aplicate in orice etapa a procesului si in cazul diverselor finisari. Sunt aplicate cel mai frecvent pe varfurile pieptanate pentru produsi finali specifici (lenjerie).

Tratamente oxidante

In tratarea oxidanta chimicalele specifice folosite ataca scuamele cuticulelor si schimba chimic structura externa a fibrei.

Acest tratament a fost in mod traditional realizat folosind unul din urmatorii agenti eliberatori de clor: Hipocloritul de sodiu Dicloroizocianurat sare de sodiu Clor activ (nu se mai foloseste)

Procesul vechi este cel care foloseste hipocloritul de sodiu. Totusi, de cand dezvoltarea clorului activ este greu de controlat, caracteristicile fibrei de lana pot fi modificate foarte mult, de asemenea putand da rezultate neregulate. Dicloroizocianuratul este mai avantajos aici deoarece poseda capacitatea de a elibera clorul activ gradat, acest lucru reducand riscul distrugerii fibrei.

Procesul cu dicloroizocianurate (procesul Basolan licenta - BASF) consta in impregnarea materialului intr-o baie (350C) ce contine oxidantul, sulfatul de sodiu si un auxiliar (surfactant).

123

Dupa 20 – 30 minute materialul este clatit, apoi este supus unui tratament anti-clor cu 2 – 3 % bisulfit de sodiu si apoi este clatit din nou.

Toti acesti agenti ce contin clor au inregistrat in ultimul timp restrictii deoarece reactioneaza cu componente si impuritati (solubile sau care pot fi convertite in substante solubile) din lana pentru a forma compusi absorbabili organici clorurati (AOX).

Tratamente alternative oxidante s-au dezvoltat in ultimul timp. In particular, peroxisulfatul, permanganatul, enzimele si descarcarea corona (corona discharge) au fost luate in considerare. Totusi, singura alternativa la agentii pe baza de clor disponibila astazi este peroxisulfatul.

Procesul cu compusi peroxisulfati este similar cu tratamentul cu clor dar nu presupune folosirea clorului si nu genereaza cloroamine. Materialul este tratat cu un agent oxidant in mediu acid la temperatura camerei pana cand oxigenul activ a fost in mare parte consumat.

In ambele cazuri, cu compusi cu clor sau cu peroxisulfat, sulfitul de sodiu este apoi adaugat ca antioxidant in aceeasi solutie la un pH usor alcalin. Aceasta este o posttratare reductiva pentru a evita distrugerea si ingalbenirea fibrei de lana la pH alcalin.

Produsele sunt apoi clatite. Daca este necesar sunt tratate cu un polimer (vezi tratarea cu rasini de mai jos).

Tratarea cu rasini (procese aditive)In procesele aditive sunt aplicati polimeri la suprafata fibrei cu scopul de a acoperi scuamele cu un ‘film’. Totusi, acest tratament trebuie vazut ca un proces de pseudofinisare impotriva impaslirii deoarece nu este redusa tendinta naturala la impaslire cu numai efectul.

Polimerul trebuie sa aiba o mare afinitate pentru lana. Polimerii cationici sunt cei mai potriviti pentru acest tratament deoarece, dupa pretratamentele anterioare oxidante si reductive, suprafata lanii devine anionica.

Polimerul poate fi, in unele cazuri, suficient de eficace singur, facand astfel pretratamentul nenecesar. Totusi, combinarea proceselor substractive si aditive are efectul tehnic cel mai mare.

Tratamentele combinate: Procesul Hercossett

Cel mai vechi proces combinat este cel asa numit procesul Hercossett (de C.S.I.R.O.), care consta in pretratament cu clor urmat de aplicarea unei rasini poliamida-epicloridrine.

In timp ce procesul Hercossett poate fi efectuat in proces discontinuu sau continuu, modul continuu este predominant in zilele noastre.

Procesul continuu consta in urmatoarele etape (vezi Figura 2.27):1. tratarea cu clor in mediu acid (folosind clorul in forma de gaz sa hipoclorit de sodiu)

124

2. reducerea clorului folosind sulfitul in aceesi baie3. clatire4. neutralizare cu carbonat de sodiu5. clatire6. aplicarea rasinii7. aplicarea agentului de inmuiere8. uscarea si polimerizarea

Figura 2.27: Reprezentarea schematica a procesului Hercossett [7, UBA, 1994]

Procesul Hercossett a fost folosit pe scara larga de-a lungul anilor in finisarea anti-impaslire a lanii in diverse stari (fibre laxe, fire, tricoturi si netesute) datorita costului scazut si a efectelor calitative inalte. Totusi, scurgerile reziduale prezinta concentratii inalte de COD si AOX. Formarea AOX se datoreaza nu numai oxidantului ci si rasinii. De fapt, rasina tipica aplicata in procesul Hercossett este o poliamida cationica al carei proces de fabricare presupune folosirea epicloridrinei care este o alta sursa de hidrocarburi clorurate care vor ajunge in scurgerile reziduale.

Rasini alternative au fost produse bazate pe polieteri, aminopolisiloxani cationici, amestecuri sinergice de poliuretani si polidimetilsiloxani, dar toti au unele limitari in ceea ce priveste aplicabilitatea lor.

Procese noi au fost de asemenea dezvoltate, dar pana acum rezultatele atinse cu procesul Hercossett nu pot fi egalatede prin nici un proces alternativ si de aceea este inca procesul preferat pentru tratarea anti-impaslire a palelor pieptanate 2.9.3 Problemele de mediu

Intre procesele de finisare a produselor textile, procesele chimice sunt cele care sunt semnificative din punct de vedere al emisiilor generate. Ca si in vopsire, emisiile sunt foarte diferite in procesele continui fata de cele discontinui. De aceea distictia va fi folosita in discutia principalelor probleme de mediu asociate cu finisarea. Tratamentele anti-impaslire reprezinta un tip de finisare particular atat din punctul de vedere al tehnicilor aplicate cat si din cel al emisiilor. Problemele de mediu legate de acest proces sunt astfel discutate in Sectiunea 2.9.2.8 impreuna cu descrierea procesului insusi.

Problemele de mediu asociate cu procesele de finisare continui

Cu cateva exceptii (aplicarea agentilor anti-inflamabili cu fosfor organic), procesele de finisare continui nu necesita operatii de spalare dupa conditionarea materialului. Aceasta inseamna ca emisiile posibile cu o poluare semnificativa a apei sunt limitate la pierderile de sistem si la apa folosita pentru spalarea intregului echipament. Intr-un fulard conventional pierderile potentiale din sistem la finalul fiecarui lot sunt : flota reziduala din diversele compartimente flota reziduala din tevi reziduurile din containerul de depozitare din care solutia de finisare este preluata

125

In mod normal aceste pierderi sunt intre 1 si 5 %, in functie de cantitatea totala de flota folosita; este de asemenea in interesul finisatorului ca sa nu arunce auxiliari scumpi. Totusi, in unele cazuri de mici contractanti pierderi de pana la 35 sau chiar 50 % pit fi intalnite. Aceasta depinde de sistemul de aplicare (marimea fulardului) si marimea loturilor care trebuie finisate. In acest sens, in cazul tehnicilor de aplicare cum ar fi cu spray, spuma si impregnarea prin deversare (slop-padding) (in mai putine cazuri datorita cantitatii mari de reziduuri din sistem) pierderile din sistem sunt mult mai mici din punct de vedere al volumului (desi mai concentrate din punct de vedere al substantei active).

Reziduurile flotelor concentrate sunt refolosite daca auxiliarii de finisare aplicati prezinta o stabilitate suficienta sau altfel aruncati separat ca reziduuri destinate incinerarii. Totusi, prea des aceste flote sunt drenate si amestecate cu alte scurgeri reziduale. Cu toate ca volumul implicat este destul de mic in comparatie cu cantitatea totala de apa reziduala produsa de o fabrica textila, nivelele de concentratie sunt foarte crescute cu continut de substanta activa in intervalul de 5 – 25 % si COD de 10 la 200 g/l. In cazul fabricilor contractante care lucreaza in special cu loturi mici, pierderile de sistem pot constitui o cantitate considerabila a incarcaturii totale organice. In plus, multe substante sunt greu sau deloc biodegradabile iar cateodata ele sunt de asemenea toxice (biocidele au COD foarte scazut dar sunt foarte toxice).

Cantitatile de poluanti care pot fi gasite in apa reziduala variaza larg in functie de tipul de finisare aplicata. Poluantii cel mai des intalniti si problemele de mediu asociate cu utilizarea agentilor de finisare uzuali sunt discutate in Sectiunea 8.8. In mod particular, eliberarea urmatoarelor substante in mediu este ingrijoratoare: etilenuree si derivati de melamina in forma lor ‘ ne cross-linkata’ (agenti de reticulare in

finisarea produselor textile) compusi organofosforici si polibromurati organici (agenti anti-inflamabili) polisiloxani si derivati (agenti de inmuiere) alchilfosfati si alchieterfosfati (agenti anti-statici) agenti hidrofobi fluorochimici

In operatiile de uscare si conditionare, emisii de aer sunt produse datorite volatilitatii substantelor active cat si a constituentilor lor (monomeri, oligomeri, impuritati si produsi secundari de descompunere). Mai mult, emisiile de aer (uneori insotite de mirosuri) sunt asociate cu reziduuri din preparate si deplasarea tesaturilor din procesele din amonte (de exemplu dioxine policlorurate/furani pot rezulta din tratarea termica a textilelor care au fost tratate in prealabil cu carrieri clorinati sau percloroetilen).

Incarcatura de emisii depinde de temperatura de uscare sau conditionare, de cantitatea substantelor volatile din solutia de finisare, de substrat si de potentialii reagenti din formule. Cantitatatile de poluanti variaza larg si depind de substanta activa prezenta in formula si de parametri de uscare si conditionare. In majoritatea cazurilor, totusi, emisiile produse de componente individuale ale amestecurilor de fixare sunt aditive. C rezultat, cantitatea totala a emisiilor organice in aerul evacuat (carbonul organic total si compusi specifici problematici cum ar fi substantele toxice si carcinogene) pot fi usor calculati cu ajutorul factorilor de emisie dati de producator pentru amestecurile de finisare (vezi de asemenea Sectiunea 4.3.2). De

126

mentionat ca Germania este singurul stat membru in care exista un sistem dezvoltat in care producatorii acorda finisatorilor astfel de informatii impreuna cu produsele respective.

Un alt factor important care trebuie luat in considerare in ceea ce priveste emisiile de aer este ca in cazul ramelor de uscat direct incalzite (metan, propan, butan) pot produce emisii importante (compusi organici nearsi, CO, NOX, formaldehida) . De exemplu emisii de formaldehida de pana la 300 g/h (2 – 60 mg per mc) au fost observate in unele cazuri, atribuite combustiei ineficiente a gazului in utilajul de intindere si uscare.[179, UBA, 2001]. Este asadar evident – cand vorbim despre emisiile de aer – ca beneficiile de mediu obtinute prin folosirea amestecurilor de finisare fara formaldehida sunt pierdute in totalitate daca combustibilii din utilajele de uscare si intindere sunt prost dozati si produc emisii mari de formaldehida. Substantele active din cei mai comuni agenti de finisare si emisiile de aer asociate sunt discutate in Sectiunea 8.8. O lista completa a poluantilor care pot fi intalniti in aerul evacuat din tratamentele de incalzire este prezentata in sectiunea 12.

Problemele de mediu asociate cu procesele discontinui

Aplicarea finisatorilor functionali in flota prin procesele discontinui este folosita mai ales in finisarea firelor si in particular in industria covoarelor din fire de lana. De cand finisatorii functionali sunt aplicati in general fie in bai de vopsire fie in bai de clatire de dupa vopsire, aceasta operatie nu implica consum aditional de apa, exceptand apa din procesul de vopsire. Pentru emisiile de apa rezultate, ca si in vopsirea discontinua, eficienta transferului substantei active din flota pe fibra este factorul cheie care influenteaza incarcarile de emisie. Eficacitatea depinde de raportul flotei si de alti multi parametri: pH, temperatura si tipul emulsiei (micro si macro emulsie). Cresterea eficientei este in mod particular importanta cand biocide sunt aplicate in finisarile pentru protectia impotriva moliilor. Cum acesti agenti nu sunt hidrosolubili, ei sunt aplicati ca emulsii. Gradul de emulsificare si pH-ul sunt critice in aplicarea acestor agenti (eficienta procesului este mai mare cand substanta activa este aplicata din microemulsii la un pH acid). De mentionat este ca agentii de finisare sunt dozati in functie de greutatea fibrei si nu in functie de volumul baii (in g/l). Poluantii care pot fi intalniti in apele reziduale variaza in functie de agentul de finisare aplicat; sectiunea 8.8 da mai multe detalii. Principala problema care trebuie mentionata este aplicarea de agenti impotriva moliilor (emisia de biocite) si nivelul scazut de epuizare a agentilor de scamosare (emisii de substante greu biodegradabile).

2.10. Aplicare de pelicule si laminare (coating and laminating)

2.10.1 Procese de aplicare de pelicule si laminare

De obicei, textilele laminate si aplicate cu pelicule constau dintr-un substrat textil – tipic un netesut, un tricot sau o tesatura textila - combinata cu un film natural sau sintetic subtire si flexibil din substante polimerice.

O tesatura aplicata cu pelicula consista de obicei dintr-un substrat textil pe care polimerul este aplicat direct sub forma unui lichid vascos. Grosimea filmului este controlata aplicandu-l prin intermediul unei lame sau a unui dispozitiv similar.

127

O tesatura laminata consta de obicei din unul sau mai multe substrate textile care sunt combinate cu un film de polimer anterior preparat sau o membrana prin intermediul unor adezivi sau a caldurii si presiunii.

Tehnicile de baza pentru aplicarea de pelicule/laminarea tesaturilor necesita urmatoarele conditii: Tesatura care trebuie aplicata cu pelicula si laminata trebuie sa fie disponibila pe toata

latimea ei sub forma de rola. Tesatura este transmisa sub un control atent al tensiunii unei zone de peliculare sau

laminare Dupa aplicarea auxiliarilor, tesatura este trecuta printr-un cuptor pentru a conditiona

compozitia si a indeparta solventii volatili inainte de racire si rerulare

In industria textila laminarea cu flacara (flame lamination) de spume este o tehnica foarte folosita. O spuma termoplastica in strat subtire este expusa unui arzator cu fante situat inaintea rolelor de laminare. Nu este necesara prezenta unui cuptor pentru uscare sau conditionare in acest proces. Emisiile de aer produse in timpul acestui tratament sunt foarte iritante si pot declansa reactii alergice la persoanele susceptibile.

Compusii formatori de pelicule tipici si auxiliarii folositi sunt descrisi in sectiunea 8.9.

2.10.2 Probleme de mediu

Principala problema de mediu in operatiile de aplicare de pelicule/laminare sunt legate de emisiile de aer din solventi, aditivi si produsi secundari continuti in formulele componentelor de peliculare. O distictie trebuie astfel facuta intre produsii variati existenti (informatia urmatoare este luata din [179, UBA, 2001]).

Pudre de pelicularePotentialul de emisie al pudrelor de peliculare este in cele mai multe cazuri neglijabil, cu exceptia poliamidei 6 si a copolimerilor sai (monomerul rezidual epsilon-coprolactam este eliberat la temperatura standard a procesului). In unele cazuri, agentii de scamosare (ftalati) pot fi gasiti in emisii.

Pastele de peliculare

Emisiile din pastele de peliculare rezulta mai ales din aditivi (cu exceptia cazurilor de PA 6 care este mentionat mai devreme). Acestia sunt in principal: alcooli grasi, acizi grasi, amine grase din surfactanti glicoli din emulsificatori alchilfenoli din dispersanti glicol, hidrocarburi alifatice, n-metipirolidona din agentii hidrotropici hidrocarburi alifatice, acizi grasi/saruri, amoniac din agentii de spumare ftalati, sulfonamide/esteri acid acrilic, acrilati, amoniac, hidrocarburi alifatice din agentii de ingrosare

128

Dispersiile de polimeri (formule apoase)

Potentialul de emisiea dispersiilor de polimeri este semnificativ mai scazut in comparatie cu pastele de peliculare. Componentii care sunt responsabili de emisiile de aer sunt agenti de dispersie, compusi reziduali rezultati din polimerizare (in special t-butanol utilizat drept catalizator in reactiile de polimerizare initiate de radicali) si monomeri rezultati din reactia incompleta in timpul polimerizarii. Ultima situatie este in special intalnita in atmosfera de la locul de munca si odorizantii potentiali. Acestia include: acrilati ca acid acrilic, butilacrilat, etilacrilat, metilacrilat, etilhexilacrilat si viniacetat monomeri carcinogenici ca acrilonitril, clurura de vinil, acrilamida, 1,3-butadiena si

vinilciclohexan

Vinilciclohexanul nu este frecvent identificat in aerul evacuat. Totusi, el este format intotdeauna (produs de cicloaditie 2+2) daca 1,3-butadiena este folosita.

Acrilamida in aerul evacuat este frecvent legata de emisia de formaldehida (produsi de reactie ai metilolacrilamida)

Rasini de melamina

Rasinile de melamina sunt aplicate foarte des. Rasinile de melamina sunt produse prin reactia melaminei si formaldehidei cu eterificare ulterioara cel mai frecvent cu metanol in mediu apos. Produsii pot contine cantitati considerabile de formaldehida libera si metanol. In timpul aplicarii lor, reactia de incrucisare a rasinii cu ea insasi sau cu tesatura (bumbac) este initiata de un catalizator acid si/sau temperatura, eliberand cantitati stichiometrice de metanol si formaldehida.

Dispersiile de polimeri (formule bazate pe solventi organici)

Aplicarea de pelicule in solvent (solvent coating) nu este practicata uzual in industria de finisare textila. Cand aceasta tehnica este aplicata, echipamentul de curatare a aerului de evacuat prin incinerare termala sau absorbtie pe carbon activ este in mod normal instalat.

2.11. Acoperirea spatelui covoarelor (carpet back-coating)

Procesul de intarire al spatelui covoarelor este o etapa importanta a procesului de productie care se aplic apentru a imbunatati stabilitatea covoarelor textile. Adeseori, acest proces poate sa aiba o influenta pozitiva asupra proprietatilor acestor articole, cum ar fi: reducerea zgomotelor, elasticitatea la pasire si termorezistenta.

Pot fi deosebite urmatoarele tipuri de acoperire: Pre-acoperire Acoperire cu spuma Acoperire textila Acoperire grea

129

Consolidare Finisarea spatelui

Pre-acoperirea

O caracteristica uzuala a covoarelor din smocuri este ca sunt pre-acoperite pentru a ancora permanent ochiurile impletite in stratul carrier (Figura 2.28). Materialul folosit la pre-acoperire consta in: x-SBR latex, care este o dispersie ce contine un copolimer produs din stiren, butadien si

acid carbonic material de umplutura apa aditivi (agenti de ingrosare, agenti anti-spumare, stabilizatori de spuma)

Figura 2.28: covor din smocuri pre-acoperit

Pre-acoperirea poate fi aplicata: fara spuma, cu ajutorul unui dispozitiv de impregnare/deversare (Figura 2.29) cu spuma, cu ajutorul unei tehnici pe baza de raclu (Figura 2.30)

Figura 2.29: Pre-acoperirea pe baza de impregnare/deversare

Figura 2.30: Pre-acoperirea pe baza de raclu

In timpul etapei urmatoare de uscare, datorita formarii legaturilor de hidrogen, lanturile de polimer sunt impletite intr-o plasa tridimensionala si un strat elastic plastic este produs.

Acoperirea cu spuma SBR

Metodele de acoperire cu spuma constau in aplicarea unui strat de spuma pe un covor pre-acoperit, dupa cum arata figura urmatoare.

Figura 2.31: Covor din smocuri acoperit cu spumaFinisarea spumarii se face in doi timpi: aplicarea spumei si solidificarea spumei prin uscare. Impletitura este spumata cu ajutorul aerului si apoi se face aplicarea cu ajutorul unui raclu pe covorul preacoperit.Spuma SBR trebuie sa fie stabilizata pana cand va fi solidificata in cuptorul de vulcanizare. Pentru aceasta stabilizare doua metode sunt folosite: procesul non-gel care utilizeaza surfactanti ca stabilizatori ai spumei procesul gel care foloseste acetatul de amoniu (sistemul gel AA) sau florura de siliciu

(sistemul gel SF) ca gelatinizanti.

Intregul proces este schematizat in Figura 2.32.

Figura 2.32: Reprezentarea procesului de acoperire cu spuma SBR

130

Spuma este compusa din: dispersia coloidala SBR o pasta care contine un numar de aditivi activi agenti de umplere inactivi (in special , care este adugat pastei deja compuse) apa agenti de ingrosare (polivinil alcooli, metil celuloza, poliacrilati) coloranti si pigmenti anti-oxidanti si stabilizatori pe bazade ozon

Unele din componentele active ale pastei sunt responsabile pentru impactul asupra mediului al acestei metode de acoperire. Pentru a identifica sursele de emisie mai bine, ele pot fi impartite astfel:

Polimerizarea aditivilor:

RemarciStabilizatori ai spumeiCross-linkeri De obicei sulf, dar si peroxiziAcceleratori de vulcanizare Mercaptobenzotiazoli

(mercaptobenzotiazol de zinc)Ditiocarbamati ca dietilditiocarbamat sau dibenzilditiocarbamat de zinc dau dibutilditiocarbamat de zinc (cel mai uzual folosit)

Activatori De obicei o combinatie de ZnO si acid stearic (dupa unele surse ZnO nu este necesar pentru aplicatiile non-gel si unele dintre SF)

Aditivi de procesare:

RemarciAgenti de spumare si stabilizatori SurfactantiGelatinizanti Acetat de amoniu (sistem de gel AA)

sau fuorura de siliciu (sistem de gel SF)

Substante hidrofobe cu scopul de a imbunatati suprafata spumei si proprietatile de impermeabilitate

Dispersii de parafina si emulsii de silicon

Agenti de complexare pentru a chela ionii metalici (ei se comporta ca niste catalizatori pentru imbatranirea stratului de spuma)

EDTA, DTPA, polifosfati

AntioxidantiAgenti de ingrosare Polimeri organici bazati pe poliacrilati

si celuloza (CMC)

131

Aditivi functionali:

- stabilizatori UV- agenti antistatici- agenti ignifugi (Al2O3).

Acoperirea cu spuma PU

Poliuretanul este o alta metoda pentru acoperirea cu spuma. Procesul de acoperire cu poliuretan ICI este cel mai des folosit. Covorul este pregatit prin aburire si apoi ajunge in camera de sprayere unde componentii poliuretanului (diizocianat si un alcool) sunt sprayiati. CO2 produs in timpul reactiei chimice este incorporat in spuma. Acoperirea este consolidata intr-un camp de incalzire infrarosu si ulterior intr-un camp de reactie. Procesul este reprezentat schematic in urmatoarea diagrama.

Figura 2.33: Acoperirea cu spuma PU

Acoperirea textila

Intarirea textila consta in aplicarea unei tesaturi textile pe un covor pre-acoperit. Legatura dintre covor si tesatura textila este obtinuta prin aplicarea unui strat de adeziv laminat adeziv topit

Figura 2.34: Acoperirea textila

Adeziv laminat (laminated glue)

In acest proces, un latex x-SBR este aplicat la nivelul covorului prin impregnare/deversare. Dupa aplicarea materialului textil consolidarea finala a latexului este efectuata prin tratament termic (Figura 2.35). compozitia latexului este similara cu cea folosita la pre-acoperire cu o proportie mai mare de dispersie de polimeri pentru a permite o adezivitate mai buna.

Figura 2.35: Intarirea textila printr-un proces de adezivitate laminata

Adeziv topit

Acest sistem foloseste polimeri termoplastici (in special polietilena) care pot fi topiti prin intermediul caldurii. In laminarea cu pudra (si in particular in laminarea cu pudra prin difuzie) pudra de polietilen este imprastiata pe spatele covorului. Ulterior polimerul este topit in camp infrarosu. In urmatorul timp tesatura este presata in adezivul topit. Printr-o racire ulterioara adezivul topit devine permanent fixat intre tesatura textila si spatele covorului. Acest proces este reprezentat in Figura 2.36.

Figura 2.36: Acoperire textila prin intermediul laminarii cu pudra (adeziv topit)

132

Un alt proces de intarire textila cu ajutorul adezivului topit este asa numitul proces AdBac. In acest caz covorul este fabricat folosind un strat primar de panza (carrier) cu aditivi cu punct de topire scazut. In stadiul urmator un strat secundar de panza (de asemenea cu punct scazut de topire)este adus in contact cu dosul covorului inainte de a intra in zona de incalzire. Temperatura inalta topeste panzele care sunt apoi apasate impreuna de valturi de stoarcere, la iesirea din zona de incalzire. Acest covor este apoi racit. O schema a covorului produs prin proces AdBac este reprezentata in Figura 2.37.

Figura 2.37: Covor fabricat prin proces AdBac

Acoperire grea

Acoperirea grea este folosita in special in cazul placilor SL (self-lying). Procesul de acoperire consta in aplicarea materialului prin impregnare/deversare sau cu ajutorul unei racle si ulterior consolidare. In majoritatea cazurilor materialul de acoperire este aplicat in straturi (tehnica doua straturi – two-coat).Dupa primul strat care poate servi de asemenea ca strat de preacoperire, o retea de fibra de sticla poate fi adaugata. Urmeaza aplicarea celui de-al doilea strat. Urmatoarele materiale de acoperire sunt folosite: APO (abreviere de la ‘atactical polyolefin’) Bitumen (imbogatit cu aditivi organici si anorganici) PVC (clorura de polivinil) EVA (acetat de etilen vinil)

Principiul procesului este schematizat in figura 2.38.

Figura 2.38: Reprezentare a procesului de acoperire grea

2.12. Spalarea

2.12.1 Spalarea cu apa

Factori importanti in spalare sunt: Caracteristicile apei Felul sapunului si al detergentilor Actiunea hidromecanica Temperatura si pH-ul Stadiul de clatire

Spalarea se face in mod normal in apa fierbinte (40 – 1000C) in prezenta agentului de udare si detergent. Detergentul emulsifica uleiurile minerale si disperseaza pigmentii nedizolvati. Alegerea surfactantului poate varia in functie de tipul de fibra. Amestecul de surfactanti anionici si neionici este folosit frecvent. Un factor important in selectia surfactantului este eficacitatea lui in conditii puternic alcaline.

133

Spalarea implica intotdeauna un timp final de clatire pentru a indeparta impuritatile emulsificate.

Spalarea tesaturilor se poate face sub forma de funie sau sub forma de foaie intinsa in mod continuu sau discontinuu. Tehnica folosita cel mai frecvent este in mod continuu, in foaie intinsa.

2.12.2 Spalarea uscata

Spalarea cu solventi industriali este cateodata necesara mai ales in cazul tesaturilor delicate. In acest caz impuritatile sunt indepartate de catre solvent care este in mod uzual reprezentat de percloroetilen. In acelasi timp pot fi realizate tratamentele de inmuiere. In acest caz, apa si chimicalele bazate pe surfactant sunt adaugate la solvent.

Spalarea cu solvent se poate face continuu in foaie intinsa (pentru netesute si tricoturi) sau discontinuu pentru fire sau tesaturi in forma de funie (in general pentru tricoturi).

Laboratoarele de solventi au asigurat un sistem de recuperare a solventului prin care solventul este purificat prin distilare si refolosit pentru procesul urmator de spalare. Sedimentul rezidual din distilare trebuie sa fie indepartat ca deseuri periculose in cazul concentratiilor mari de solvent.

Dupa distilare, solventul trebuie racit inainte de reutilizare si din aceasta cauza sunt necesare cantitati mari de apa pentru racit. Aceasta apa nu este niciodata contaminata de catre solvent si poate fi astfel reutilizata. In fabricile care detin si solventul si facilitatile de spalare cu apa, apa calda din sectiile de racire poate fi folosita pentru tratamentele de spalare cu apa, permitand salvarea de apa si energie. In multe cazuri, totusi, aceasta apa nu este reutilizata si este indepartata impreuna cu celelalte reziduuri.

Ambele circuite de aer deschise si inchise pot fi folosite pentru indepartarea solventului de pe tesatura.

In utilajele cu circuit deschis, cand ciclul de spalare s-a terminat, cantitati mari de aer sunt luate din mediul extern, incalzite cu un schimbator de caldura cu aburi si sunt introduse in utilaj, obtinandu-se astfel evaporarea solventului organic. Acest proces are loc pana cand solventul este eliminat de pe tesatura curata aproape in intregime. Aerul bogat in solvent este apoi transmis unui sistem centralizat de filtre pe baza de carbune activ. Filtrele necesita regenerare in mod regulat pentru a se asigura performantele optime de curatare. Cele mai moderne filtre permit descarcarea in atmosfera sub 3 – 4 mg/mc.

In utilajele cu circuit inchis volumul de aer folosit in procesul de uscare, in loc sa fie filtrat si eliberat in atmosfera, este tratat intern. Astfel de tratament consta in recuperarea solventului prin condensare folosind un racitor. Cand solventul a fost indepartat din aer si recuperat, aerul sarac in solvent este incalzit cu un schimbator de caldura si trimis din nou in interiorul utilajului. Solventul recuperat este trimis unui laborator centralizat unde este distilat si purificat. Utilajele cu circuit inchis nu necesita un filtru de carbon activ.

134

Pe langa emisiile de aer mai sus mentionate din utilajele cu circuit deschis, emisii posibile in timpul operatiilor de spalare pot rezulta din pierderile utilajului (care pot fi eliminate sau reduse prin etansarea utilajului) si din solventul atasat tesaturii uscate si la final eliberate in atmosfera. Cele mai moderne utilaje au un sistem de control interior care face imposibila deschiderea utilajului daca concentratia de solvent in utilaj este mai mare decat valoarea limita stabilita de reglementarile nationale.

Alte surse potentiale de emisie sunt reprezentate de solventul continut in sedimentele reziduale si in filtrele active de carbon.

Figura 2.39, Figura 2.40 si Figura 2.41 arata solventul si circulatia aerului in ansa deschisa si in cea inchisa a utilajului de spalare cu solvent (circuitul solventului este intotdeauna inchis)

Figura 2.40: Spalarea solventului: reprezentarea circuitului solventului

Figura 2.40: Spalarea solventului: reprezentarea circuitului aerului intr-un utilaj de spalare cu ansa deschisa

Figura 2.41: Spalarea solventului: reprezentarea circuitului aerului intr-un utilaj de spalare cu ansa inchisa

2.13. Uscarea

Uscarea este necesara pentru a elimina sau a reduce continutul in apa al fibrelor, firelor si tesaturilor dupa procesele umede. Uscarea, in particular prin evaporarea apei, este un timp consumator de multa energie (cu toate acestea consumul total de energie poate fi redus daca optiunile de reutilizare/reciclare sunt luate in calcul).

Tehnicile de uscare pot fi clasificate ca mecanice si termice. Procesele mecanice sunt folosite in general pentru a indeparta apa care este legata in mod mecanic de fibra. Acest lucru ajuta la imbunatatirea eficientei urmatorilor timpi. Procesele termice constau in incalzirea apei si convertirea ei in aburi. Caldura poate fi transferata prin: Convectie Radiatie infrarosie Contact direct Radio-frecventa.

In general, uscarea nu este facuta niciodata doar intr-un singur utilaj, in mod normal uscarea implica cel putin doua tehnici diferite.

2.13.1 Uscarea fibrelor destramate

Continutul in apa al fibrei este initial redus prin centrifugare sau prin calandrare inainte de uscarea prin evaporare.

135

2.13.1.1 Extragerea prin centrifugare

Aparatura pentru centrifugarea materialelor textile (hidroextractori) sunt in principiu o versiune mai robusta a centrifugii masinii de spalat obisnuite si opereaza in mod normal pe un principiu discontinuu, chiar daca utilajele capabile de operatiuni continui pot fi folosite in instalatii foarte mari.

Cand se folosesc hidroextractori conventionali discontinui, fibra este descarcata din utilajul de vopsire in saci de tesaturi special conceputi care permit incarcarea directa a centrifugii. Un ciclu de extragere reduce continutul rezidual in umezeala la aproximativ 1,0 l/kg fibre uscate (in cazul lanii).

2.13.1.2 Calandrarea

Calandre actionate pneumatic pot fi folosite pentru a reduce continutul de apa al masei de fibre. Un astfel de echipament este deseori asociat cu o magazie cu o deschizatura pentru fibra care are rolul de a rupe pachetele si de a prezenta fibra in mod continuu unui uscator. Calandrarea este invariabil mai putin eficienta decat centrifugarea.

2.13.1.3 Uscarea prin evaporare

Toate uscarile prin evaporare cu aer cald sunt construite similar si constau dintr-un numar de camere prin care aerul cald este circulat. Camerele consecutive opereaza la diferite temperaturi, fibra trecand de la cea cea mai fierbinte camera, progresiv, spre cea mai rece. Fibra poate fi transportata pe o banda transportoare sau poate fi transportata prin interiorul utilajului pe suprafata unei serii de tambure perforate.. Uscatoare cu eficienta mare cu benzi transportoare perforate din otel s-au produs in ultimul timp; acestea creeaza o presiune egala a aerului in suprafata fibrei. Acestea duc la o uscare uniforma si scad cerintele de energie termica.

In timp ce majoritatea uscatoarelor sunt incalzite cu aburi, un numar de producatori produc uscatoare cu radiofrecventa. Fibra este transportata pe o banda perforata de polipropilena prin campul de radiofrecventa iar curentul de aer este asistat prin intermediul unor ventilatoare. In cazul acestor utilaje, fibra nu este supusa unor temperaturi inalte si continutul de umezeala al materialului uscat poate fi controlat in limite foarte fine. Uscatoarele cu radiofrecventa au fost dovedite a fi semnificativ mai eficiente decat uscatoarele cu camera incalzita cu aburi. Oricum, eficienta mai mare nu este intotdeauna obtinuta printr-o analiza globala, comparand energia primara necesara producerii curentului electric cu gazul metan consumat pentru productia de energie termica. Uscatoarele cu radiofrecventa sunt folosite in special unde costul energiei electrice este scazut.

2.13.2 Uscarea sculurilor

2.13.2.1 Extragerea prin centrifugareSculurile scoase din utilajele de vopsit pot contine (in cazul lanii) pana la 0,75 kg de apa pe kg de fibra uscata (sau mai mult, depinzand de hidrofilicitatea fibrei). Continutul in umezeala este

136

in mod normal redus prin extragerea prin centrifugare inainte de uscarea prin evaporare folosind un echipament identic cu cel descris mai sus pentru fibrele destramate. Firul este, in mod normal, descarcat din utilajul de vopsire in saci tinute pe suporturi rotunde pentru a facilita incarcarea directa cu un brat de macara a centrifugii. Hidroextragerea reduce continutul in umezeala la aproximativ 0,4 litri/kg greutate uscata.

IPM BOTOSANI

2.13.2.2. Uscarea prin evaporare

Instalaţiile de uscare prin evaporare constau într-un număr de camere de încălzire, cu o circulaţie a aerului asistată de un ventilator, prin care sculurile trec suspendate sau pe bandă.

Dimensiunile sculurilor implicate în producţia covoarelor necesită o uscare foarte lentă, pentru a se asigura un nivel de umezeală a conţinutului final, ele putând sta în instalaţia de uscare şi 4 ore. Temperatura aerului este menţinută sub 1200C pentru a se evita îngălbenirea (de obicei are loc la temperatura de fierbere).

Toate instalaţiile sunt capabile de operaţii continue. Cantitatea de căldură necesară este produsă de obicei de un schimbător de căldură, iar la unele modele chiar de schimbătoare de aer, care recuperează căldura.

Mai puţin obişnuit, sculurile pot fi vopsite utilizând camere de deumidificare. Umiditatea este recuperată prin condensare, utilizând echipamente convenţionale. În comparaţie cu uscarea prin evaporare, se pare că rezistenţa în timp a firelor uscate în camera de deumidificare este mai lungă, dar consumul de energie este mai mare.

2.13.3. Uscarea firelor în format

Umiditatea formatelor este mai întâi redusă prin extracţie centrifugală. Instalaţii speciale de centrifugare, compatibile cu vasele de vopsire şi cu agenţii de suport sunt utilizate.

În mod tradiţional, formatele erau uscate în cuptoare, procesul necesitând un timp mare de derulare pentru a se asigura şi uscarea firelor din interiorul formatului. În prezent sunt utilizate două metode: uscare rapidă sub jet de aer şi uscarea cu micro-unde, cea de-a doua fiind uneori combinată cu o aspiraţie de extracţie iniţială. Uscătoarele sub jet de aer operează prin recircularea aerului cald din interiorul formatului spre exterior, la o temperatură de 1000C, urmată de condiţionare, în timpul căreia umezeala reziduală este redistribuită unui curent de aer care trece din exteriorul formatului spre interior. Uscarea cu micro-unde este un proces pe bandă şi este mai extensibil decât procesele menţionate mai sus. Pot fi utilizate temperaturi mai mici şi astfel apar economii de energie (observaţiile prezentate la uscarea prin evaporare a fibrelor libere se pot aplica şi aici).

2.13.4. Uscarea materialului

137

Procesul de uscare a materialului conţine de obicei două operaţii: primul de îndepărtare a apei care este legată mecanic de fibră, în timp ce al doilea este necesar pentru o uscare completă a materialului.

2.13.4.1. Extragerea apei prin stoarcere

Materialul este stors cu ajutorul unui utilaj, compus din doi sau trei tamburi acoperiţi cu material cauciucat. Această tehnică nu poate fi aplicată materialelor fine.

2.13.4.2. Extragerea apei prin aspiraţie

Materialul este transportat către un tambur de aspiraţie care este conectat la o pompă. Aerul din exterior este aspirat prin material, îndepărtând apa în exces. Umiditatea materialului trecut printr-un astfel de proces este încă de 90%.

2.14.4.3.Extragerea apei prin centrifugare

Forma acestui utilaj este aceeaşi cu a celui descris anterior în procesul de extragere a apei din fibra liberă şi fir. Pentru materialele grele, poate fi utilizat un utilaj cu o axă orizontală.

Acesta este cea mai eficientă metodă pentru îndepărtarea mecanică a apei, dar nu poate fi aplicată materialelor fine.

2.13.4.4. Uscătorul

Acest utilaj este folosit pentru o uscare completa a materialului. Materialul este aşezat în interiorul utilajului, plan. Un curent de aer cald este suflat asupra acestuia, producând evaporarea apei din material.

Materialul este susţinut şi transportat de două lanţuri paralele. Materialul este puţin ondulat, pentru a permite micşorarea în timpul procesului.

Uscătoarele obişnuite sunt orizontale şi multi-strat, dar există şi forme mai noi. În cazul uscătorului orizontal, materialul intră ud printr-o parte a utilajului şi iese uscat în partea opusă. În cazul utilajelor multi-strat, materialul intră şi iese din proces prin aceeaşi parte şi suferă multe schimbări de direcţie, ceea ce face acest proces inutilizabil pentru materialele fine; totuşi are o eficienţă mai mare (din punct de vedere al consumului de energie).

2.13.4.5. Uscătorul flaier

Acest echipament are o formă paralelipipedică metalică mare, în care tamburii pot devia direcţia, astfel încât materialul rulează cam 250m în interiorul utilajului. Aerul interior este încălzit cu ajutorul schimbătoare de căldură şi ventilat.

2.13.4.6. Uscătorul cu contact (cilindri încălziţi)

138

În cadrul acestui proces materialul este uscat direct, prin contactul cu o suprafaţă caldă. Materialul este întins longitudinal pe o suprafaţă, care este compusă din mai mulţi cilindri metalici. Cilindrii sunt încălziţi cu ajutorul aburului sau a flăcării directe.

2.13.4.7. Uscătorul pe bandă

Materialul este transportat printr-un set de module de uscare. În interiorul fiecărui modul materialul este uscat cu ajutorul unor jeturi de aer cald.

Tehnologia este de obicei utilizată pentru operaţii combinate de finisare, a tricoturilor şi a ţesăturii; alături de uscare, mai are loc un efect de micşorare , necesar pentru a înmuia materialul şi pentru a se atinge o stabilitate a formei.

2.13.4.8. Uscătorul cu aer

Acest utilaj poate fi folosit la spălare, înmuiere şi uscare a tricoturilor şi ţesăturilor sau a firelor sub formă de cablu.

În timpul acestor faze, materialul sub formă de cablu este recirculat prin utilaj printr-un jet foarte turbulent de aer. Apa este astfel îndepărtată, o parte mecanic şi o parte prin evaporare.

Datorită anumitor forme ale utilajelor, este posibilă îndeplinirea mai multor operaţiuni în cadrul aceluiaşi proces: în acest caz spălarea. Dacă baza utilajului este umplută cu apă şi cu substanţele necesare, materialul este în continuu îmbibat cu apă (care conţine agenţi de spălare) şi stors.

Capacitatea acestui utilaj este determinată de numărul de canale ( de la 2 la 4).

2.14. Ramurile industriei textile

Până la acest capitol au fost descrise procesele fundamentale ale industriei textile, pe unităţi. Informaţiile au fost structurate în funcţie de material pentru a da o idee generală asupra proceselor specifice. Din punct de vedere practic totuşi, o divizare a activităţilor acestei industrii în ramuri în funcţie de tipul de fibră procesată, ar fi de mic ajutor.

În practică, există modele stabilite de activitate, în care instalaţiile de finisare ( de ex. producţie a: firului, tricoturilor, ţesăturii etc )tind să se specializeze pe anumite activităţi, pentru că utilajele nu permit o altă modalitate de lucru. Acest grad de specializare nu se aplică în aceeaşi măsură şi asupra fibrelor. Deşi în trecut fibrele predominante erau cele naturale şi se putea realiza o delimitare clară între procesele aplicate diferitelor materiale, în prezent, apariţia fibrelor sintetice a condus la o diversificare a activităţii unei instalaţii de finisare: aproape sigur că printr-o instalaţie de finisare vor trece mai multe tipuri de fibră, chiar dacă numai una este predominantă (de ex. lână, bumbac, etc).

Ca un ajutor la aplicarea acestui ghid (BREF), restul capitolului va da informaţii de ordin practic asupra principalelor categorii care se găsesc în acest sector (instalaţiile integrate ar trebui văzute sub forma unor combinaţii între aceste categorii principale).

139

Principalele instalaţii sunt listate mai jos, pe aceeaşi structură fiind analizate emisiile şi consumurile de energie din capitolul 3.

Instalaţii de spălare a lâniiFabrici de finisare a firului şi/sau fuiorului - în principal CV (vâscoze), PES (poliesterice),

PAC (poliacrilice) şi/sau CO (bumbac)- în principal WO (lână)- în principal fire din CO- în principal fire din PES- în principal fire din WO, PAC şi/sau CV

Fabrici de finisare a tricoturilor - în principal CO- în principal CO, cu secţii semnificative de imprimare- în principal fibre sintetice- în principal WO

Fabrici de finisare a ţesăturilor - în principal CO şi/sau CV- în principal CO şi/sau CV cu secţii semnificative de imprimare- în principal WO- în principal PA (poliacrilice)

Industria covoarelor - vopsitorii ale lânii şi amestecuri ale lânii, în fir/fibră liberă- vopsitorii şi imprimerii de covoare- fabrici integrate de producere a covoarelor

Industria covoarelor formează un grup separat de celelalte fabrici de finisare. Acest lucru este puţin inconsistent datorită sistemului de clasificare adoptat (bazat pe operaţii şi procese), în care o categorie de instalaţii de finisare a firelor din WO sunt clasificate sub titlul de „Instalaţii de finisare a firului”. Totuşi, particularitatea industriei covoarelor ca produs finit, implică necesităţi atât de specifice încât tendinţa fabricilor este de a se specializa doar pe aceste domenii ale ramurii de producţie a covoarelor.

2.14.1. Fabrici de curăţare a lânii

Lâna procesată în Europa este în majoritate importată. De fapt cea mai mare parte a lânii procesate în Europa se pretează industriei covoarelor întrucât este lână mai aspră, şi mai rar este utilizată pentru confecţii. Lâna fină Merinos este din aceste motive importată din Australia, Noua Zeelandă, Africa de Sud, Argentina, Uruguay şi Brazilia.

Organizarea sectorului de curăţare reflectă două sisteme utilizate în principal în procesarea lânii: sistemul de ţesături, şi sistemul de fire răsucite. Fabricile tind să se specializeze în unul dintre aceste sisteme.

În Europa, cantităţi semnificative de lână sunt obţinute din pieile animalelor sacrificate, printr-un proces de tratare biochimică pentru a elibera lâna din piele.

140

Procesul de curăţare este de obicei realizat sub influenţa apei, şi a fost descris deja în secţiunea 2.3.1.1.

Cele mai multe spălătoare au instalaţii de tratare a apei uzate, încorporate. Majoritatea deversează aceste ape în canalizare, dar există instalaţii care deversează apa uzată direct în apele de suprafaţa. Această ultimă categorie trebuie să trateze apele uzate cu o eficienţă mai mare. Dintre unităţile care trimit apa uzată în sistemul de canalizare, numai unele realizează tratarea efluentului puternic contaminat.

Vorbind la general, există patru moduri principale de tratare a apelor uzate:- coagulare/floculare- evaporare (uneori combinată cu incinerarea şi cu închiderea completă a circuitului de apă)- filtrarea prin membrană- tratament biologic anaerob/aerob- împrăştierea pe uscat sau în lagună (după procesul de separare al grăsimii)

Unele spălătorii realizează procesul de tratare printr-o combinaţie de metode dintre cele enumerate. Nici efluentul puternic contaminat, dar nici efluenţii micşti proveniţi de la instalaţiile de spălare nu pot fi trataţi direct prin descompunere aerobă deoarece valorile CCO sunt prea mari. Este normal ca aceşti efluenţi să fie mai întâi trataţi biologic în condiţii anaerobe sau prin coagulare/floculare şi apoi să urmeze procesul de tratamentul biologic aerob.

Toate tipurile de tratamente prezentate dau naştere unor nămoluri concentrate, care trebui depozitate într-un loc sigur. Modurile de depozitare ale nămolului pot cuprinde procese de îngropare, compostare, incinerare piroliză/gazeificare şi obţinere de cărămizi.

2.14.2. Fabrici de finisare a firelor şi/sau fuiorului

O caracteristică comună a instalaţiilor de finisare a firului şi fuiorului este aceea că toate procesele se desfăşoară în cadrul aceluiaşi utilaj. Secvenţa de bază de procese este:- pre-tratare (curăţare/înălbire)- vopsire- finisare (înmuiere prin adiţia genţilor de înmuiere în ultima baie de spălare, dar şi ignifugare şi tratare împotriva insectelor pentru firele pentru covoare)

Pre-tratarea poate fi îndeplinită ca pas separat, în special în cazul fibrelor naturale, sau împreună cu vopsirea prin adăugarea auxliarilor specifici în baia de vopsire. A doua opţiune poate fi aplicată când impurităţile care apar pe fibră sunt în cantităţi nesemnificative sau pot fi uşor îndepărtate, sau când auxiliarii ( de ex. agenţi de preparare, lubrefianţi de torsionare) sunt astfel aleşi încât să nu interfereze cu procesul de vopsire.

Înălbirea nu este de obicei aplicată fibrelor sintetice. Pentru cele naturale, înălbirea este de obicei omisă dacă vopsirea se va realiza în culori închise , în timp ce pentru nuanţele deschise, procesul de înălbire este combinat cu cel de curăţare. După spălare, materialul este vopsit în cadrul aceluiaşi utilaj şi apoi trimis pentru spălare.

141

Pentru vopsire, de obicei în cazul fuiorului şi palelor culoarea dorită este obţinută prin amestecul culorilor direct pe fibră, pe când în cazul firului nuanţa trebuie obţinută uniform, neputându-se efectua corecţii. Din acest motiv trebuie obţinut un standard de acurateţe mai mare a reţetei la dezvoltarea sa în laborator.

După cum s-a explicat în celelalte secţiuni ale acestui document, auxiliarii şi coloranţii aplicaţi variază în funcţie de fibra procesată.

Tratamentul de mercerizare poate fi de dorit pentru bumbac. Dacă se optează pentru un astfel de proces, materialul trebuie procesat în formă de scul. Mercerizarea este îndeplinită separat şi este de obicei primul tratament aplicat.

Tratamentul, anti-pâslă este un alt proces opţional; este aplicat numai lânii, de obicei în pale.

2.14.3. Instalaţii de finisare a tricoturilor

Instalaţii de finisare ale tricoturilor din CO

Procesul tipic pentru finisarea tricoturilor din CO (bumbac) este prezentat în figura 2.42 (doar procesele umede sunt prezentate). Liniile punctate indică procese care nu sunt obligatorii şi care nu sunt comune tuturor tehnicilor. Demineralizarea acidă, de exemplu, este aplicată în puţine instalaţii. Mercerizarea este de asemenea opţională pentru că este necesară doar pentru anumite articole.

Figura 2.42: Secvenţa tipică de procese pentru finisarea tricoturilor din bumbac [179, UBA, 2001]

Curăţarea este de obicei o operaţie de şarjă, dar instalaţiile mari o realizează în mod continuu. Apa oxigenată este cel mai utilizat înălbitor pentru bumbac în prezent.

142

Tricoturile din bumbac pot fi vopsite cu diferite clase de coloranţi cum ar fi: reactivi, direcţi, sulfonici sau de cadă. Coloranţii reactivi sunt cel mai des folosiţi. Coloranţii direcţi pot fi folosiţi pentru nuanţe mai deschise , iar cei sulfonici, pentru nuanţe mai închise. Coloranţii de cadă pot fi utilizaţi pentru efectul puternic de luminozitate cerut de nuanţele deschise.

În cazul imprimării există două subclase:- fabrici de finisare a CO, fără secţii de imprimare- fabrici de finisare a bumbacului cu secţii de imprimare

Imprimarea pe bază de pigmenţi este cea mia utilizată tehnică, pentru că nu necesită obligatoriu o operaţie de spălare după; această operaţie este necesară în cazul folosirii coloranţilor reactivi, de dispersie şi de cadă (tehnici destul de utilizate în acest sector).

Fabrici de finisare a tricoturilor din fibre sintetice

Secvenţa tipică de procese urmată pentru finisarea tricoturilor din fibre poliesterice este prezentată în figura 2.43. Operaţiunile opţionale sunt indicate cu linie punctată.

Figura 2.43: Secvenţa tipică de procese pentru finisare tricoturilor din fibre sintetice[179, UBA, 2001]

Înainte de vopsire, tricoturile sunt de obicei spălate pentru a îndepărta agenţii de pregătire şi impurităţile. Tratamentele termice sunt obligatorii, dar această operaţiune poate avea loc şi înainte de spălare şi după aceasta.

143

În funcţie de gradul de albire a tricotului, înălbirea poate fi necesară.

Fabrici de finisare a tricoturilor din WO (lână)

Secvenţa de procese din figura 2.45 este aplicabilă şi în cazul instalaţiilor de finisare a tricoturilor.

2.14.4. Fabrici de finisare a ţesăturilor

Instalaţii de finisare a ţesăturilor din CO şi/sau CV (vâscoze)

Secvenţa tipică de procese pentru instalaţiile de finisare a ţesăturilor este prezentată în figura 2.44. Operaţiunile opţionale sunt indicate prin linii punctate.

Figura 2.44: Secvenţa tipică de procese pentru finisarea ţesăturilor din CO (bumbac)[179, UBA, 2001]

Ţesăturile din bumbac sau amestecuri ale acestuia sunt finisate în procese continue/semi-continue sau în mod discontinuu, în funcţie de mărimea şarjei.

Procesele de pre-tratare, cum ar fi descleierea, curăţarea, înălbirea sunt de multe ori combinate într-o singură operaţie în cadrul liniilor continue. Pre-tratamentul vâscozei necesită de obicei tratamente alcaline şi spălare, condiţia fiind dependentă de solubilitatea în apă a agenţilor de descleiere.

În completarea acestor procese, menţionate în figură, pot apare procese suplimentare, cum ar fi pre-tratarea cu amoniac (în cazul câtorva fabrici în Europa).

144

În cazul imprimării se identifică două subclase:- fabrici de finisare a CO, fără secţii de imprimare- fabrici de finisare a bumbacului cu secţii de imprimare

Fabrici de finisare a ţesăturilor din WO (lână)

Secvenţa tipică de procese pentru instalaţiile de finisare a ţesăturilor din WO (lână şi lână împâslită) este prezentată în figura 2.45.

Figura 2.45: Secvenţa tipică de procese pentru fabricile de finisare a ţesăturilor din lână[31, Italia, 2000]

Ambele tehnologii de spălare, cu apă şi solvenţi (curăţare uscată) sunt utilizate în sectorul lânii. Spălarea într-un mediu umed este îndeplinită fie sub formă de cablu (în şarjă), fie în mod deschis (de obicei în mod continuu, dar şi în şarjă). Materialele grele (ţesături din lână) sunt preferabil tratabile sub formă de cablu, pe când spălarea în mod deschis este preferabilă pentru ţesăturile fine.

Carbonizarea şi umplerea sunt tratamente opţionale în secvenţa tipică de procese. Carbonizarea este aplicată doar ţesăturilor din lână, care sunt şi cele mai utilizate în procesul tratamentelor de umplere.

145

Crabarea ţesăturilor este îndeplinită înainte sau după vopsire, în funcţie de efectul dorit. Crabarea materialului brut se realizează pentru a stabili dimensiunile acestuia , astfel încât să nu se deformeze în timpul proceselor care urmează.

Fabrici de finisare a ţesăturilor din fibre sintetice

Secvenţa de procese de finisare a ţesăturilor din fibre sintetice este similară cu cea din figura 2.43, pentru tricoturi. Totuşi, aici, operaţia de spălare/descleiere este mai importantă datorită necesităţii îndepărtării complete a agenţilor de încleiere. Aceşti agenţi sunt de obicei uşor îndepărtabili cu apă, de multe ori în procese continue.

Materialele care conţin fibre de tip elastomeri prezintă siliconi. Îndepărtarea completă a siliconilor poate fi foarte dificilă. În unele cazuri este utilizată tetracloretilena; pentru îndeplinirea acestor scopuri, în prezent sunt folosite sisteme închise, care limitează drastic pierderile de solvent.

Vopsirea se realizează în proces continuu sau în şarjă. Predomină coloranţii de dispersie.

2.14.5. Industria covoarelor

2.14.5.1. Instalaţiile de vopsire a firelor din lână şi din amestecuri ale acesteia, pentru covoare

Producţia firelor torsionate poate fi privită ca un sector al ramurii producţiei de covoare. Pentru transformarea fibrelor albe libere în fire vopsite pentru covoare, trebuie aplicate diferite tratamente. De obicei sunt preferate procesele şi operaţiunile auxiliare umede (ex: vopsire). Procesele uscate care apar sunt cele de amestecare, cardare şi torsiune etc. Aceste procese nu vor fi analizate aici, întrucât au fost deja prezentate. În funcţie de nuanţa fibrei, pot apărea şi alte procese. După cum se observă în figura 2.46, există trei secvenţe de procese posibile:

146

Figura 2.46: Diagrama generală a proceselor din cadrul producţiei firelor din lână pentru covoare[32, ENco, 2001]

Prima secvenţa (numită şi ruta torsiunii uscate) datorită neimplicării vreunui proces umed, iar după formarea firului, începe vopsirea firului în starea de fibră liberă. Urmează apoi formarea firului, care este apoi torsionat. Această tehnologie este relativ nouă şi necesită utilizarea lânii conţinând cantităţi

147

mici de lanolină şi agenţi de lubrifiere, care pot rămâne chiar pe fir, fără a cauza vreo deficienţă produsului finit. Acest proces este util firelor pentru covoare de volume mari, de nuanţe uniforme obţinute prin amestecul firelor de diferite culori. Acest proces este cel mai economic din punct de vedere al resurselor necesare. Totuşi materialul, selecţia materialului brut curat şi a unei buni întreţineri ale utilajelor sunt esenţiale.

Cea de-a doua secvenţă (ruta tradiţională de vopsire a materialului brut) a fost mai întâi folosită pentru procesarea unor şarje mari de fir de aceeaşi culoare. Fibra liberă este mai întâi vopsită şi apoi transformată în fir prin torsiune sub acţiunea uleiurilor (lubrifianţilor). Acest lucru necesită o spălare eficientă (sub formă de scul) întrucât lubrifianţii pot cauza defecte ale produsului finit. Înlocuirea la nivel mondial a lubrifianţilor pe bază de uleiurilor minerale cu agenţi solubili în apa, nu a redus importanţa procesului de spălare. Spre deosebire de prima tehnică prezentată, aceasta este mai flexibilă şi permite utilizarea lânii cu un conţinut mai mare de lanolină.

Cea de-a treia tehnică utilizată (ruta vopsirii firului) constă în transformarea fibrelor în fir înainte de vopsire. Acest proces se pretează pentru producerea palelor mici, necesare pentru ţeserea covoarelor cu modele sau pentru producerea hainelor la comandă. Procesul nu este, totuşi posibil numai asupra şarjelor mici, existând în această direcţie utilaje de procesare a şarjelor de până la 4 tone pentru ţesut şi pentru decoraţiuni.

În cazul fabricilor integrate, este normală existenţa a două sau mai multe astfel de procese operând în acelaşi mod şi utilizând aceleaşi instalaţii de umezire. Deoarece vopsirea şi finisarea se aplică la fel în toate cele trei procesele, acestea sunt discutate în secţiunea următoare, fără a se face referiri la tipul de tehnologie aleasă. Variante sunt discutate doar acolo unde procesele uscate au o performanţă diferită asupra mediului.

2.14.5.1.1. Vopsitoriile pentru procesarea fibrei libere pentru covoare

Fibrele sunt de obicei vopsite în forme libere dacă se doreşte obţinerea unei cantităţi mari de fir de aceeaşi nuanţă, de exemplu pentru utilizarea în producerea covoarelor mari de nuanţă constantă (variaţiile de culoare s-ar observa foarte uşor în acest caz). Şarjele de culori diferite sunt vopsite de obicei în cantităţi mici, operatorul reglând culoare pentru fiecare proces, pentru a se obţine culori uniforme. Combinarea coloranţilor direct pe material este dusă la îndeplinire de operaţii mecanice specifice, care apar şi în timpul operaţiunii de cardare. Vopsirea fibrei libere, nu trebuie deci să fie un proces uniform (ca în cazul firelor unde nu pot fi retuşate nuanţele), existând posibilitatea uniformizării culorilor în procesele care urmează.

Fibrele libere vopsite sunt utilizate şi pentru obţinerea efectelor multicolore în anumite fire. În cadrul acestui proces, fibrele vopsite neuniform sunt amestecate pentru a produce o gamă largă de nuanţe, cum ar fi stilurile câmpeneşti la modă în prezent. Asemenea amestecuri pot conţine atât fibre naturale vopsite, câţ şi nevopsite, şi chiar fibre sintetice pigmentate.

Dacă firul final conţine un amestec de lână şi fibre sintetice (de obicei 80% lână şi 20% fire poliamidice) cantităţile necesare de fibre sunt vopsite separat în condiţii specifice şi apoi amestecate prin procese mecanice.

148

Procesul de vopsire a fibrelor libere

Lâna curăţată şi fibrele sintetice apar în vopsitorie în formă „curată” şi de obicei nu necesită tratamente suplimentare de îndepărtare a contaminatorilor. Dacă fibra este cumpărată din surse externe, atunci ea ajunge în fabrică sub formă de baloturi (formă universal utilizată în industria textilă pentru transportul fibrei brute).

În cazul unei fabrici integrate care dispune de o secţiune de spălare, atunci lâna poate intra în vopsitorie pe o bandă rulantă, sub formă de baloturi mici de densitate redusă.

De obicei nu este necesară prezenţă unui utilaj de desfacere când se operează cu fibre deja spălate. În cazul baloturilor, de obicei se operează cântărirea si transportul la vopsitorie. Ei sunt desfăcuţi manual şi introduşi în instalaţie, după necesitate. Opţional, fibrele pot fi umezite înainte de încărcarea în utilaj.

Pentru vopsire fibrelor din lână şi din produşi sintetici sunt utilizate diferite utilaje. Acestea includ utilaje de vopsire cu jet sub formă oală conică, sub formă de pară şi utilaje cu debit radial. Fibrele libere sunt de obicei încărcate manual în utilaje.

Coloranţii sunt dizolvaţi în apă caldă înainte de aplicarea în baia circulară. Sunt utilizaţi coloranţi şi substanţe specifice lânii şi amestecurilor acesteia (vezi secţiunile 2.7.47 şi 2.7.6).

În majoritatea cazurilor, toate alimentările cu substanţe şi coloranţi sunt realizate manual la capătul deschis al utilajului. Mai puţin frecvent, dacă sunt utilizate utilaje sub presiune, lichidele sunt adăugate în baie din rezervoare speciale.

Durata unui astfel de proces este de obicei de 10 – 15 minute pentru a se asigura pătrunderea lichidului de vopsire în fibră înaintea începerii ciclului de încălzire, care ridică temperatura lichidelor la 900C cu o rată de 1 – 2 0C/minut. În acest moment, vopsirea mai poate continua pentru 60 de minute, timp în care nivelul pH- ului poate fi verificat şi ajustat prin adăugarea de acizi, pentru a atinge un randament maxim al colorantului. Evoluţia procesului de vopsire este de obicei verificat cu vizual, fiind apoi preluate mostre pentru compararea cu standardele.

Un proces care este considerat a fi la nuanţa corectă va fi terminat, iar utilajul va fi curăţat. Un proces încă neterminat poate fi alimentat cu unul sau cu mai mulţi coloranţi, baia fiind reîncălzită de fiecare dată. Datorită operaţiunii de amestecare a fibrelor, care urmează vopsirii, de obicei se face o singură alimentare cu coloranţi în timpul procesului; excepţie desigur fac şarjele care sunt procesate într-o singura încărcătură a utilajului.

Vopsirea este urmată de spălarea cu apă rece, pentru a îndepărta surplusurile de coloranţi de pe fir (coloranţi nedepuşi) şi pentru a se răci încărcătura înainte de descărcarea manuală. Utilajul poate fi încărcat cu apă rece şi apoi poate funcţiona 10 – 15 minute înainte de scurgerea apei. Utilizarea spălării cu preplin caz în care este permisă reîncărcarea băii şi rularea în continuu, este acum preferată datorită reducerii consumului de apă şi a emisiilor în efluent.

149

Atât lichidele de la vopsire, cât şi cele de la spălare pot fi reciclate pentru reutilizare. În acest caz utilajul trebuie adaptat cu un rezervor extern. Lichidele pot fi reciclate dacă aceleaşi culori sunt utilizate în mai multe procese la rând. În caz afirmativ, lichidele reciclate sunt pompate în rezervorul de extensie şi sunt apoi returnate în vasele de vopsire. Există totuşi limite în privinţa acestei tehnici, datorită eficienţei diferite a coloranţilor în funcţie de temperatură, putând rezulta neuniformităţi inacceptabile ale materialului. Pentru eficienţa operaţiei de reciclare trebuie utilizaţi coloranţii cu randament maxim la orice temperatură.

În aceste situaţii este mult mai uzuală reciclarea lichidului de spălare întrucât acest lichid are o temperatură mai apropiată de a lichidului de la începutul procesului. În funcţie de forma utilajului, prezenţa rezervorului auxiliar poate fi opţională întrucât transportul fibrei poate fi realizat şi cu vasele de vopsire pline. Ambele tehnici realizează o reducere a consumului de apă şi energie termică. (secţiunea 4.6.22)

Aplicarea agenţilor funcţionali de finisare

Un număr de agenţi funcţionali de finisare pot fi aplicaţi fibrelor libere, fie în timpul procesului de vopsire, fie printr-o baie adiţională după vopsire/spălare. Acest lucru este relevant în special în cazul torsiunii uscate a firelor, proces în care nu mai este realizată o umezire a fibrelor. Agenţii de finisare aplicaţi sunt agenţi de prevenire a insectelor, tratamente antistatice, anti-mizerie şi agenţi de prevenire a decolorării (secţiunea 8.8).

Pentru eficientizarea proceselor, aceşti agenţi sunt combinaţi în lichidul de vopsire (dacă este posibil acest lucru), post-tratament fiind utilizaţi doar în cazul în care substanţele de vopsire şi agenţii de finisare nu sunt compatibili. Co-aplicarea agenţilor cu lichidul din procesul de vopsire se face prin adăugarea sa în vasele utilajului de vopsire.

Post-tratamentul ar putea necesita o baie cu apă curată, sau chiar o baie de spălare, care ar putea fi destul de curată pentru reutilizare.

Au fost dezvoltate diferite tehnici de minimizare a concentraţiilor agenţilor de prevenire a insectelor în lichidele aplicate pe fibrele libere. Produsele astfel rezultate sunt adăugate la începutul ciclului de vopsire. La sfârşitul ciclului nivelul pH-ului din baie este scăzut prin adiţia acidului formic, iar fierberea este continuată pentru 20 – 30 de minute. Aceste condiţii acide susţin eliminarea ingredientelor active neabsorbite de fibră, atingându-se astfel o concentraţie a reziduurilor în fibră cu 98% mai mică.

Spălarea fibrei la temperaturi moderate este considerată a îndepărta agenţii de prevenire a insectelor de pe suprafaţa acesteia. Concentraţia ingredientelor active în baia cu apăcurată poate fi semnificativ mai mare decât a acelora prezenţi în baia de spălare. Au fost dezvoltate tehnici de minimizare a impactului spălării asupra agenţilor de prevenire a insectelor, astfel încât reziduurile din baia de spălare au fost reduse, ca şi consumul total de apă (reducere de 50% - secţiunea 4.8.4 pentru alte detalii).

Fibra dintr-un vas de transport perforat va conţine până la 2 l de apă reziduală/kg (cantitatea de fibră uscată). Aceasta este redusă iniţial prin extracţie centrifugală sau prin calandrare înainte de uscarea prin evaporare printr-o hotă cu aer cald.

150

2.14.5.1.2. Vopsitorii de fire pentru covoare

În cadrul fabricilor integrate, firul tors şi nevopsit poate fi depozitat în sculuri, în bobine conice sau în alte forme compatibile cu utilajul de vopsire. Şarje din acest material sunt preluate pentru a îndeplini cererile individuale. Instalaţiile de procesare de fire primesc de obicei firul în baloţi.

În cazul proceselor în scul, baloţii sunt aduşi în vopsitorie şi desfăcuţi lângă utilajul de vopsire sau spălare,şi sunt pregătiţi pentru încărcarea manuală.

Curăţarea firelor

Curăţarea firelor este de obicei îndeplinită într-un proces semi-continuu asupra şarjelor de fire, care sunt transportate printr-o serie de băi de apă, conţinând detergenţi şi alcalii sau apă de clătire. După cum arată şi figura 2.46, spălarea poate fi îndeplinită atât asupra firelor vopsite, cât şi a celor nevopsite. Pentru a se evita contaminările firelor de diferite nuanţe, de obicei se folosesc două linii de spălare: una pentru fire albe, nevopsite şi cealaltă pentru spălarea firelor colorate.

Firele pot fi spălate utilizând echipamente de spălare a sculurilor sau a bobinelor (bobină la bobină).

În cazul utilajelor cu bandă, pentru sculuri (figura 2.47), acestea sunt prinse între două benzi de nailon, şi apoi rulează pe o linie de transport, prin fiecare vas şi calandru, prin intermediul unor role de ghidaj situate la baza vaselor. Volumul fiecărui vas este de obicei de 1200 – 1800 l. Capacitatea de procesare variază între 500 – 1500 kg/h. Timpul de proces pentru fiecare vas este de 20 – 45 secunde. Încălzirea se realizează fie printr-o serpentină închisă, pe la baza vasului, sau prin injectare de abur.

Figura 2.47: Schema unui utilaj de uscare a firelor în scul[32, ENco, 2001]

Fiecare vas este iniţial încărcat cu substanţele necesare, adaosuri suplimentare fiind făcute în timpul procesului, fie manual, fie cu un dispozitiv de măsurare. În cazul utilajelor utilizate doar pentru spălare,

151

lichidul din vasul patru poate trece în vasul 1, realizând astfel un debit de contracurent. Consumul specific de apă variază în funcţie de cantitatea firului procesat prin utilaj înainte de înlocuirea lichidului şi de debitele deversate din vasele de spălare. Valorile normale se încadrează între 2 şi 7 litri de apă per kg de fir.

Utilajele de curăţare de tip „bobină - bobină” (figura 2.48) sunt mai puţin comune şi sunt de o construcţie modernă. Acest utilaj poate face întregul proces automat. Dispozitive de desfacere a bobinelor, preiau firele de la un număr de bobine şi îl introduc într-un şablon de conuri suprapuse, aşezate automat pe o bandă rulantă. Banda trece prin fiecare din vasele de spălare şi clătire. Firul este transferat apoi unei alte bande rulante care îl trece prin uscător. Firele sunt apoi evacuate din utilaj şi introduse în bobine conice.

Figura 2.48:Diagrama schematică a unui utilaj de curăţire „bobină - bobină”[32, ENco, 2001]

Vasele de spălare au un volum mai mare (3500 l), iar încălzirea se poate realiza prin flacără directă. Majoritatea utilajelor sunt echipate cu câte două instalaţii de desfacere a bobinelor; capacitatea de lucru fiind de 500 kg/oră.

Atât utilajele pentru sculuri, cât şi cele cu capăt deschis (bobină la bobină) pot fi utilizate doar pentru spălare , sau procesul poate fi modificat pentru a include şi desfăşurarea proceselor chimice simultane sau de aplicare a agenţilor de prevenire a insectelor.

152

Spălarea pentru îndepărtarea lubrifianţilor

Când utilajele sunt operate doar pentru a îndepărta lubrifianţii, primele două vase sunt umplute cu detergent şi substanţe alcaline; temperatura de proces este de 50 – 60 0C. Vasele rămase sunt folosite pentru clătirea cu apă curată la temperaturi de 20 – 30 0C. Adaosul substanţelor este făcută la început, pentru a se realiza concentraţii omogene în vase; concentraţia dorită este menţinută prin adaosuri suplimentare în timpul procesului.

Curăţarea şi tratarea cu agenţi de prevenire a insectelor

Utilajele cu 4 vase sunt de obicei folosite dacă procesul de spălare trebuie să încorporeze şi aplicarea acestor agenţi. Vasele 1 şi 2 sunt umplute ca mai sus, vasul 3 va conţine apă curată pentru clătire, iar vasul 4 va fi adaptat pentru aplicarea agenţilor de prevenire a insectelor. Vasul 4 poate fi de volum mai mic (100 – 200 l), cu o construcţie specifică procesului de tratare cu agenţii menţionaţi.

În cadrul acestor instalaţii, agenţii de prevenire a insectelor sunt mai frecvent aplicaţi printr-un proces de „pulverizare continuă ”, decât prin unul de impregnare, iar substanţa activă este îndepărtată din vas, pe fir. Echilibrul concentraţiei este menţinut prin măsurători continue a substanţelor, şi completare până la concentraţia dorită.

Aplicarea agenţilor se desfăşoară la temperaturi de 50 – 60 0C, în condiţii acide (pH aproximativ 4.5 utilizând acid formic sau acetic), pentru o absorbţie rapida a agentului.

Conţinutul de insecticide din vas este de aşa natură încât nu poate fi deversat în apa uzată, aşa că apare necesitatea unui rezervor suplimentar pentru colectarea lichidului între ciclurile de tratament. În cazul contaminării puternice a lichidului cu coloranţii îndepărtaţi din fir ar conduce la schimbarea nuanţei firului; din această cauză este necesar un sistem de filtrare cu absorbţie pentru a îndepărta coloranţii înainte de stocarea în rezervor. Un filtru de acest tip conţine o cantitate de fibră lânoasă prin care trece apa, în fibră colectându-se reziduurile de la procesul de vopsire. Lichidul este încălzit la o temperatură de minim 70 0C pentru a se realiza îndepărtarea efectivă a coloranţilor (neabsorbiţi) şi este reintrodus în sistem. Operarea cu acest lichid permite reutilizarea apei, deci o cantitate foarte mică din aceasta va ajunge în apa uzată.

În cazul absenţei sistemului de filtrare, lichidul utilizat poate fi pompat din uscător către procesul de vopsire, şi utilizat la vopsirea cu nuanţe închise; în cadrul acestui proces, temperatura ridicată va minimiza emisiile. Atât vopsirea fibrei, cât şi a firului, pot fi făcute în acest mod.

Un al treilea sistem de reducere a emisiilor are la bază hidroliza chimică a substanţelor active din insecticid. Lichidul rezultat în urma procesului de uscare este pompat din utilaj şi tratat într-un rezervor separat la 98 0C cu hidroxid de sodiu (4 g/l) timp de 60 de minute. Esterii şi ciano-esterii din permetrin şi ciflutrin suferă un proces rapid de hidroliză în aceste condiţii şi este atinsă o reducere a emisiilor de peste 98%. Produşii primari de degradare sunt mai puţin toxici pentru nevertebratele marine. Astfel tratate, lichidele sunt deversate în canalizare, unde nivelul mare de alcalii este neutralizat de acizii proveniţi de la procesul de vopsire.

Mai multe informaţii asupra acestor tehnici sunt prezentate în secţiunea 4.8.4.

153

Tratarea tortuluii cu substanţe chimice

Pentru îndeplinirea acestui tratament sunt necesare utilaje cu cinci vase. Primele două vase vor conţine metabisulfit de sodiu (10 – 20 g/l) în adaos cu detergent şi alcalii; vasul 4 poate fi încărcat cu apă oxigenată (5 – 10 g/l) pentru a neutraliza reziduurile bisulfitice. În celelalte aspecte, procesul este similar cu cel prezentat mai sus.

Sculurile părăsesc calandrul final al linei de spălare cu o umiditate de aproximativ 0.8 l/kg (masă uscată). Dacă materialul va suferi şi alte procese umede, cantitatea de apă rămasă în material va fi îndepărtată prin extracţie centrifugală, înainte de uscarea prin evaporare într-un uscător cu aer cald.

Spălarea în forma de scul poate fi de asemenea îndeplinită şi în şarjă utilizând echipamente de procesare a solvenţilor, deşi această tehnică este mai puţin frecventă. Percloretilena este solventul cel mai folosit, iar aceste maşini operează pe baza principiului izolării totale, spălarea, clătirea şi uscarea realizându-se secvenţial, cu ajutorul unui tambur orizontal. Toate utilajele sunt echipate cu sisteme de recuperare a solventului, pentru a distila solventul şi pentru a recupera vaporii în timpul uscării.

Procesul de vopsire a sculurilor şi a bobinelor

În mod tradiţional, vopsirea firelor pentru covoare este realizată în scul, unde circulaţia lichidelor în utilaj produce un fir cu anumite caracteristici fizice, descrise ca fineţe. Utilajele de vopsire în scul sunt de obicei de tip Hussong.

În alte sectoare ale industriei textile se obişnuieşte vopsirea în format – firul este înfăşurat pe o formă geometrică liberă la interior, permiţând lichidelor să treacă prin acea zonă. Acest proces are avantaje financiare mari faţă de vopsirea în scul, în mare parte pentru că nu necesită o operaţiune de răsturnare pentru a se forma sculurile şi deci nici necesitatea înfăşurării pe conuri înainte de operaţiunea de ţesere. Pentru firele din lână sau amestecuri ale lânii, extensiile aplicate în timpul bobinării au ca rezultat obţinerea unui fir „integru”, condiţie strict necesară industriei covoarelor. Există totuşi căi de eliminare a acestui dezavantaj permiţând firului de lână vopsit în bobină să fie utilizat în manufacturarea covoarelor. Trei tipuri de utilaje de bază pot fi folosite pentru vopsirea lânii în format (bobină sau alte forme specifice): cu fus orizontal, vertical sau utilaje pe bază de conducte.

Deşi utilajele de vopsire în scul şi format sunt diferite, procedurile de vopsire sunt asemănătoare din acest motiv sunt descrise împreună.

Vopsirea firelor necesită o atenţie deosebită deoarece nu există posibilităţi de omogenizare a nuanţei, cum există în cazul fibrelor libere. Firele defecte trebuie reparate prin manipulare în baia de vopsire, prin adăugarea sau îndepărtarea culorii pentru a se ajunge la o nuanţă finală omogenă. Procesul poate necesita multe consumuri.

În comparaţie cu vopsirea fibrelor sintetice, doza de vopsire şi absorbţia de colorant în cazul lânii nu pot fi prevăzute, din cauza variaţiilor materialului din care sunt făcute firele.

154

Vopsirea firelor pentru covoare, din amestecuri de lână cu fibre poliamidice compromit procesul, cele două fibre având proprietăţi total diferite de vopsire şi auxiliari specifici diferiţi. Probleme apar şi din faptul că foarte puţine nuanţe pot fi obţinute cu un singur colorant; majoritatea nuanţelor se obţin dintr-un amestec de coloranţi, în proporţii diferite, fapt care poate avea efecte diferite asupra fibrelor.

Abordarea obişnuită realizează un proces de vopsire în laborator a unei mostre, apoi este realizat procesul asupra întregii cantităţi utilizând 10 – 15 % cantităţi mai mici de coloranţi; în timpul procesului de vopsire se adaugă mici cantităţi de coloranţi pentru a se obţine nuanţa dorită. În funcţie de coloranţi, ar putea fi necesară răcirea sistemului înainte de fiecare adaos, pentru a permite depunerea şi absorbţia omogenă celor deja adăugaţi.

Procesele de vopsire care depăşesc nuanţa dorită pot fi corectate prin înlăturarea coloranţilor din fibră cu ajutorul unei cantităţi mai mari de agenţi omogenizatori sau prin condiţii reducătoare, adăugând apoi coloranţi pentru a se obţine nuanţa dorită. Această practică este o ultimă opţiune în toate vopsitoriile.

Procedura de potrivire a nuanţei este o parte esenţială a procesului de vopsire, întrucât majoritatea proceselor de vopsire sunt realizate după un standard, fie de utilizare internă (în cazul fabricilor integrate), fie de înţelegere cu beneficiarul. Potrivirea nuanţelor este de obicei realizată cu ajutorul ochiului, operatorul comparând nuanţa obţinută cu un standard, în condiţii normale de iluminare.

În alte sectoare ale industriei textile sunt utilizate specto-fotometre pentru compararea culorilor: pentru a determina spectrele reflectate ale materialului de comparat, cu un standard numeric. În unele cazuri aparatele pot fi folosite pentru a determina reţeta de vopsire a standardului. Utilizarea acestei tehnici în procesul de vopsire a firelor pentru covoare nu poate fi utilizată cu succes deoarece pentru a putea compara, trebuie un fir standard asemănător cu cel al cărui obţinere se doreşte. În ciuda acestui lucru, această tehnică este folosită de unii producători, care susţin că prezintă anumite îmbunătăţiri în tehnica de vopsire a şarjelor şi conduce la economii de material.

Utilajele de vopsire în scul pot fi utilizate atât pentru firele ude cât şi pentru cele uscate. În primul caz firele pot purta umezeala provenită din procesele de spălare, sau ar putea fi udate intenţionat, pentru a omogeniza împachetarea (în formă de scul). Această tehnică este de multe ori întâlnită şi în cazul firelor puternic torsionate.

Sunt aplicaţi coloranţi specifici pentru fibre din lână şi poliamide (vezi secţiunile 2.7.4 şi 2.7.6.1). Pregătirile pentru proces constau în umplerea cu apă a utilajului, aducerea apei la 15 – 30 0C, adăugarea acizilor şi a sărurilor. În cazul utilajelor de vopsire a sculurilor, în mod normal se deschide capacul şi se adaugă substanţele necesare. În cazul vopsirii închise a bobinelor, coloranţii şi substanţele necesare sunt preluate automat de utilaj din rezervoare auxiliare.

Lichidul de vopsire este circulat timp de 10 – 15 minute la 15 – 30 0C înaintea începerii programului de încălzire, care va ridica temperatura băii la temperatura optimă de absorbţie a coloranţilor.

La această operaţie, operatorul va primi o cantitate de fire pentru a putea-o compara cu standardul, în cazul vopsirii sculurilor prin ridicarea firului ( încărcăturii), sau printr-un port special în cazul bobinelor. Dacă în acest stadiu nuanţele corespund atunci procesul este terminat şi conţinutul utilajului este deversat. Dacă sunt necesare alte adaosuri de coloranţi, atunci baia este răcită – în cazul sculurilor prin

155

golirea parţială a conţinutului şi umplerea cu apă rece, sau în cazul bobinelor prin circularea apei reci printr-un sistem de schimb de căldură.

După adaosul de coloranţi, baia va fi adusa din nou la temperatura de fierbere şi procesul va continua pentru 30 – 60 de minute, când va fi eliberată o altă mostră. Operaţiunea poate fi repetată de câteva ori, până când operatorul consideră culorile identice. Conţinutul băii este apoi deversat şi firele sunt clătite cu apă la 15 – 30 0C pentru 10 – 20 de minute, până este permisă scurgerea şi descărcarea.

În unele cazuri, lichidul deversat în urma clătirii poate conţine foarte puţine reziduuri, sau chiar de loc. Întrucât temperatura acestuia este echivalentă cu cea a lichidului din prima fază a vopsirii, lichidul poate fi reţinut în aparat şi utilizat la alt proces. Această practică poate reduce consumul de apă la 50 %.

Aplicare agenţilor funcţionali de finisare

Un număr de agenţi de finisare funcţională pot fi aplicaţi, ori odată cu adăugarea coloranţilor, ori prin băi suplimentare cu apă, după vopsire. Acestea includ tratamente de prevenire a insectelor, tratamente ignifuge şi anti-statice.

Tratamente de prevenire a insectelor

În mod tradiţional insecticidele utilizate sunt substanţe pe bază de piretroizi sintetici sau Sulcofurani, care pot fi adăugate odată cu adăugarea coloranţilor. Pentru a minimiza reziduurile şi pentru a controla emisiile fugitive de bază, această tehnică a fost modificată. Aceşti produşi sunt adăugaţi procesului de vopsire mai târziu; pentru a înlătura pericolul deversărilor în timpul etapelor vopsirii, alegându-se substanţe care să nu aibă efecte secundare asupra fibrei, la încălzire. Emisiile din cadrul procesului de vopsire sunt deversate în condiţii acide şi se încadrează de obicei în limitele admise; practica arată totuşi că aceste limite sunt depăşite în cazul deversărilor în condiţii neutre. În aceste condiţii agenţii de prevenire a insectelor sunt aplicaţi într-o baie de post-tratament, în prezenţa acidului formic, la o temperatură de 70 – 80 0C (vezi secţiunea 4.8.4).

Tratamentul anti-static

Agenţii anti-statici de finisare, care sunt aplicaţi firelor pilot sunt de obicei compuşi dintr-un sistem de surfactanţi cationici şi pot fi aplicaţi direct în condiţii de alcalinitate medie. Compuşii cationici nu sunt compatibili cu coloranţii anionici, deci aceste materiale nu pot fi tratate cu agenţi anti-statici în timpul procesului de vopsire; tratarea se realizează după acest proces. Procesul de tratare constă în prepararea unei băi cu apă curată, cu pH reglat şi cu o cantitatea necesară de agenţi. Lichidul este ridicat la o temperatură de 60 0C, iar materialul este ţinut în această baie timp de 20 – 30 de minute, urmând apoi clătirea cu apă curată.

Tratamente de ignifugare

Sărurile de potasiu sau complexele fluor-zirconice (hexafluorzirconat de potasiu) sunt utilizate de obicei pentru lână şi amestecuri ale lânii. Condiţiile tipice de aplicare pe firele din lână pentru covoare sunt următoarele:

- este necesară clătirea, pentru a îndepărta ionii sulfaţi şi fosfaţi prezenţi

156

- o temperatură a băii de 20 – 30 0C, pH 3 cu acid clorhidric (10% în apă.) sau acid formic (15% în apă) şi acid citric (4% în apă.)

- adiţia hexafluorzirconatului de potasiu ( soluţie 3 până la 8% în apă. în funcţie de performanţele finale care se doresc a fi atinse şi de material)

- temperatură este ridicată cu 1 – 2 0C per minut, până la 60 0C, iar timpul de expunere este de 30 minute

- clătirea în apă rece timp de 10 – 20 de minute

Alte tratamente

În alegerea agenţilor de finisare funcţionali menţionaţi , care sunt îndeplinite fără excepţie în timpul vopsirii, utilajele de vopsire a firelor pot îndeplini şi alte tratamente sau proceduri, e obicei înălbirea şi tratamente ale tortului. Acestea sunt descrise mai jos.

Înălbirea

În industria textilă sunt preferate în special culorile albe obţinute printr-o înălbire oxidantă, urmată de o înălbire reductivă. Condiţiile tipice de proces sunt:

1. la 40 0C, se introduce firul în lichidul care conţine 3 % în apă substanţe cu proprietăţi stabilizatoare, 1.5% în apă. tri-fosfat de sodiu, 20% în apă, apă oxigenată ( soluţie 35%). Se ridică temperatura amestecului la 70 0C, se circulă firul timp de 40 de minute. Deversare.

2. introducerea într-o baie proaspătă care conţine 0.2% în apă. acid formic ( soluţie 85%) şi 0.75 % în apă. hidrosulfit de sodiu. Se ridică temperatura la 50 0C, se circulă firul timp de 20 minute, se deversează conţinutul şi se clăteşte cu apă rece

Tratamente ale firului torsionat (baia de vopsire)

Acest proces nu este întotdeauna desfăşurat ca un tratament separat. În cazul vopsirii sculurilor din lână, agenţii de torsiune inseraţi în timpul procesului de torsionare sunt stabilizaţi împotriva variaţiilor chimice ale fibrei, la temperaturi atinse de baia de vopsire.

Totuşi, acelaşi tratament a sculurilor poate fi realizat în mod convenţional utilizând utilaje de vopsire. În mod tipic acest proces ar fi:

1. ridicarea temperaturii băii la 80 0C, adăugarea unei cantităţi de metabisulfit de sodiu de 5% din greutatea firului, imersia firului, circularea timp de 15 minute, deversarea

2. clătire cu apă rece, conţinând lichide cu 0.8% în apă, apă oxigenată ( soluţie 35%), timp de15 minute

2.14.5.2. Fabricile integrate de producţie a covoarelor

Fabricile complet integrate de producţie a covoarelor îndeplinesc toate procesele mecanice, procesele umede (pre-tratare, vopsire, imprimare şi operaţiuni de finisare), necesare pentru a transforma fibrele naturale şi sintetice în covoare finisate. Astfel de fabrici îşi pot produce singure fibrele sintetice necesare, din polimeri bruţi. În ceea ce priveşte fibrele naturale procesate, fabricile pot în anumite cazuri să selecteze şi să cumpere fibre şi să opereze întregul lanţ de procese , de la curăţarea lânii până la

157

vopsire, torsionarea firului şi ţeserea covoarelor. Totuşi, de obicei nu toate aceste operaţiuni sunt îndeplinite într-o singură fabrică.

Transformarea fibrelor în covoare, poate să se desfăşoare în moduri diferite în funcţie de tipul covorului produs.

Covoare din mănunchi de fire

Firele pot fi fabricate din:- amestecuri, atât din fibre sintetice (PA, PP, PES, PAC) cât şi naturale (lână şi bumbac)- filamente continue, din fibre sintetice (în principal PA, PP, PES)

Materialele de suport constau de obicei în:- pânze sau ţesături PP- pânze sau ţesături PES- materiale din iută

Finisarea covoarelor din mănunchiuri de fire 00 implică:

- vopsirea şi/sau imprimarea- acoperirea- finisarea mecanică- finisarea chimică

Vopsirea şi finisarea chimică pot fi realizate şi asupra fibrei libere, firelor sau în şarje, în timp ce celelalte sunt îndeplinite asupra produsului final

Covoare împâslite cu ace

Aproape toate fibrele pot fi folosite în acest scop (PP, PA, PES, PAC, lână, bumbac, iută/sisal, fibre de cocon şi de vâscoză). Totuşi în general sunt folosite cele sintetice.

Operaţiunile specifice implică:- vopsirea (rar)- acoperirea- finisarea mecanică (rar)- finisarea chimică

Covoarele ţesute

Sunt folosite atât fibre sintetice cât şi naturale.

Covoarele sunt ţesute utilizând fire vopsite (deci nu se aplică vopsirea în şarje). Covorul final este apoi trimis către tratamentele mecanice şi chimice de finisare.

158

159

3 NIVELE DE EMISIE ŞI CONSUM

3.1. Introducere

Toate problemele cu care se confruntă industria textilă din punct de vedere al mediului au fost descrise în detaliu, proces cu proces, în capitolul 2.

Industria textilă a fost tot timpul privită ca un mare consumator de apă. Principala problemă de mediu care se ridică sunt deci deversările de apă şi încărcătura lor chimică. Alte aspecte importante sunt consumul de energie, emisiile în aer, care pot constitui probleme mari în cadrul unor procese.

Emisiile în aer sunt de obicei colectate la punctul lor de origine. Datorită controlului lor pentru o perioadă de timp destul de lungă în anumite ţări, sunt cunoscute destul de bine datele asupra emisiilor în aer, specifice fiecărui proces.

Nu acelaşi lucru se poate spune despre emisiile în apă. Efluenţii proveniţi din diferite procese se amestecă şi produc un efluent final, ale cărui caracteristici sunt rezultata unor combinaţii complexe de factori:

- tipul de material utilizat- gradul de tratare ale fibrelor- tehnicile aplicate- tipul substanţelor şi ai auxiliarilor folosiţi în procese

Mai mult chiar, din cauza unei variaţii de producţie pe diferite perioade ale anului (din cauza schimbărilor sezoniere şi a modei) dar şi pe perioada unei zile (conform programului de producţie) emisiile rezultate sunt greu de standardizat şi comparat.

Abordarea ideală ar fi o analiză sistematică a proceselor specifice, dar datele sunt limitate din multe motive, printre care şi cerinţele legale care se impun numai asupra efluentului final, şi nu asupra proceselor.

Având în vedere aceste limitări asupra caracteristicilor emisiilor în apă, s-a dovedit utilă identificarea unor categorii mici de instalaţii de finisare şi apoi compararea emisiilor totale între instalaţiile din aceeaşi categorie. Această abordare permite o evaluare primară în care, se compară consumurile şi emisiile din instalaţiile din aceeaşi categorie, se verifică datele şi identifică problemele cheie şi diferenţele macroscopice între activităţi similare.

Consideraţiile asupra consumurilor/emisiilor vor fi deci realizate treptat, începând cu vederi de ansamblu asupra proceselor şi sfârşind cu o analiză detaliată a proceselor individuale şi a problemelor care apar.

Aceasta este abordarea care va urma în acest capitol pentru toate categoriile de industrii identificate în capitolul 2 (secţiunea 2.14). O excepţie apare în cazul odorizantelor şi a deşeurilor solide, care vor fi analizate în secţiunile 3.5 şi 3.6. Trebuie de asemenea avut în vedere că tabelele prezentate în acest capitol sunt doar exemple.

160

3.2. Instalaţii de curăţare a lânii

3.2.1. Curăţarea şi spălarea cu apă

Această secţiune se referă la o categorie bine definită de fabrici ale căror caracteristici generale sunt descrise în secţiunea 2.14.1, în timp ce procesul în sine este descris în secţiunea 2.3.1.1. Informaţiile asupra acestui sector sunt calculate în urma unui sondaj realizat asupra proceselor de curăţare a materialului brut şi a celor de tratare , din UE, desfăşurat de ENco în 1997/1998 în beneficiul INTERLAINE.

Numărul de răspunsuri primit de la statele membre în care se desfăşoară activităţile de curăţare sunt:Belgia 0Franţa 2Germania 1Italia 1Portugalia 2Spania 1Anglia 5

Total 12

Suplimentar, a fost primit un chestionar completat de la un partener australian al unei companii europene, iar în al doilea stagiu s-au primit date de la câteva instalaţii italiene de prelucrare. ([193, CRAB, 2001]).

Valorile producţiilor variază între 3000 şi 65000 tone de fibră per an. Modelele de lucru variază de asemenea, între companii care lucrează 24 ore pe zi 7 zile pe săptămână, până la cele care au un program de 15 – 16 ore pe zi, 5 zile/săptămână.

După cum s-a subliniat în secţiunea 2.3.1.1, procesele de curăţare şi spălare a lânii pot varia mult. Există de asemenea mari diferenţe între condiţiile de proces, datorită naturii fibrelor procesate (fină sau mai aspră) şi a contaminatorilor prezenţi. Toţi aceşti factori, combinaţi cu tipul de tratament al apei uzate existent, influenţează calitatea efluentului rezultat din instalaţie. Tabelele 3.1, 3.2 şi 3.3 prezintă datele colectate de la diferite instalaţii de curăţare. Unele fabrici au fost grupate la un loc pentru a găsi o relaţie între sistemul de manipulare a lichidelor, consumul de substanţe şi emisii. Scrisorile de identificare ale unor companii au fost păstrate. Instalaţiile de procesare ale lânii fine, extra-fine şi aspre au fost separate în grupuri diferite pentru a simplifica comparaţia.

Lână fină Instalaţia F Instalaţia E Instalaţia G Instalaţia J Instalaţia NCiclu Nu Da DaReciclări Nu Da Da (de la instalaţia de

tratare a apei)Consumul de apă (l/kg de lână nespălată)Total 6,67 n. d. 6,30 n. d. 5,0 din care reciclat- de la ciclul de recuperare a grăsimii 0 n. d. 3,33 n. d. 1,31- din efluentul de la clătire 0 0 0 0 0- de la instalaţia de tratare a apei uzate 0 0 0 2,37 2,38

161

Net 6,67 10,0 2,97 0,36 1,31Detergent (g/ kg lână brută) 7,78 15,83 5,96 4,50 6,15Agenţi de înmuiere (g/ kg lână brută) 4,20 0,08 n. d. 5,55 3,84Grăsimi recuperate (g/ kg lână brută) 34,5 71a 27 19,10 38,6% din total 25-30 20 20 25-30COO înainte de tratare (g/ kg lână brută)- din debitul de clătire 13,40 n. d. n. d. 7,35- din debitul de curăţare n. d. n. d. n. d. 143Sursă: [187, INTERLAINE, 1999]Note:g.w. – lână cu grăsimi; ciclu – utilizarea unor cicluri de recuperare a impurităţilor şi/sau cicluri de recuperare a grăsimii din apa de la curăţătorie; reciclare – utilizare apelor reciclate din efluent la staţia de tratare, şi din vasul de clătire prin intermediul sistemului UF; Total – debitul total în utilajul de curăţare, suma debitelor de apă curată, reciclatăNet – consum net(a) grăsimi centrifugale + acizi graşi scindaţi

Tabelul 3.1: Imagine generală asupra debitelor din procesul de curăţare a lânii (lână fină)

Lână aspră Instalaţia C Instalaţia H Instalaţia LCiclu Nu Da DaReciclări Nu Nu Da (din vasul de clătire prin UF)Consumul de apă (l/kg g.w.)Total 13,20 10,28 n. d. din care reciclat- de la ciclul de recuperare a grăsimii 0 5,71a n. d.- din efluentul de la clătire 0 0 n. d.- de la instalaţia de tratare a apei uzate 0 0 n. d.Net 13,20 4,57 1,80Detergent (g/kg. g.w.) 9,09 8,00 7,00 Agenţi de înmuiere (g/kg g.w.) 7,09 1,00 7,00Grăsimi recuperate (g/kg g.w.) 0 13 7,5% din total 0 25 15COO înainte de tratare (g/kg g.w.)- din debitul de clătire n. d. 4,46 1,6- din debitul de curăţare n. d. 218,5 105,2b

Sursă: [187, INTERLAINE, 1999]Note:g.w. – lână cu grăsimi; ciclu – utilizarea unor cicluri de recuperare a impurităţilor şi/sau cicluri de recuperare a grăsimii din apa de la curăţătorie; reciclare – utilizare apelor reciclate din efluent la staţia de tratare, şi din vasul de clătire prin intermediul sistemului UF; Total – debitul total în utilajul de curăţare, suma debitelor de apă curată, reciclatăNet – consum net

(a) Instalaţia are două cicluri separate (unul de îndepărtare a mizeriei, celălalt pentru recuperare a grăsimii)(b) Concentrate de la sistemul UF + debitul de apă uzată de la ciclul de recuperare al grăsimii

Tabelul 3.2: Imagine generală asupra debitelor din procesul de curăţare a lânii (lână aspră)

Lână extra fină (a)(15 22 μm)

Locaţia 1 Locaţia 2 Locaţia 3 Locaţia 4

Ciclu Da Da Da DaReciclări Nu Nu Nu NuConsumul de apă (l/kg g.w.)Total n. d. n. d. n. d. n. d. din care reciclat- de la ciclul de recuperare a grăsimii n. d. n. d. n. d. n. d.- din efluentul de la clătire 0 0 0 0- de la instalaţia de tratare a apei uzate 0 0 0 0

162

Net 13,3 14 7,1 8,1Detergent (g/kg g.w.) 6,8 4,62 7,7 13,8Agenţi de înmuiere (g/kg de g.w.) 12,3 15,2 12 20,3Grăsimi recuperate (g/kg g.w.) 30,9 42 31,7 32,5% din total n. d. n. d. n. d. n. d.COO înainte de tratare (g/kg g.w.)- din debitul de clătire n. d. n. d. n. d. n. d.- din debitul de curăţare n. d. n. d. n. d. n. d.Nămol de la instalaţia de tratare a apei uzate (g/kg g.w.) 510 432 353 325Sursă: [187, INTERLAINE, 1999]Note:g.w. – lână cu grăsimi; ciclu – utilizarea unor cicluri de recuperare a impurităţilor şi/sau cicluri de recuperare a grăsimii din apa de la curăţătorie; reciclare – utilizare apelor reciclate din efluent la staţia de tratare, şi din vasul de clătire prin intermediul sistemului UF; Total – debitul total în utilajul de curăţare, suma debitelor de apă curată, reciclatăNet – consum net(a) valorile sunt raportate la consumul de lână cu grăsimi, ca şi alte valori specifice de producţie din acest raport. În referinţa iniţială, valorile specifice pentru producţie erau legate de producţia de lână curată (cam 60 – 70% din lâna brută, cu grăsimi)

Tabelul 3.3: Imagine generală asupra debitelor din procesul de curăţare a lânii (lână extra fină)

Consumul de apă

Industria spălării lânii are reputaţia de a avea un consum mare de apă. [18, VITO, 1998] raportează 10 – 15 l/kg de lână cu grăsimi ca interval al consumurilor de apă pentru instalaţiile tradiţionale, deşi se înregistrează şi valori mai mici în fabricile studiate.

Consumul specific net de apă poate fi redus prin instalarea unui ciclu de recuperare a grăsimii şi a impurităţilor, prin care apa să fie reciclată în vasele de curăţare. Este de asemenea posibilă aplicarea unei astfel de tehnici şi apei provenite de la procesul de clătire. Instalaţia L are un astfel de proces de tratare a apei provenite de la clătire.

Suplimentar ciclurilor de reciclare pentru fiecare proces, pentru fabricile cu instalaţii de tratare prin evaporare este posibilă utilizarea acestor vapori pentru a alimenta vasul de apă pentru operaţiunea de curăţare. Cinci dintre instalaţiile studiate dispuneau de astfel de instalaţii de tratare, dintre care doar trei utilizau această tehnică de reciclare. Una dintre cele care nu realiza reciclarea condensului raporta probleme cu amoniul şi odorizantele, ca motiv al evitării acestei tehnici.

În cazul curăţării lânii fine, debitul total de apă variază între 5 l/kg în cazul instalaţiei N şi peste 10 l/kg pentru instalaţia E. Cea din urmă funcţionează se pare pe aceeaşi tehnologie dar dispune de o staţie de tratare a efluentului mai veche, ceea ce explică performanţele mai scăzute. Instalaţia G reciclează lichidele de spălare în rate de 3 ori mai mari decât instalaţia N.

Consumul net de apă variază mai mult decât circulaţia lichidului total (între 10 l/kg în cazul instalaţiei E la 0.36 l/kg în cazul instalaţiei J). În cazul celei din urmă, acest consum net de apă foarte mic este atins prin reciclarea totală a condensului de la staţia de tratare ( lagună anaerobă/evaporare), plus o cantitate neraportată de reciclare în cadrul procesului.

Dintre instalaţiile de curăţare a lânii aspre, doar două dispun de cicluri de îndepărtare a impurităţilor/recuperare a grăsimii;una dintre acestea are şi un echipament de reciclare a apei de la

163

procesul de clătire (instalaţia L). Toate cele trei instalaţiile realizează înălbirea în ultimul vas al liniei de curăţare, utilizând apă oxigenată, şi izolând vasul de înălbire de contracurent.

Este posibil calculul circulaţiei totale în instalaţia de curăţire a celor două fabrici. În ambele cazuri, aceasta este semnificativ mai mare decât valorile calculate de celelalte fabrici de curăţare a lânii, cu excepţia uneia. Acest lucru se poate explica prin faptul că lâna aspră conţine mai multe impurităţi decât cea fină. [187, INTERLAINE, 1999]

Consumul net de apă variază considerabil în cele trei instalaţii. Instalaţia C are cel mai mare consum net de apă, faţă de toate celelalte instalaţii de curăţare a lânii aspre şi fine; această fabrică nu reciclează de loc lichide. Instalaţia H are un consum moderat de apă, care este atins prin existenţa unui ciclu de îndepărtare a impurităţilor/recuperare a grăsimilor cu cea mai mare capacitate. Instalaţia L reciclează apa de la procesul de clătire, şi are probabil şi alte instalaţii de reciclare, care fac posibil consumul raportat destul de mic.

Un alt factor care joacă un important rol în consumul net de apă este volumul de producţie. Figura 3.1 prezintă printr-un grafic al consumurilor nete de apă, o tendinţă de scădere a consumului pe măsură ce creşte volumul de producţie. Există fără îndoială instalaţii a căror consum este sub normă, fapt indicat în figură.

Figura 3.1: Graficul de dependinţă al consumului net de apă de volumul de producţie[187, INTERLAINE, 1999]

Ar pute exista mai multe motive pentru această relaţie între consumul de apă şi volumul de producţie. În afară de programul de economii prezent în fiecare mare fabrică, probabil cel mai important fapt este percepţia managementului asupra economiilor de apă. Unele dintre instalaţiile medii de curăţare se simt probabil nepregătite sau nu au personalul necesar pentru o astfel de investiţie. [187, INTERLAINE, 1999]

Nu au fost trimise detalii asupra ciclurilor de recuperare a grăsimii pentru nici una dintre instalaţiile din Tabelul 3.3. Din acest motiv nu este posibilă o concluzie asupra consumurilor de apă din tabel.

164

Recuperarea grăsimilor

Una dintre instalaţii (instalaţia C) nu dispune de echipamente de recuperare a grăsimii, în timp ce celelalte reuşesc să recupereze între 8 şi 71 kg de grăsimi/tona de material procesat. Instalaţiile de la capătul de jos al intervalului (instalaţia H – 13 kg/tonă şi L – 8 kg/tonă) procesează în general lână aspră, care conţin cantităţi mai mici de grăsime, mai oxidată (mai puţin hidrofobă), care sunt mai greu de separat prin centrifugare. În partea de sus a intervalului se află instalaţia E, care recuperează 71 kg grăsime/tona de lână procesată. Această instalaţie procesează numai lână fină şi dispune de o instalaţie centrifugală de recuperare a grăsimilor şi de una de scindare în medii acide. Aceasta din urmă recuperează o cantitate mai mică de grăsimi , care pot fi privite mai mult ca deşeuri decât ca produse auxiliare, deoarece nu pot fi vândute şi necesită îngropare. Celelalte instalaţii de procesare predominant sau în întregime a lânii fine, recuperează între 22 şi 42 kg/ tona de lână brută (medie de 30 kg/tonă).

Utilizarea substanţelor chimice

Cele mai importante substanţe utilizate de instalaţiile de curăţare sunt detergenţii şi agenţiide înmuiere. Cât despre datele din tabelele 3.1 şi 3.2, şapte dintre instalaţiile prezentate utilizează detergenţi pe bază de alcooli etoxilaţi, iar cinci pe bază de etoxilaţi alchil-fenoli (datele au fost prezentate de două instalaţii). Instalaţiile din Anglia raportează şi utilizarea unui detergent asistat de solvent pentru îndepărtarea lichidelor din lână. Opt dintre instalaţii utilizează carbonatul de sodiu ca agent de înmuiere, iar două nu utilizează o astfel de substanţă.

Nu au fost primite informaţii asupra detergenţilor utilizaţi în cadrul instalaţiilor de curăţare a lânii extra-fine, la care se face referire în tabelul 3.3.

Instalaţiile de procesare a lânii aspre (pentru covoare) sunt de multe ori obligate de cumpărători să albească fibra prin utilizarea apei oxigenate şi a unui acid în ultimul vas de clătire. Cinci dintre instalaţiile prezentate realizează acest lucru ca o rutină sau ocazional.

Cele şapte instalaţii care utilizează alcooli etoxilaţi raportează consumuri medii de 9.1 g detergent/kg de lână cu grăsimi (variaţii între 3.5 şi 16 g/kg), în timp ce celelalte cinci (care utilizează etoxilaţi alchil-fenoli) raportează consumuri medii de 8.0 g/kg de lână cu grăsimi (variaţii între 5 – 16 g/kg). Din acest motiv nu există vreo dovadă economică sau de eficienţă a alegerii unora sau altora dintre detergenţii menţionaţi.

De multe ori s-a afirmat că lâna fină necesită mai mult detergent decât lâna aspră. Studiul arată că instalaţiile de procesare a lânii fine utilizează o cantitate medie de 7.5 g detergent/kg de lână cu grăsimi (între 5 şi 10 g/kg) în timp ce instalaţiile de procesare a lânii aspre necesită în medie 8.5 g detergent/kg de lână cu grăsimi (între 3.5 şi 16 g/kg), deci afirmaţiile menţionate nu au fond.

Figura 3.2 arată că există o relaţie între norma de consum a detergenţilor şi rata de descărcare a apei ca apă uzată. Detergentul care este descărcat în apa uzată este pierdut în timp ce reciclarea detergentului în timpul ciclurilor de îndepărtare a impurităţilor/recuperare a grăsimilor, reuşeşte o recuperare bună a cantităţilor pierdute. De notat este faptul că valorile utilizate pentru această figură sunt calculate din dozajul anual împărţit la cantitatea totală de lână procesată şi pot fi diferite de valorile prezentate în tabelele anterioare. (3.1 şi 3.2).

165

Figura 3.2: Relaţia între rata de consum a detergentului şi cea de descărcare a apelor în apele uzate[187, INTERLAINE, 1999]

Pentru agenţii de înmuiere, pe de altă parte, nu există un mod de folosire raportat la tipul de lână, consumul de detergent sau la tipul sau amploarea operaţiunii.

Câteva dintre instalaţiile de curăţare au raportat utilizarea unor cantităţi variabile de acizi şi alcali pentru curăţare. Acestea includ acizii: clorhidric, nitric, fosforic şi sulfuric, amestecuri de organici şi anorganici şi sodă caustică. Utilizarea cloritului de sodiu pentru regenerare în cadrul tratamentului apei a fost de asemenea menţionată. Cantităţi semnificative de substanţe sunt utilizate în procesele de tratare a efluentului, dar există puţine date disponibile. [187, INTERLAINE,1999]

Consumul de energie

Instalaţiile asupra cărora s-a efectuat acest studiu nu au fost chestionate în privinţa acestui lucru. Datele provin dintr-un studiu efectuat în 1998 în Anglia (comunicat personal al M. Madden, ENco, 1999).

Figura 3.3 prezintă consumul specific de energie (MJ/kg de lână cu grăsimi) şi consumul specific net de apă (l/kg de lână cu grăsimi), pentru 11 instalaţii (datele raportate se referă doar la procesele de curăţare, şi nu includ consumul de energie pentru tratarea apei).

Relaţia dintre consumul de energie şi consumul de apă este evidentă şi este subliniată în figura 3.4, în care este reprezentat graficul de dependenţă al consumului de energie faţă de consumul de apă. În măsura în care a fost posibil, s-a încercat prelevarea datelor doar pentru procesele de curăţare şi de tratare a apei uzate provenite din acest proces.

Consumurile de apă şi energie variază mult. Consumul de energie se situează în intervalul 4.28 – 19.98 MJ/kg (medie de 9.29 MJ/kg), iar consumul de apă variază între 1.69 – 18.01 l/kg (medie de 8.16 l/kg). R2 pentru corelare este 0.906.

166

Figura 3.3: Consumurile de apă şi energie în 11 instalaţii din Anglia[187, INTERLAINE, 1999]

Figura 3.4 Graficul de dependenţă al consumului de energie faţă de consumul de apă, pentru 11 instalaţii din Anglia [187, INTERLAINE, 1999]

Variaţia consumului de apă nu prezintă o corelaţie cu volumul de fibre procesate, în studiul efectuat în Anglia (aşa cum se întâmplă în studiile mai largi din Europa). Vezi figura 3.5.

167

Figura 3.5: Consumul de apă în funcţie de volumul de producţie, pentru 11 instalaţii din Anglia[187, INTERLAINE, 1999]

Există două motive pentru relaţia între consumul de apă şi cel de energie. Cea mai evidentă este aceea că mare parte a energiei termice consumate în cadrul procesului de curăţare este utilizată pentru a încălzi apa. Mai puţin evident este faptul că instalaţiile care au investit în sistemele de reciclare a apei au avut probabil în vedere şi o minimizare a consumului de energie. Această presupunere este confirmată de faptul că pentru încălzirea unui litru de apă până la temperatura necesară vasului de curăţare sunt necesare 0.21 MJ, pe când panta dreptei de regresie de pe graficul din figura 3.4 este de peste 1.09 MJ/l [187, INTERLAINE, 1999]

Consumul chimic de oxigen (CCO)

Încărcături specifice de CCO, înaintea tratării apei sunt indicate în documentul INTERLAINE pentru câteva instalaţii (tabelele 3.1, 3.2 şi 3.3). O rază globală de CCO, de 150 – 500 g/kg de lână brută, a fot totuşi estimată în raportul final (figura 3.6).

COO-ul din efluentul de imediat după proces este de asemenea influenţat, pe lângă cantitatea de contaminatori prezentă în materialul brut, şi de eficienţa sistemului de îndepărtare a impurităţilor/recuperare a grăsimii. Grăsimea, impurităţile şi seu sunt de fapt principalii contribuabili la concentraţia de COO, în timp ce detergenţii pot fi priviţi ca cei mai mici contribuabili. În această situaţie, încărcăturile specifice de COO pot fi estimate, considerând următoarele:

- cantitatea de COO conţinută în materialul brut (556 kg de COO/tona de material brut şi 315 kg COO/tona de lână brută aspră, secţiunea 2.3.1.2)

- cantitatea de grăsimi înlăturată/recuperată din efluent (considerând că grăsimile sunt contribuabili majori la concentraţia de COO)

Datele disponibile în privinţa nivelelor de COO pentru apa uzată, după tratament, sunt prezentate în tabelul 3.4. Instalaţiile au fost divizate în două categorii: cu descărcare directă (fabrici care descarcă direct în apele de suprafaţă) şi cu descărcare indirectă (fabrici care descarcă în sistemul de canalizare,

168

după un tratament realizat la ieşirea din utilaj). O singură instalaţie reciclează efluentul complet prin tratament de evaporare şi din acest motiv nu are nici o descărcare de apă.

Unele valori din tabelul 3.4 sunt estimate sau calculate conform datelor primite. Pentru a distinge valorile primite direct de la instalaţii şi cele calculate/estimate, primele sunt scrise îngroşat.

În calculul concentraţiei de COO care intră în mediu ca rezultat al activităţii acestor instalaţii de curăţare a lânii care descarcă efluentul în sistemul de canalizare, s-a considerat o rată de îndepărtare a COO în cadrul tratamentului efluentului, de 80%. Această rată este considerată a fi reală, deşi nu există probe puternice care să o susţină.

Procesele utilizate de instalaţiile care au răspuns chestionarului includ o gamă variată (coagulare/floculare, evaporare, filtrare prin membrană, şi tratament biologic aerob/anaerob).

Din păcate nu toate tipurile de tratamente sunt reprezentate. De exemplu nici una dintre instalaţiile care au răspuns chestionarului nu utiliza o metodă de dizolvare cu aer prin floculaţie (DAF în engleză) ca metodă de separare după adaosul de coagulanţilor/floculanţilor în efluent (toate foloseau decantoare, instalaţii centrifugale sau hidro-cicloni).

Doar una dintre instalaţii utiliza membrană de separare (în acest caz ultra-filtrare – UF – doar pentru efluentul de la instalaţia de clătire) – alte metode de filtrare cu membrană nefiind reprezentate. Nu există instalaţie (chestionată) care să utilizeze fermentaţie anaerobă, deşi se cunoaşte existenţa unei astfel de instalaţii în Italia.

Tot în Italia există instalaţii car utilizează metoda aerobică convenţională de tratament biologic aerob (instalaţii de genul celor utilizate pentru tratarea apelor uzate municipale) şi combinaţii de tratamente biologice aerobe şi anaerobe. [187, INTERLAINE, 1999]

Patru dintre instalaţii varsă efluentul direct în apele de suprafaţă. Două dintre ele (C şi N) tratează acest efluent la standarde înalte înainte de descărcare. În mod surprinzător, celelalte două descarcă apa fără tratament. Una dintre acestea este cunoscută a utiliza un sistem de tratare cu floculare/coagulare, din moment ce a răspuns la chestionar.

Instalaţia J reciclează efluentul total, folosind tratamentul prin evaporare. Instalaţia N reciclează efluentul de la instalaţia de tratare prin evaporare şi bio-filtrare, dar descarcă efluenţii de la procesul de clătire în apele de suprafaţă, după un tratament de aerare prelungit.

Toate celelalte instalaţii (6 la număr) descarcă efluenţii în sistemul de canalizare, în toate cazurile, apa uzată primind un tratament biologic aerob în staţia de tratare municipală. Majoritatea lor (4) folosesc procese de pre-tratare pe bază de coagulare/floculare, deşi doar instalaţia K tratează şi efluentul de la procesul de clătire în acelaşi fel.

169

Tratament în cadrul instalaţiei COO după tratamentul în

instalaţie

Nămol COO după tratamentul în

instalaţie

Instalaţie

Lichide de curăţare Lichide de clătire (mg O2/l) (g/kg) (g/kg) (g/kg)Nu există descărcări

Lichidele de curăţare (după recuperarea grăsimilor) şi lichidele de clătire sunt recuperate după laguna anaerobă şi tratare prin evaporare

0 0 55 0 J

Descărcare directă

Nu există 19950(c) 299(c) 299(c) BNu există 19950(c) 299(c) 299(c) DEvaporator (fabrica nu dispune de o instalaţie de recuperare a grăsimii)

260 3,4 315(b) 3,4 C

Evaporator + bioreactor (apa este recuperată în vasul de clătire)

Aerare extinsă (4-5 zile)

120 0,2 75(d) 0,2 N

Descărcare indirectă

Hidrociclon de floculare al/polimerică

Nu există 9000(e) 73(e) 233(b) 14,6(f) G

Floculare acidă/polimerică; centrifugă decantoare

Nu există 15000 60 145(a) 12,0(f) H

Floculare pe bază de Fe/pulbere/polimericentrifugă decantoare

3900 33 135(a) 6,6(f) K

Scindare acidă; presă de filtrare

Nu există 4000 42 154(a) 8,4(f) E

Aerare (4-5 zile) 2800 25 113(a) 5,0(f) FEvaporator Reciclare prin UF

(concentratul este trecut prin evaporator)

500 1,3 185(a) 0,3(f) L

Sursă: [187, INTERLAINE, 1999]Note: Valorile îngroşate reprezintă valorile care au fost furnizate direct de instalaţie; celelalte au fost calculate sau estimate

a) greutate calculată în condiţii uscateb) poate fi uscat sau udc) calculat după cum urmează: conţinutul de COO al lânii aspre: 315 kg/tonă din care 95% apare în apa netratată; consumul de apă

este presupus de 15 l/kg de lână cu grăsimid) greutate estimată, în condiţii uscate: Acesta este nămolul din cadrul procesului de recuperare al grăsimilor şi din procesul de

tratare biologică aerobă (concentratul din evaporator este incinerat, producând-se cenuşă, nu nămol)e) calculat după cum urmează: conţinutul de CCO al lânii fine: 556 kg/tona, din care 95% ajunge în apa netratată; consumul de apă

este presupus de 15 l/kg de lână cu grăsimif) calculat presupunând că staţia de tratare municipală (tratament aerob) îndepărtează 80 % din COO

Tabelul 3.4: Imagine generală a procesului de tratare al efluentului şi cantităţile de COO şi cenuşă rezultate

Deversările de la instalaţii variază mult, între 0 şi 73 kg COO/tona de lână procesată, reflectând diferenţe între tratamentele de epurare aplicate (în cadrul instalaţiei). Totuşi, toate instalaţiile care descarcă peste 3,4 kg CCO/tona, trebuie să o facă în sistemul de canalizare şi să plătească unui operator taxe pentru procesele de tratare. Acest lucru reduce cantitatea de CCO care intră în mediu la 0 – 15 kg/tonă. Cele mai bune performanţe pentru o instalaţie care nu reciclează complet efluentul tratat (prin tratament prin evaporare) este de 0.2 kg CCO/tonă pentru instalaţia N, dar emisiile estimate de CCO pentru instalaţia L, care descarcă apele uzate în sistemul de canalizare sunt similare 0.3 kg/tonă.

170

Nămolul

Cu privire la nămolurile care apar din tratarea efluentului, multe surse nu au menţionat dacă valorile raportate se referă la masele în stare umedă sau uscată. Aceste lucruri sunt prezentate în tabelul 3.4. Producţia de nămol (uscat) variază între 100 – 300 kg/tona de lână cu grăsimi, cu excepţia a două cazuri. Instalaţia J tratează efluentul prin laguna anaerobă şi apoi prin evaporare, acesta fiind motivul cantităţii de nămol de numai 55 kg/tona. Această cifră se referă probabil la cantitatea de nămol rezultată în urma procesului de tratare prin evaporare, fără cantitatea rezultată din primul proces. Instalaţia N tratează efluentul de la procesul de curăţare prin evaporare şi incinerare. Acest proces, produce o cantitate de cenuşă de 20 kg/tonă, dar nu şi nămol. Nămolul apare în cadrul acestei instalaţii din cauza depunerilor gravitaţionale şi a decantării centrifugale din cadrul procesului de recuperare a grăsimii/îndepărtare a impurităţilor. Valorile raportate sunt echivalentul a 75 kg/tona şi sunt considerate realiste. [187, INTERLAINE, 1999]

Nămolul este apoi îngropat, fără a mai fi tratat, sau este întrebuinţat în alte scopuri cum ar fi realizarea cărămizilor sau recondiţionarea solului pentru agricultură după compostare.

Ectoparaziticide

Reziduurile medicamentelor veterinare din lâna care intră în procesul de curăţare, au un potenţial negativ asupra mediului. Cele mai comune substanţe de acest fel şi problemele pe care le ridică pentru mediu, sunt prezentate în secţiunile 2.1.1.9 şi 2.3.1.2.

Chestionarul trimis pentru desfăşurarea studiului cerea informaţii cantitative asupra surselor de provenienţă a lânii. Mulţumită acestor informaţii, împreună cu baza de date de pesticide în lână şi păr a ENco, a fost posibilă estimarea conţinutului mediu de biocizi de pe materialul brut. Rezultatele acestor calcule sunt prezentate în tabelul 3.5, care prezintă concentraţii individuale ale ectoparaziticidelor de 2 – 15 mg/kg de lână brută.

Instalaţie Total organo-clorurate (a)g/tona de material cu grăsimi

Total organo-fosforice (b)g/tonă de lână cu grăsimi

Total piretroizi sintetici (c)g/tona de lână cu grăsimi

B 2,73 1,13 0,29C 5,05 4,14 0,31D 2,31 1,09 0,05E 0,12 4,61 1,41F 0,10 3,93 1,18G 0,60 4,86 6,25H 0,22 18,7 4,55J 3,03 4,02 4,30K 0,32 16,3 4,36L 0,53 19,0 3,79M 0,57 4,65 5,73N 0,30 4,98 2,76

Sursă: [187, INTERLAINE, 1999]Note:

(a) suma: alfa-, beta-, gamma- şi delta- hexaclor ciclohexan, hexaclor benzen, heptaclor, heptaclor-epoxid, aldrin, dieldrin, endrin, endosulfan, DDD şi DDT

(b) suma: clorfenvinfos, diclorfention, diazinon şi propetamfos(c) suma: cihalotrin, cipermetrin, deltametrin, şi fenvalerat

171

Tabelul 3.5: Conţinutul mediu de organo-clorurate, organo-fosforice şi biocizi piretroizi sintetici din lâna procesată în 12 instalaţii de curăţare

Emisiile de astfel de substanţe în efluent, în cazul fabricilor chestionate nu sunt disponibile. Totuşi, acestea ar putea fi estimate pe baza factorilor de partiţie apă-grăsime a acestor componente.

Biocizii sunt de fapt îndepărtaţi în ciclurile de îndepărtare a impurităţilor/recuperare a grăsimii, incluse în tratamentul de curăţare şi de staţia de tratare a efluentului. De exemplu, o instalaţie care îndepărtează 25% din totalul de grăsime de pe lâna de procesat în cadrul ciclului de recuperare a grăsimii, probabil încă 5% în cadrul ciclului de îndepărtare a impurităţilor şi încă 80% din cei 70% rămaşi (56% din total) în cadrul procesului de tratare a efluentului, are o rată totală de recuperare a grăsimii de 86%. Îndepărtarea biocizilor lipofili ar fi de aşteptat să se realizeze în aproximativ acelaşi procent. Ciclurile de reciclare a apei rezultate de la procesul de clătire ar putea de asemenea îndepărta anumite cantităţi de biocizi.

Multe studii de analiză a efectului ectoparaziticidelor în procesul de curăţare a lânii au fost realizate, concluziile lor fiind prezentate în secţiunea 2.3.1.2. Posibilele scenarii sunt listate mai jos:

- 96% din pesticide sunt îndepărtate din lână (4% persistă şi după procesul de curăţare)- dintre aceşti 96%, un anumit procent (de obicei 30%, iar uneori chiar mai mici) este reţinut în

grăsimi- fracţiunea rămasă (care nu se asociază cu lână, grăsimi sau impurităţi) este descărcată în efluent

şi trimisă la staţia de tratare a apelor uzate

Excepţii de la acest comportament prezintă:- pesticidele solubile în apă (ciromazină şi diciclanil); în aceste cazuri se presupune că 4% din

conţinutul iniţial rămâne în fibră, dar celelalte cantităţi nu mai sunt îndepărtate prin lână, grăsimi sau în cadrul procesului de tratare a apei; de aceea, 96% din cantitatea iniţială se găseşte în apa uzată

- triflumuron: studii recente ([103, G. Savage, 1998]) au arătat că triflumuronul se asociază o parte cu grăsimile şi o parte cu impurităţile şi că o proporţie mare o acestui pesticid rămâne în cadrul procesului. Se poate presupune că 90% din reziduuri sunt reţinute în cadrul procesului (incluzând cantităţile reţinute în fibră şi recuperate din grăsime)

În privinţa efectului tratării apei uzate, tabelul 3.6 prezintă pe scurt rezultatele monitorizării realizate de ENco în 1997/98 (ENco, rezultate nepublicate 1997 şi 1998) asupra unor instalaţii de tratare a efluenţilor proveniţi de la instalaţiile de curăţare. Rezultatele din tabel compară efluentul înainte şi după realizarea tratamentului şi au fost obţinute prin analiza mostrelor de 24 de ore, prelevate timp de 10 zile. Tabelul mai artă şi eficienţa sistemelor de evaporare în îndepărtarea OP-urilor, datorită volatilităţii acestor substanţe (vezi secţiunea 2.3.1.2).

Instalaţie Tip de instalaţie

Rata de îndepărtare (%) din efluent

Grăsimi CCO SS OC OP SP Total biocizi

1 CF/Fe 86 84 89 83 88 94 882 CF/acid 89 73 89 69 78 40 773 HAC 82 70 75 72 75 75 754 BF/Fe 93 75 83 96 56 71 595 CF 73 70 75 76 91 94 916 CF/Fe 80 80 77 81 76 74 76

172

7 HBF/Fe 96 83 94 90 92 89 928 Evaporare 100 99 100 97 72 100 78Sursă: [187, INTERLAINE, 1999]Note:CCO – concumul chimic de oxigenOP – organo fosfaţiHAC –scindare acidă la cald

SS – solizi în suspensieSP – piretroizi sinteticiBF – flcoulare per şarjăOC – organoclorurateCF – floculare continuă

HBF – floculare la cald per şarjă

Tabelul 3.6: Performanţa procesului de tratare, în îndepărtarea grăsimilor, CCO, suspensiilor solide şi ectoparaziticidelor din efluentul provenit de la instalaţii de curaţare a lânii

Date informative provin din alte studii ale ENco (ENco, rezultate nepublicate, 1998), în care încărcăturile celor mai utilizate trei substanţe – diazinon (OP), propetamfos (OP) şi cipermetrin (SP) – descărcate în sistemele de canalizare de şapte instalaţii au fost calculate şi comparate conform încărcăturilor lânii cu grăsimi introdusă în proces. Valorile pentru aceste concentraţii au fost obţinute utilizând valorile concentraţiilor medii de reziduuri din baza de date ENco, pentru diferite surse de provenienţă. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 3.7.

Instalaţia Diazinon Propetamfos CipermetrinÎn lânăg/tonă

În efluentg/tonă

Îndepărtare%

În lânăg/tonă

În efluentg/tonă

Îndepărtare%

În lână%

În efluentg/tonă

Îndepărtare%

T 8,63 1,63 81 9,99 0,57 94 5,58 0,05 99U 8,16 0,66 92 8,63 0,37 96 5,30 0,04 99V 5,30 0,59 89 2,72 0,17 94 3,45 0,15 96W 6,14 1,14 82 7,80 0,61 92 4,12 0,21 95X 4,59 0,10 98 0,19 0,02 91 3,60 0,52 86Y 8.16 1.48 82 10.60 0.78 93 5.41 0.20 96Z 10.76 0.17 99 12.10 0.36 97 7.06 0.02 100

Sursă: [187, INTERLAINE, 1999]

Tabelul 3.7: Reziduurile de tratamente chimice de natură veterinară, din lâna cu grăsimi şi descărcările în sistemul de canalizare, pentru şase instalaţii de curăţare

Prin compararea rezultatelor din Tabelele 3.6 şi 3.7, se poate observa faptul că ratele de îndepărtare a substanţelor de natură veterinară din lână sunt semnificativ mai mari decât cele atinse doar de procesul de tratare al apei. După cum s-a indicat mai devreme în acest capitol, restul sunt îndepărtate în ciclurile de îndepărtare a impurităţilor/ recuperare a grăsimilor.

Cele de mai sus indică gradul de îndepărtare al tratamentelor chimice aplicate oilor din efluent prin procese fizice şi fizico-chimice. Este posibil ca tratamentele biologice prelungite să distrugă cel puţin câteva dintre aceste substanţe. Unul dintre studiile efectuate asupra instalaţiilor de curăţare din Europa, indică tehnici de tratare ale efluentului rezultat din operaţia de clătire prin aerare prelungită (4 – 5 zile), acest lucru fiind cunoscut a îndepărta în totalitate SP-urile şi OP-urile cu excepţia diclorfentionului (un OP care a fost înregistrată în tratarea oilor în Noua Zeelandă; este foarte rezistent la biodegradare, din acest motiv fiindu-i retrasă înregistrarea; G Timmer, Bremer Wollkammerei, comunicat privat, 1998). OC-urile sunt îndepărtate doar parţial. Tratamentele biologice de scurtă durată nu sunt aşteptate să distrugă substanţele, dar le-ar putea îndepărta prin absorbţia în biomasa componentelor lipide.

Figura 3.6 încearcă să definească valorile consumurilor şi ale emisiilor pentru 1 tonă de material brut, pentru procesul de curăţare şi de tratare a efluentului. Valorile sunt date pe baza rezultatelor sondajelor

173

din cadrul studiilor realizate între 1996 şi 1998 de ENco asupra instalaţiilor de curăţare a lânii. S-a observat că unele dintre intervalele obţinute nu sunt general aplicabile. De exemplu, valorile pentru floculanţi utilizaţi la tratarea în cadrul proceselor (pe loc) sunt valabile doar pentru fabricile care dispun de staţii de tratare cu coagulare/floculaţie.

Figura 3.6: Diagrama intervalelor de substanţe introduse şi rezultate din procesul de curăţare şi de tratare a efluentului (pe loc şi în staţia de tratare) la o serie de instalaţii studiate[187, INTERLAINE, 1999]

3.2.2. Curăţarea şi spălarea cu solvenţi

Cantităţile introduse şi rezultate din proces sunt prezentare în tabelul 3.8. Aceste valori se bazează pe datele de la o fabrică Wooltech cu o producţie de 500 kg/lână curată per oră. De obicei sunt necesare 852.6 kg/h de lână cu grăsimi pentru obţinerea a 500 kg/l lână fibre, 128 kg/kg de grăsimi, 102 kg/h impurităţi, 42.6 kg/h seu şi 80 kg/h umiditate. Sunt posibile variaţii mari ale contaminanţilor (pesticide, impurităţi şi grăsimi). Aceste valori, pot fi considerate tipice, deci şi nominale.

174

Debitul la o producţie de Cantităţile specifice introduse/rezultate la o producţie de

500 kg de lână curată/h

Unitate 1 kg de lână cu grăsmini

1 kg de lână curată

Unitate

Cantităţi introduseApă Total 124 Kg/h 0,145 0,219 kg

Umiditatea lânii 20 Kg/h 0,023 0,035 kgUmiditatea aerului

4 Kg/h 0,005 0,007 kg

Emisiile de abur 100 Kg/h 0,117 0,177 kgSolvent TCE 10 Kg/h 11,7 17,7 gEnergie Electrică 207 kW/h 0,243 0,368 kWh

Gaze naturale 674 MJ/h 0,79 1,19 MJCantităţi rezultateLână curată, uscată

Total 563,1 Kg/h 660 1000 gFibră lânoasă 500 Kg/h 586 888 gUmiditate din lână

60 Kg/h 70 106 g

Grăsimi 0 Kg/h 0 0 gImpurităţi 0,8 Kg/h 0,9 1,4 gSeu 2,3 Kg/h 2,7 4,1 gPesticide (total) Nimic Kg/h Nimic Nimic gTCE 0 Kg/h 0 0 g

Impurităţi Total 109,3 Kg/h 128 194 gImpurităţi 98 Kg/h 114,9 174 gGrăsimi 7 Kg/h 8,21 12,4 gSeu 4,3 Kg/h 5,04 7,64 gPesticide (total) 0,000138 Kg/h 0,00016 0,00024 gTCE 0 Kg/h 0 0 g

Grăsimi Total 160,2 Kg/h 188 285 gGrăsimi 121 Kg/h 141,9 215 gImpurităţi 3,2 Kg/h 3,75 5,68 gSeu 26 Kg/h 42,2 64 gPesticide (total) 0,00256 Kg/h 0,003 0,00454 gTCE 0 Kg/h 0 0 g

Emisii în apă Total 124 Kg/h 0,145 0,22 kgApă 124 Kg/h 0,145 0,22 kgTCE 0 Kg/h 0 0 g

Emisii în aer Total 643,01 Kg/h 0,765 1,157 kgAer 643 Kg/h 0,754 1,14 kgTCE 0,01 Kg/h 0,011 0,017 g

Necaptate (1) TCE 5 Kg/h 5,86 8,88 gSursă: [201, Wooltech, 2001](1) o cantitate de 5 kg/h a fost permisă

Tabelul 3.8: Cantităţile introduse şi rezultate dintr-un sistem de curăţare Wooltech

Următoarele comentarii (vezi şi figura 2.5) pot fi realizate asupra datelor raportate [201, Wooltech, 2001]:

- Lână curată: trebuie avut în vedere faptul că această lână nu conţine pesticide, aceste substanţe partiţionând puternic cu solventul şi fiind îndepărtate cu grăsimile (date analitice suportă această afirmaţie). Acest lucru este în avantajul procesului de finisare, întrucât permite acestuia încadrarea în valorile limită ale emisiilor pentru pesticide.

- Consumul de solvent: consumuri nominale de 10 kg/h pot fi atinse; acest lucru depinde de gradul de întreţinere al utilajelor

175

- Grăsimi: părăsesc fibrele sub formă de efluent. Deşi conţin impurităţi şi seu, au fost dezvoltate procese de obţinere a unei grăsimi mai cantitative (scindare acidă sau non-acidă). De asemenea, grăsimile finale pot fi utilizate drept combustibili pentru ardere în timpul proceselor.

- Lână şi umiditate: emisiile în apă provin din umezeala lânii, prin apa introdusă în proces (abur utilizat în injectoare de vacuum) şi prin umezeala externă atrasă în utilaj. Apa este tratată în două operaţii (vezi şi secţiunea 2.3.1.3). În cadrul primei operaţii, cea mai mare parte a solventului este recuperat prin încălzirea apei şi apoi aburul este stripat în cadrul unei unităţi de striptare a solventului din abur. În acest fel 99.98% din solventul prezent este recuperat. Solventul recuperat este reciclat prin fabrică. În al doilea proces, urmele de solvent rezidual (nivelul ppm) din apă sunt distruse printr-un proces radical liber bazat pe relaţia lui Fenton în cadrul unei unităţi numite Unitatea de Distrugere a solvenţilor reziduali.

- Impurităţile: curăţarea solizilor şi re-centrifugarea înainte de uscare pot elimina conţinutul de grăsimi Solizii pot fi îngropaţi sau utilizaţi în agricultură. Seminţele din impurităţi sunt curăţate prin contactul cu solventul.

- Aerul rezultat: aerul este extras din instalaţie pentru a păstra o presiune puţin negativă în cadrul proceselor. Aerul este tratat printr-un sistem de absorbţie, pentru a recupera vaporii de solvent. Distrugerea solventului rămas va impune un tratament într-un scruber, urmat de o distrugere oxidantă similară cu cea pentru procesul de tratare a apei.

3.3. Industria textilă de finisare

În secţiunea următoare, nivele de consum şi emisie sunt ilustrate pentru un grup de fabrici care aparţin diferitor ramuri identificate în Capitolul 2. (vezi secţiunea 2.14)

Informaţiile provin din surse diferite: ([179, UBA, 2001], [198, TOWEFO, 2001], [200, Suedia, 2001], [199, Italia, 2001], [193, CRAB, 2001], [31, Italia, 2000]) şi sunt rezultatele studiilor şi sondajelor desfăşurate într-un număr de instalaţii din Europa timp de 5 ani (1995 - 2001).

Cu privire la consumul de substanţe chimice, în cazul în care acestea nu au fost specificate, s-au realizat calcule prin formula aşa numită „telquel”. Acest lucru înseamnă că au fost luate în considerare cantităţile de bunuri fabricate, inclusiv apa în cazul formulelor lichide. Acest lucru trebuie avut în vedere pentru a compara nivelele de consum ale diferitor fabrici. De exemplu, fabricile care utilizează în general coloranţi lichizi (de multe ori în cadrul instalaţiilor mari) arată un consum de coloranţi mai mare decât cele care utilizează astfel de substanţe sub formă de pulbere sau granule.

3.3.1. Instalaţii de finisare a firului şi/sau ghemelor

3.3.1.1. Instalaţii de finisare a fuiorului: CV, PES, PAC şi/sau CO

Pentru această categorie, singurele informaţii disponibile se referă la emisiile în apă. Aceste valori sunt prezentate în tabelul 3.9. Din cauza rapoartelor de lichid mici şi a proceselor puţine pe care le realizează aceste instalaţii, emisiile în apă sunt mici. Valorile din tabel sunt confirmate de „FhG-ISI, 1997”, care raportează valorile debitelor pentru alte trei instalaţii, cuprins între 14 – 18 l/kg.

176

TFI 1 TFI 2Consum specific apă (Qww) - l/kg 34 10Consum chimic de oxigen (CCO )

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

194567

130013

CBO5

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

85029

3704

Compuşi organici halogenaţi-AOXConc (mg Cl/l)Emisie specifică (g/kg)

Substanţe extractibileConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

12,40,4

pHConductivitate (L) – mS/cm 14,9Temperatura (T) - °C 40NH4

Conc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

Azot organicConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

Azot totalConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

CuConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

1,241

0,050,5

CrConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0,135

0,22

NiConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

<0,02

ZnConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0,1725

0,33

Sursă: [179, UBA, 2001]Note:Celulele libere indică lipsa informaţiilor relevante

Tabelul 3.9: Valorile concentraţiilor şi ale factorilor de emisie specifici în apa uzată provenită de la două instalaţii de finisare a fuioarelor din CV, PES, PAC sau CO

3.3.1.2. Instalaţii de finisare a palelor/fuioarelor şi firelor: în special WO (lână)

Tabelul 3.10 prezintă emisiile şi nivelele de consum pentru trei instalaţii tipice de vopsire a lânii şi una de vopsire şi torsiune (TFI 4). Fabricile care fac parte din această categorie tind să-şi diferenţieze producţia şi să proceseze mai multe fibre, acest lucru făcând imposibilă o comparaţie directă. Toate cele patru instalaţiile evaluate în tabel tratează în general pale, dar TFI 1,TFI 3 şi TFI 4 vopsesc şi procent variabile de fir (atât în scul cât şi în bobină), pe când TFI 2 tratează doar palele şi fibrele libere.

Valorile pentru consumul specific de apă reflectă parţial principalele fibre prelucrate. TFI 4 arată nivele foarte mari de consum ale apei. Diferiţi factori pot explica rezonabil aceste valori. În primul rând, comparativ cu celelalte instalaţii, această instalaţie tratează cel puţin jumătate din material în formă de scul (necesită cantităţi mai mari de lichide). În al doilea rând (ca şi TFI 3) fabrica realizează în marte parte şi un tratament de rezistenţă la apă, fapt care necesită un proces în plus. Faptul că această instalaţie

177

este integrată într-un sistem care îşi produce fire de înaltă calitate, ar putea explica vederea mai relaxată în problema economiilor de apă.

După cum s-a afirmat, ambele TFI 3 şi TFI 4 prezintă şi un proces de tratare pentru rezistenţă la apă. Nivelul mai mare de CCO arată diferenţa faţă de celelalte instalaţii. Mai reprezentativ ar fi totuşi nivelul de AOX din apa deversată. Aceste valori ridicate sunt specifice tratamentelor de rezistenţă la apă, dar date cu privire la aceşti parametri nu sunt disponibile.

TFI 2 realizează o mare parte din procesele de vopsire utilizând coloranţi pe bază de crom, lucru reflectat în factorii de emisie pentru crom (124 g/kg).

TFI 1 TFI 2 TFI 3 TFI 4Producţie Pale 64%

Sculuri 16%Bobine 20%

Pale 80%Fuior 20%

Pale 92%Sculuri 4%Bobine 4%

Pale 52%Sculuri 41%Bobine 7%

Cantităţi introduseConsum specific de apă (l/kg) 39,9 43,6 35,6 180Energie electrică (kWh/kg) 0,6 0,7 0,5 1,1Energie termică (MJ/kg) 12,3 11,4 28 26,5coloranţi (g/kg) 15 36,2 12,2 26,6Auxiliari (g/kg) 9,4 23,9 111,2 142Substanţe bazice (g/kg) 48,5 86,9 285,6 147Emisiile în apă (1)CCO: Factor de emisie (g/kg) 29 22 46 65CBO5: Factor de emisie (mg/kg)Cu: Factor de emisie (mg/kg) <2 <2 <2 <2Cr: Factor de emisie (mg/kg) 70 124 64 36Ni: Factor de emisie (mg/kg) <2 <2 <2 <2Zn: Factor de emisie (mg/kg) 12 52 36 54DeşeuriDeşeuri solide (g/kg) 11 21 15Nămol (g/kg) (2) 8 9 24 172Uleiuri de lubrifiere (g/kg) 0,04 0,09Sursă: [193, CRAB, 2001]Note:Celulele albe indică lipsa informaţiilor relevante.

(1) Valorile au fost măsurate în rezervorul de omogenizare înainte de tratamentul din cadrul procesului (pe loc)(2) După tratamentul din cadrul procesului

Tabelul 3.10: Imagine generală a nivelelor de consum şi producţie, pentru patru instalaţii de finisare a firelor/palelor din lână

3.3.1.3. Instalaţii de finisare a firului: în principal bumbac

Tabelul 3.11 conţine valorile concentraţiilor şi factorilor de emisie pentru patru instalaţii de finisare a firului, care prelucrează în special bumbac. Consumul specific de apă este cuprins între 100 şi 215 l/kg. Aceste valori sunt confirmate de „FhG-ISI, 1997”, care indică valori mai mici şi mai mari (68, 73, 78, 83, 120, 128, 149, 181, 271 l/kg). Având în vedere acestea, valoarea de 271 l/kg (pentru o instalaţie care procesează mai puţin de 0.5 t/zi) trebuie verificată atent. Cantitatea mare de apă raportată pentru TFI 4, corespunde unei fabrici care vopseşte o mare parte din material sub formă de scul. Tehnologia utilizată nu recuperează apa de spălare (când apar scurgeri de apă de proces, aceasta trebuie trimisă la staţia de purificare). Acest lucru probabil explică cifrele mari din tabel.

178

TFI 1 (1) TFI 2 (1) TFI 3 (1) TFI 4 (2)Consum specific apă (Qww) - l/kg 105 108 120 215Consum chimic de oxigen (CCO )

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

69073

63269

80597

36578

CBO5

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

26027

16017

20024

98 (3)21

Compuşi organici halogenaţi-AOXConc (mg Cl/l)Emisie specifică (g/kg)

0.360.04

Substanţe extractibileConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

<0.5<0.05

1.20.1

pH 9.8Conductivitate (L) – mS/cm 7 6.2Temperatura (T) - °C 27.3 33.5NH4

Conc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

0.60.07

Azot organicConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

11.11.3

Azot totalConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

10.12.2

Fosfor totalConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

2.10.45

CuConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0.1920

0.1213

0.1316

0.121.5

CrConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

<0.05<6

0.024.3

NiConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0.3234

<0.1<11

ZnConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0.243

Surse: (1)[179,UBA,2001]; (2)[200,Suedia,2001]Note:Celulele albe indica absenţa informaţiilor relevante.(3) datele se referă la CBO7

Tabel 3.11: Valorile concentraţiilor şi factorii de emisie specifici, pentru apa uzată provenind de la patru instalaţii de finisare a firului bumbac (CO).

Este interesant de notat diferenţa în emisiile de substanţe organice consumatoare de oxigen (COO) funcţie de tipul de colorant utilizat. Instalaţiile de tip TF1 şi TF2, utilizând în general coloranţi reactivi, arată o scădere semnificativă a cantităţii de substanţă organică consumatoare de oxigen (aproximativ 70 g/kg) în comparaţie cu TF3 care utilizează în principal coloranţii de cadă (aproape 100 g/kg). Cantităţile mari de substanţe organice de la utilizarea coloranţilor de cadă sunt parţial explicate prin utilizarea de compuşi auxiliari, cum ar fi agenţii de dispersie. De asemenea, pentru că anumiţi coloranţi reactivi absorb de 2-3 ori mai multă lumină per moleculă decât corespondenţii lor de cadă, consumul chimic de oxigen pentru coloranţii de cadă poate creşte din cauza unei cantităţi mai mari de colorant necesară pentru atingerea aceleaşi nuanţe în comparaţie cu coloranţii reactivi.

179

Substanţele utilizate sunt grupate în: coloranţi, auxiliari textili şi substanţe bazice. Valorile obişnuite (deşi datele sunt limitate) sunt:- coloranţi ~25 (g/kg material textil)- auxiliari textili ~70 (g/kg material textil)- substanţe bazice ~400 (g/kg material textil)

De notat că la fabricile care utilizează în principal coloranţi reactivi, consumul de substanţe bazice poate fi mai ridicat datorită consumului mai mare de sare (NaCl).

Energia specifică totală consumată este de 11 kWh/kg, pe când consumul de energie electrică este de 2 kWh/kg.

3.3.1.4. Instalaţii de finisare a firului: în principal din fibre poliesterice (PES)

Tabelul 3.12 conţine valorile concentraţiilor şi a factorilor de emisie pentru apa uzată de la opt instalaţii de finisare a firelor poliesterice.

TFI 1 (1) TFI 2 (1) TFI 3 (1) TFI 4 (1) TFI 5 (2) TFI 6 (3) TFI 7 (5) TFI 8 (6)Consum specific apă (Qww) - l/kg 125 65 66 148 75 64 102 171Consum chimic de oxigen (CCO )

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

870109

1917125

1520100

65597 83

132085

1140116

2280390

CBO5

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

13917

38025

16925

56236

58860

910156

Compuşi organici halogenaţi-AOXConc (mg Cl/l)Emisie specifică (g/kg)

0.70.09

1.260.08

0.450.03

0.650.1

Substanţe extractibileConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

191.24 15

pH 8.2 7.7 8.6 7.7 7.7 7.5Conductivitate (L) – mS/cm 1.9 5 3Temperatura (T) - °C 24 26 44 35NH4

Conc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

31.23.9

8.20.54

7.61.12

432.77

161.63

Azot organicConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

131.63

17.31.14

9.51.41

Azot totalConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

1016.5

444.5

Fosfor totalConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

CuConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0.057.4 2

CrConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg) 7

NiConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg) 2

ZnConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg) 22

Surse: (1)[179,UBA,2001] (de la TFI 1 la TFI 4 corespunzând locaţiilor 1-4 respectiv); (2) [193,CRAB,2001] (corespunzător locaţiei 4); (3) [198,TOWEFO,2001] (corespunzătoare locaţiei I 19); (4)[198,TOWEFO,2001] (corespunzătoare locaţiei I 08); (5)[199,Italia,2001](corespunzătoare

180

locaţiei 1)Notă: Celule albe indică lipsa informaţiilor relevante

Tabel 3.12: Valorile concentraţiilor şi ale factorilor de emisie specifici în apa uzată rezultată de la opt instalaţii de finisare a firelor poliesterice (PES).

În afară de TFI 8, debitele specifice de apă variază între 65 şi 148 l/kg. Acestea sunt confirmate de „FhG-ISI, 1997”, care prezintă valori pentru trei instalaţii similare 63, 86 şi 122 l/kg. Aceste cifre se găsesc în acelaşi interval ca şi cele provenite de la instalaţiile de prelucrare a bumbacului.

Valoarea maximă înregistrată, de 148 l/kg a fost determinată pentru o instalaţie de procesare mixtă a firului şi a firului sub formă de scul (acest proces este de obicei asociat cu un consum mai mare de apă datorită unor cantităţi mai mari de lichide utilizate). Consumul ridicat de apă este de asemenea justificat de faptul că această instalaţie tratează şi fire din bumbac, care sunt mercerizate şi vopsite cu coloranţi azoici, ambele operaţii necesitând cantităţi însemnate de apă.

Instalaţiile de finisare a firului PES au în general emisii ridicate de substanţe organice consumatoare de oxigen (factori de emisie de 97-125 g/kg), în comparaţie cu procesul de finisare a bumbacului. Această din cauza a doi factori diferiţi:

- utilizarea de coloranţi de dispersie- înlăturarea agenţilor de pregătire prezenţi în fibra prelucrată, brută.

Privitor la primul factor, folosirea coloranţilor de dispersie implică emisii relevante de agenţi de dispersie (Secţiunile 2.7.6.2 şi 8.6.3). Aceste substanţe auxiliare (de obicei naftene sulfonate – formaldehide condensate şi lignină sulfonată), pe lângă contribuţia la creşterea consumului chimic de oxigen în efluentul final, sunt solubile în apă şi greu biodegradabile.

Referitor la agenţii de pregătire, s-a menţionat deja în Secţiunea 2.6.4 că aceştia se aplică în timpul prelucrării brute a firelor şi fibrelor, dar trebuie înlăturaţi premergător operaţiei de vopsire. Substanţele aplicate pot avea totuşi un conţinut ridicat de uleiuri minerale. Cantitatea de uleiuri minerale, care este definită prin „extractibile” (HC), a fost măsurată doar la două instalaţii. La controlul emisiilor de HC, raportate pentru TFI 2 (1.2 g/kg, corespunzătoare unui consum chimic de oxigen de 3 g/kg), s-a observat că uleiurile minerale contribuie nesemnificativ la consumul chimic total de oxigen . Totuşi, valoarea raportată este în discuţie. Dacă se consideră o cantitate de 20 g/kg de agenţi de prelucrare, cu un conţinut mediu de consum chimic de oxigen de 3000 mg/g de produs, presupunând că 90% se înlătură din fibră, un consum chimic de oxigen de 50 g/kg sau mai mult provenit de la agenţii de prelucrare, se găsesc în apa uzată (Secţiunea 8.2).

Substanţele aplicate sunt clasificate în: coloranţi, auxiliari textili şi substanţe bazice. Valorile tipice se încadrează în intervalele (deşi datele sunt limitate):- coloranţi 18 – 36 (g/kg material textil)- auxiliari textili 80 – 130 (g/kg material textil)- substanţe bazice 95 – 125 (g/kg material textil)

Când sunt aplicate cantităţi mari de agenţi avivanţi, consumul de auxiliare textile poate creşte până la 175 g/kg.

181

Consumul de energie specifică totală este în intervalul 11 – 18 kWh/kg. Valori mai mari se înregistrează în fabricile care au în dotare instalaţii de filatură. Consumul de energie electrică este de 1 – 2 kWh/kg.

3.3.1.5. Instalaţii de finisare a firului: în principal lână (WO), fibre acrilice (PAC) şi/sau fibre tip vâscoză (CV)

Tabelul 3.13 conţine datele pentru emisiile în apă, provenite de la şapte instalaţii de finisare a firelor din lână, fire acrilice (PAC) şi a amestecurilor firelor de tip vâscoză cu lâna şi PAC.

TFI 1 (1) TFI 2 (1) TFI 3 (1) TFI 4 (1) TFI 5 (1) TFI 6 (2) TFI 7 (2)Consum specific apă (Qww) - l/kg 120 212 167 66 74 43 95Consum chimic de oxigen (CCO )

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

59070,8

480102

58451,6

782 51,6

102375,7 35 47

CBO5

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

19022,8

17036

26544,2

35523,4

22016,3

Compuşi organici halogenaţi-AOXConc (mg Cl/l)Emisie specifică (g/kg)

0,40,08

0,760,13

0,170,01

Substanţe extractibileConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

pH 7,7 6,9 7,3 6,8Conductivitate (L) – mS/cm 4,4Temperatura (T) - °C 41NH4

Conc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

4,60,98

Azot organicConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

11,22,37

16,62,77

22,81,69

Azot totalConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

CuConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0,024,2

<0,011,7 <2 <2

CrConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0,036,4

<0,116,7

0,3825,1

1,288,8 34 28

NiConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

<0,116,7

0,010,7 <2 <2

ZnConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0,63105,2

0,4734,8 39 10

Surse: (1)[179,UBA,2001] (de la TFI1 la TFI 5 corespunzând locaţiilor 1-5 inclusiv); (2)[193,CRAB,2001] (de la TFI 6 la TFI 7 corespunzând locaţiilor 1-3 inclusiv)Notă: Celulele albe indică lipsa informaţiilor relevante

Tabelul 3.13: Valorile concentraţiilor şi a factorilor de emisie specifici, în apa uzată provenită de la şapte instalaţii de finisare a firului din WO/PAC/CV.

Consumul specific de apă poate varia între 43 şi 212 l/kg (după observaţii). Diferiţi factori pot influenţa consumul de apă şi astfel debitul de apă uzată per instalaţie. Vechimea utilajelor este unul dintre factori, dar şi compoziţia firului trebuie de asemenea luată în consideraţie (firul sub formă de scul necesită o cantitate considerabil mai mare de apă decât cel sau formă de bobină). De exemplu, o instalaţie TFI6, care procesează 100% fire în bobină, are un debit mai mic de apă uzată decât TFI 7, în care 10% din producţie este vopsită sub formă de scul.

182

Emisiile de substanţe organice sunt similare cu cele de la instalaţiile de finisare a firului din bumbac. Toţi parametrii sunt similari celorlalte categorii, cu excepţia cromului, care este întâlnit în efluent în cantităţi semnificativ mai mari. Aceasta din cauza utilizării unui colorant pe bază de complex-metalic şi crom, ultimul implicând utilizarea potasiului şi a dicromatului de sodiu. Emisiile de crom pot varia mult, depinzând de cantitatea de lână procesată şi de metoda de vopsire aplicată. În cazul fabricilor care prelucrează o cantitate mai mare de lână, factorii de emisie analizaţi ajung până la 100 mg/kg (89 mg/kg la TFI 5).

Substanţele aplicate sunt clasificate în: coloranţi, auxiliari textili şi substanţe bazice. Intervalele normale (deşi datele sunt limitate) sunt:- coloranţi: 13 – 18 (g/kg de material textil)- auxiliari textili 36 – 90 (g/kg de material textil)- substanţe bazice 85 – 325 (g/kg de material textil)

Consumul total de energie variază între 4 – 17 kWh/kg. Valoare maximă apare în cazul instalaţiilor cu secţii de filatură. Din totalul menţionat, consumul de energie electrică este de 0.9 – 6.5 kWh/kg, valoarea maximă înregistrându-se în cazul menţionat mai sus.

3.3.1.6 Analiza proceselor principale, specifice instalaţiilor de finisare a firului şi a bobinelor

Principala problemă de mediu care se pune la instalaţiile de finisare a firului sunt emisiile în apă, în timp ce emisiile din aer nu sunt semnificative

Este interesant de studiat variaţia caracteristicilor (în principal în concentraţie) a diferitelor operaţii de spălare, în cadrul procesului de vopsire. Acest lucru este pus în evidenţă prin 5 parametri diferiţi: substanţă organică, pH, conductivitate, temperatură şi coloranţi (determinarea coeficienţilor de absorbţie la lungimi de undă de 435, 500 şi 620 nm) studiaţi în trei procese diferite de vopsire:

- vopsire completă a firului din fibră tip vâscoză, în formă de bobină (L.R. 1:8 – 1:12) cu coloranţi reactivi (Tabelul 3.14)

- vopsire completă a firului din poliester, în formă de bobină (L.R. 1:8 – 1:12) cu coloranţi de dispersie (Tabelul 3.15)

- vopsirea completă a firelor din bumbac, în formă de bobină (L.R. 1:8 – 1:12) cu coloranţi de cadă (Tabelul 3.16).

Numă-rul băii

Numele băii Compuşi organici(CCO )(mg O2/l)

pH Conduc-tivitate

(mS/cm)

Tempe-ratură

Coef. de absorbţie la

435 nm(l/m)

Coef. de absorbţie la

500 nm(l/m)

Coef. de absorbţie la

620 nm(l/m)

1 Baie de vopsire la cald 3170 10,2 35,1 48 27 13 22 Baie de spălare 550 10,1 11,7 42 14 10 33 Baie de neutralizare 1220 4,4 3,8 44 4 4 14 Baie de spălare 4410 6,2 2,4 57 16 11 45 Baie de spălare 1040 7,1 0,9 59 7 5 36 Baie de spălare 320 7,3 0,5 60 10 8 57 Baie de spălare 190 7,4 0,3 49 7 6 48 Baie de recondiţionare 790 4,4 0,6 35 0 0 0

183

(înmuiere)Sursă: [179,UBA,2001]

Tabelul 3.14: Valorile compuşilor deversaţi, pentru vopsirea cu aburitor a firelor de tip vâscoză, cu coloranţi reactivi, cu valori pentru compuşi organici, pH, conductivitate, temperatură şi culoare (coeficientul de absorbţie spectrală).

Numă-rul băii

Numele băii Compuşi organici(CCO )

(mg O2/l)

pH Conduc-tivitate

(mS/cm)

Tempe-ratură

Coef. de absorbţie la

435 nm(l/m)

Coef. de absorbţie la

500 nm(l/m)

Coef. de absorbţie la

620 nm(l/m)

1 Baie de pre-tratare 610 7,4 20 134 3,9 2,7 1,42 Baie de vopsire la cald 10320 5,0 3,4 130 290 375 1253 Baie de spălare 1310 7,2 0,6 85 51 78 8,64 Baie de reducere post-tratare 3610 9,5 6,1 89 18 11 6,35 Baie de spălare 615 9,2 1,4 84 6,3 4,2 2,76 Baie de spălare 140 8,6 0,5 66 0,9 0,7 0,37 Baie de condiţionare

(înmuiere)2100 7,2 0,5 55 23,6 17,9 11,8

Sursă: [179,UBA,2001]

Tabelul 3.15: Valorile compuşilor deversaţi, pentru vopsirea cu aburitor a firelor din poliester, cu coloranţi de dispersie, cu valori pentru compuşi organici, pH, conductivitate, temperatură şi culoare (coeficientul de absorbţie spectrală).

Numă-rul băii

Numele băii Compuşi organici(CCO )

(mg O2/l)

pH Conduc-tivitate

(mS/cm)

Tempe-ratură

Coef. de absorbţie la

435 nm(l/m)

Coef. de absorbţie la

500 nm(l/m)

Coef. de absorbţie la

620 nm(l/m)

1 Baie de vopsire la cald 14340 12,9 46 70 254 191 1902 Curăţare prin debit de apă 6120 12,6 24 46 95 59 593 Baie de spălare 1900 12,2 12,7 34 9 8 74 Baie de oxidare 4780 11,7 5,6 51 4 3 25 Baie de spălare 580 10,6 2 32 1 1 16 Baie de săpunire 1510 10 2,3 55 4 4 57 Baie de spălare 230 9,3 1,5 36 2 2 28 Baie de săpunire 860 10,1 3,4 74 4 3 29 Baie de spălare 47 8,9 1,2 37 1 1 110 Baie de spălare 27 8,5 1 31 0,5 0,5 0,411 Baie de condiţionare

(înmuiere)1740 4,7 1,2 45 17 11 6

Sursă: [179,UBA,2001]

Tabelul 3.16: Valorile compuşilor deversaţi, pentru vopsirea cu aburitor a firelor din bumbac, cu coloranţi de cadă, cu valori pentru compuşi organici, pH, conductivitate, temperatură şi culoare (coeficientul de absorbţie spectrală).Exemplul arată operaţiile tipice aplicate în vopsirea firelor utilizând coloranţi reactivi, de dispersie şi de cadă. Totuşi, nu trebuie luate ca structuri fixe, în sensul că nu se aplică sub această formă la toate instalaţiile de finisare. De exemplu, o instalaţie ar putea aplica bai de spălare adiţionale, firul ar putea fi mercerizat, iar aplicarea agenţilor de înmuiere din ultima fază ar putea fi evitată.

Totuşi, exemplul prezintă nişte probleme cheie:- mai întâi, este important de arătat cum se modifică valorile concentraţiilor din efluentul final

(Tabelul 3.9 – Tabelul 3.13), care pot fi diferite de valorile menţionate în tabelele de mai sus,

184

pentru o singură baie. Datorită efectului de diluţie, concentraţia globală a compuşilor organici este mult mai mică pentru efluenţii micşti, decât pentru băile de vopsire completă.

- Băile de vopsire completă prezintă în toate cele trei tabele valori ridicate ale concentraţiilor. Totuşi, cantitatea de compuşi organici rezultată este mult mai mică pentru vopsirea pe bază de coloranţi reactivi, decât pentru cea pe bază de coloranţi de cadă, sau de coloranţi de dispersie. După cum s-a menţionat, cauza este aplicarea de agenţi de dispersie care sunt necesari pentru a utiliza coloranţii insolubili.

- Operaţiile de genul: săpunire şi post-tratament de reducere, care sunt necesare pentru a îndepărta coloranţii nedepuşi, sunt de asemenea asociate cu valori mari de compuşi organici şi culoare. În particular, pentru operaţiunea de înmuiere, valorile mari ale compuşilor organici, indică un randament scăzut al agenţilor de înmuiere.

- Băile de spălare pot avea o concentraţie foarte mică, de 10 – 100 de ori mai mică decât băile de vopsire. Acest lucru arată importanţa optimizării operaţiei de spălare, de exemplu prin reutilizarea apei.

Tabelele 3.17 şi 3.18 ilustrează consumul de apă şi energie, observate în procesul de vopsire a fibrelor sub formă de fire şi bobină.

Vopsirea fibrelor în fir Energie electrică Energie termică Apă pentruvopsire

Apă pentru spălare

Unitate de măsură kWh/kg MJ/kg l/kg l/kgLână (coloranţi acizi, pe

bază de crom, sau de metale complexe)

0,1-0,4

4-14 8-15 (1) 8-16Fibre acrilice (coloranţi

cationici) 0,1-0,4 4-14 4-12 (1) 4-16Fibre poliesterice (coloranţi

de dispersie) 0,1-0,4 4-14 6-15 (1) 12-20 (1)Bumbac (coloranţi reactivi) 0,1-0,4 4-14 8-15 (1) 8-32Fibre poliamidice (coloranţi

acizi) 0,1-0,4 4-14 6-15 (1) 6-12Sursa: [77,EURATEX,2000] cu excepţia (1), [280,Germania,2002]

Tabelul 3.17: Consumul de apă şi energie, în procesul de vopsire a fibrelor în fir

Vopsirea firelor în pală Energie electrică Energie termică Apă pentruVopsire

Apă pentru spălare

Unitate de măsură kWh/kg MJ/kg l/kg l/kgLână/fibre poliamidice 0,8-1,1 13-16 15-30 (1) 30-50 (1)

Fibre acrilice 0,8-1,1 13-16 15-30 (1) 30-50 (1)Bumbac (coloranţi aplicaţi

direct) 0,8-1,1 13-16 15-30 (1) 45-60 (1)Bumbac (coloranţi reactivi) 0,8-1,1 13-16 15-30 (1) 60 (2)

Bumbac (coloranţi sulfonici) 0,8-1,1 13-16 100-150 (1)

Surse: [77,EURATEX,2000] cu excepţia (1), [280,Germania,2002]Note: (1) consumul de apă pentru spălare+curăţare(2) consumul total de apă

Tabelul 3.18: Consumul de apă şi energie, în procesul de vopsire a firelor

3.3.2. Instalaţii de finisare a tricoturilor3.3.2.1. Instalaţii de finisare a tricoturilor: în principal bumbac (CO)

185

Tabelul 3.19 arată emisiile în apa uzată, pentru 17 instalaţii de finisare a materialului ţesut, în principal din bumbac. Aceste instalaţii nu deţin secţiuni de imprimare.

Consumul specific de apa este relativ mic (60 – 136 l/kg), dar există două excepţii extreme, în minim şi maxim (vezi TFI 9 şi TFI 17). TFI 9, cu doar 21 l/kg, realizează doar spălare şi înălbire; în consecinţă, aceste operaţii sunt realizate în mod continuu, lucru care explică debitul mic de apă uzată şi concentraţia mare de compuşi organici în efluentul final. Motivul consumului mare de apă uzată în cazul TFI 17 (216 l/kg) este cererea unei calităţi ridicate (mai multe trepte de spălare) şi a perioadei de spălare a echipamentelor.

Emisiile de substanţe organice consumatoare de oxigen sunt într-un interval foarte mic (70 – 85 g/kg), doar TFI 9 care realizează şi procesele de spălare şi înălbire prezintă o valoare mai mică (48 g/kg). Pentru TFI 10, 11 şi 16 sunt înregistrate valori mai mari (107, 108 şi 97 g/kg). Faptul că aceste instalaţii realizează şi ţesături explică aceste cifre mai mari. În plus TFI 10 realizează şi tricoturi, fapt care conduce la emisii mai mari de compuşi organici consumatori de oxigen. Prelucrarea firelor PES reprezintă de asemenea motivul unor emisii mai mari de produse extractibile în apa uzată (> 20 mg/l). Acestea provin din îndepărtarea agenţilor de prelucrare, în principal conţinând uleiuri minerale. Concentraţii între 10 şi 20 mg/l pot fi observate în cazul instalaţiilor de finisare a bumbacului, dar valorile normale se situează sub 10 mg/l. Emisii de metale grele sunt nesemnificative pentru toate cele 17 instalaţii.

Substanţele aplicate sunt clasificate în: coloranţi, auxiliari textili şi substanţe bazice. Valorile normale (deşi datele sunt limitate) sunt:- coloranţi 18 (g/kg material textil)- auxiliari textili 100 (g/kg material textil)- substanţe bazice 570 (g/kg material textil)

Consumul foarte mare de substanţe bazice (400 g/kg) este explicat prin utilizarea sărurilor neutre (NaCl sau Na2SO4) pentru vopsirea reactivă la cald.

Consumul total de energie variază între 6 – 17 kWh/kg. Valoarea maximă este înregistrată în cazul unei secţii cu filatură şi bobinaj. Consumul de energie electrică este de 1 – 3 kWh/kg

186

TFI 1 TFI 2 TFI 3 TFI 4 TFI 5 TFI 6 TFI 7 TFI 8 TFI 9 TFI 10 TFI 11 TFI 12 TFI 13 TFI 14 TFI 15 TFI 16 TFI 17Consum specific apă (Qww) - l/kg 67 60 101 67 78 79 120 77 21 71 133 75 88 136 87 96 216Consum chimic de oxigen (CCO )

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

121081

134080

74876

93173

95475

67381

101078

228148

1502107

814108

80460

91180

43960

65857

100496

39084

CBO5

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

40927,4

62237,3

17417,6

44429,7

28922,5

40832,2

17521

45334,9

78816,5

67147,6

21829,0

39034,3

12717,3

25922,5

16615,9

11224,2

Compuşi organici halogenaţi-AOX

Conc (mg Cl/l)Emisie specifică (g/kg)

0,30,03

0,210,05

Substanţe extractibileConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

9,30,6

18,91,1

8,30,8

50,3

23,71,8

21,91,7

6,80,8

19,21,5

11,20,2

322,3

6,10,8

0,90,1

14,31,3

6,2 18,5 6,1

pHConductivitate (L) – mS/cm 3,5 4,4 6,5 4,6 10,1 4,7 8,1 2,9 2,7 3,8 2,26 6,3 6,1 5,1 11,1Temperatura (T) - °C 34 30 38 36 33,8 33 35 28,6 39 29,3 21 20 24 31 30NH4

Conc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

90,9

10,2

Azot organicConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

252,2

14,31,4

224,8

CuConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0,17

0,117

0,2323

0,053

0,129

0,18

0,1923

0,18

0,2216

0,2533

0,19

0,1115

0,19

0,365

CrConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0,17

0,16

0,055

0,053

0,18

0,18

0,056

0,18

0,214

0,057

0,18

0,19

0,114

NiConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

ZnConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0,213

0,3320

0,3737

0,17

0,216

0,1411

0,112

0,215

0,378

0,2618

0,18

0,1211

0,1216

0,217

0,365

Sursă: [179,UBA,2001]Notă: Celulele albe semnifică lipsa datelor relevante.

Tabelul 3.19: Valorile concentraţiilor şi a factorilor specifici de emisie din apa uzată rezultată de la 17 instalaţii de finisare a tricoturilor din bumbac.

187

3.3.2.2. Instalaţii de finisare a tricoturilor: în special din bumbac cu secţie de imprimare

Datele pentru instalaţiile de finisare a tricoturilor, cu secţii de imprimare sunt prezentate în Tabelul 3.20. Majoritatea fabricilor din această categorie realizează imprimarea cu pigmenţi.

Acest tip de imprimare presupune deversări de apă uzată doar în timpul operaţiei de curăţare (tambur, placă de imprimare).Acest lucru explică cantitatea foarte mică de apă uzată (de obicei sub 10 l/kg) pentru aceste trei instalaţii. O excepţie o reprezintă TFI 6 care realizează şi imprimarea pe bază de coloranţi reactivi (pentru care este necesară o curăţare suplimentară).

Nici una dintre fabricile analizate, cu excepţia TFI 3, nu realizează procese de pre-tratare, dar imprimă pe tricoturi deja pre-tratate. Aceasta este confirmată de valorile mari ale volumului de apă uzată şi ale încărcării organice a efluentului final.

Nu sunt disponibile informaţii asupra substanţelor folosite şi a consumului de energie.

188

TFI 1 TFI 2 TFI 3 TFI 4 TFI 5 TFI 6 TFI 7 TFI 8 TFI 9 TFI 10 TFI 11 TFI 12Consum specific apă (Qww) - l/kg 6 15 42 1,1 0,4 35 0,4 2 0,9 2 2 3Consum chimic de oxigen (CCO)

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

2331,4

3916

1707

2960,3

3760,2

170,6

10270,4

6391,3

7130,6

6661,3

3510,7

11963,3

CBO5

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

1054,4

Compuşi organici halogenaţi-AOX

Conc (mg Cl/l)Emisie specifică (g/kg)

Substanţe extractibileConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

0,90,01

0,30,005

1,20,05

0,70,001

10,0004

0,20,01

10,30,004

14,40,03

1,70,003

0,90,002

11,20,03

pHConductivitate (L) – mS/cm 1,3 1 2,6 0,7 3 2,6 1,3 1,4 0,9 3,3 1,3 1,1Temperatura (T) - °C 11,9 18,9 16,2 17,2 10,6 17,2 14,5 15,9 13,2 19 17,6 17NH4

Conc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

Azot organicConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

Azot total Conc (mg/l) Emisie specifică (g/kg)

CuConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

<0,050,30

<0,11,50

<0,14,20

<0,10,11

<0,050,02

<0,13,50

0,10,04

0,61,20

0,070,06

<0,10,20

<0,10,20

<0,10,30

CrConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

<0,050,3

<0,11,5

<0,14,2

<0,10,1

<0,050,02

<0,13,5

<0,10,04

<0,10,1

<0,10,2

<0,10,2

<0,10,3

NiConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

ZnConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0,191

<0,11,5

0,313

<0,10,11

<0,10,04

<0,14

<0,10,04

<0,10,09

<0,10,2

0,30,6

0,20,6

Sursă:[179,UBA,2001]Notă: Celulele albe semnifică lipsa datelor relevante.

Tabelul 3.20: Valorile concentraţiilor şi a factorilor de emisie specifici în apa uzată rezultată de la 12 instalaţii de finisare, care prelucrează bumbac, cu secţii de imprimare

189

3.3.2.3. Instalaţii de finisare ale tricoturilor: din fibre sintetice

Conform datelor din tabelul 3.21, pentru 13 instalaţii din această categorie, există variaţii considerabile pentru debitul de ape uzate (35 – 229 l/kg). Valorile mici sunt raportate pentru instalaţii utilizând echipamente avansate (maşini automate cu consumuri mici de lichide) şi când este necesar un număr mic de băi de finisare. Contrar acestora, sunt instalaţiile compuse din maşini vechi, care prelucrează şarje mai mici, cu un consum mare de lichide.

Datorită utilizării agenţilor de pregătire a tricoturilor sunt raportate emisii semnificative de substanţe extractibile comparativ cu instalaţiile de prelucrare a firelor de bumbac (Tabelul 3.19).

De asemenea, emisiile de metale grele sunt nesemnificative.

Emisiile de substanţe organice consumatoare de oxigen variază între 65 şi 150 g/kg. Valorile mai mici sunt înregistrate la instalaţiile de finisare a tricoturilor poliamidice. In particular, emisiile de substanţe organice consumatoare de oxigen, pentru o instalaţie de finisare a ţesăturilor din fibre poliamidice şi a amestecurilor poliamide/elastomeri, sunt prezentate în figura 3.7. Datele au fost calculate utilizând informaţiile raportate în tabelele de arhivă şi a factorilor de retenţie cunoscuţi (cantitatea de substanţe reţinută de fibră, neeliberată în apa uzată). Valorile au fost verificate prin determinarea cantităţii de compuşi organici consumatori de oxigen din efluent.

Figura 3.7: Exemplul compoziţiei compuşilor organici consumatori de oxigen, pentru o instalaţie de finisare a tricoturilor poliamidice. [179,UBA,2001]

După cum arată figura 3.7, auxiliarii de vopsire, în particular agenţi de spălare şi uniformizare, deţin cea mai mare parte a încărcăturii de compuşi organici consumatori de oxigen. Este de asemenea interesant de notat contribuţia agenţilor de pregătire. În exemplul dat, aceşti agenţi sunt responsabili pentru mai mult de 20 % din cantitatea de compuşi organici consumatori de oxigen emisă. Aceasta, în ciuda termofixării utilizate la instalaţia pregătire a materialului (agenţii de pregătire, pe bază de uleiuri minerale, evaporaţi în timpul termofixării nu apar în apa uzată). În cazul poliamidei 6, caprolactama este de asemenea prezentă în apa uzată; în exemplul dat, aceasta reprezintă 4% din conţinutul total de substanţe organice consumatoare de oxigen.

190

Substanţele aplicate sunt clasificate în: coloranţi, auxiliari textili şi substanţe bazice. Limitele normale sunt:- coloranţi 15-50 (g/kg de material textil)- auxiliare textile 45 – 150 (g/kg de material textil)- substanţe bazice 50 – 280 (g/kg de material textil)

Valorile sunt dispersate, indicând secvenţe diferite de procese. Consumul total de energie variază între 3.5 – 17 kWh/kg. Consumul de energie electrică are valori cuprinse între 1.5 – 6 kWh/kg. Valorile mari corespund instalaţiilor cu secţiuni de producţie şi bobinare a tricoturilor.

191

TFI 1 (1) TFI 2 (1) TFI 3 (1) TFI 4 (1) TFI 5 (1) TFI 6 (1) TFI 7 (1) TFI 8 (1) TFI 9 (1) TFI 10 (1) TFI 11 (1) TFI 12 (2) TFI 13 (2)Consum specific apă (Qww) - l/kg 117 173 81 77 127 89 35 229 83 43 61 144 255Consum chimic de oxigen (CCO )

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

1003117

37966

104585

3590276

911 116

89079

217076

38488

58148

3480150

1870114

883127

26267

CBO5

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

27131,7

18431,8

38431,1

85565,8

24230,7

24621,9

2528,8

9521,8

13211,0

59025,4

326 (3)47

88 (3)22

Compuşi organici halogenaţi-AOX

Conc (mg Cl/l)Emisie specifică (g/kg)

4,30,3

0,30,04

0,340,03

0,650,03

0,30,02

Substanţe extractibileConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

607

4,90,8

57,14,6

26,93,4

pH 7,3 9,2 6 7,4Conductivitate (L) – mS/cm 3,2 4,1 1 2,2 1,7 1,5 3,6 2,6 0,9Temperatura (T) - °C 29,3 29 39,8 36,8NH4

Conc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

20,2

60,5

184,1

Azot organicConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

151,2

16,52,1

18,21,6

122,7

150,6

Azot total Conc (mg/l) Emisie specifică (g/kg)

4,71,2

Fosfor total Conc (mg/l) Emisie specifică (g/kg)

1,90,27

2,30,59

CuConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

<0,056

0,0610

0,097

0,097

<0,0911

<0,123

<0,010,43

0,042

0,114,4

0,038

CrConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

<0,117

0,1512

<0,054

0,1418

0,034,3

0,038

NiConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

<0,123

<0,010,4

<0,021,2

ZnConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0,1619

0,059

0,076

0,031

0,085

0,0710

0,038

Sursă: (1)[179,UBA,2001](de la TFI 1 la TFI 11 corespunzător locaţiilor 1 – 11 inclusiv); (2)[200,Sweden,2001] (de la TFI 12 la TFI 13, corespunzător locaţiilor B – G inclusiv)Notă: Celulele albe semnifică lipsa datelor relevante.

192

Tabelul 3.21: Valorile concentraţiilor şi ale factorilor de emisie specifici, în apa uzată, rezultată de la instalaţiile de finisare a tricoturilor din fibre sintetice

193

3.3.2.4. Instalaţii de finisare a tricoturilor: în principal lână

Datele despre emisiile în apa uzată şi a consumului de energie pentru o astfel de instalaţie, sunt disponibile pentru un singur echipament. Secvenţa exactă de procese nu este cunoscută.

Tabelul 3.22 conţine valorile pentru emisiile în apa uzată. Debitul specific şi alţi parametri nu indică diferenţe semnificative comparativ cu instalaţiile de finisare a bumbacului sau a fibrelor sintetice.

Consumul specific de energie este foarte mare în unitatea analizată (67 kWh/kg), din care doar 9.5 kWh/kg reprezintă consumul de energie electrică. Aceste cifre includ energia consumată în secţiile de realizare şi bobinare a tricoturilor.

TFI 1

Consum specific apă (Qww) - l/kg 63Consum chimic de oxigen (CCO ) Conc (mg O2/l)

Emisie specifică (g/kg)147093

CBO5

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

36723,1

Compuşi organici halogenaţi-AOXConc (mg Cl/l)Emisie specifică (g/kg)

0,30,02

Substanţe extractibileConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

Ph 6,8Conductivitate (L) – mS/cm 0,6Temperatura (T) - °C 31,5NH4

Conc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

9,5

Azot organicConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

23,31,5

CuConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0,032

CrConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0,096

NiConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

ZnConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0,532

Sursă: (1)[179,UBA,2001Notă: Celulele albe semnifică lipsa datelor relevante.

Tabelul 3.22: Valorile concentraţiilor şi factorii de emisie specifici în apa uzată, rezultată de la o instalaţie de finisare a tricoturilor, în principal din lână

3.3.2.5. Analiza unor emisii specifice proceselor, pentru instalaţiile de finisare a tricoturilor

Există informaţii specifice asupra:- căldurii degajate (Secţiunea 3.3.3.5.2)

194

- pre-tratarea tricoturilor din bumbac (procese continue şi discontinue) (Secţiunea 3.3.2.5.1)- pre-tratarea tricoturilor din fibre sintetice (informaţii limitate) (Secţiunea 3.3.2.5.2)- vopsire completă a tricoturilor din bumbac şi fibre sintetice (Secţiunea 3.3.2.5.3)- imprimare (Secţiunea 3.3.3.5.5)- finisare (Secţiunea 3.3.3.5.6)- acoperire (Secţiunea 3.3.3.5.7.)

3.3.2.5.1. Pre-tratarea tricoturilor din bumbac

Pre-tratarea tricoturilor din bumbac include operaţiile de înălbire şi spălare. Intensitatea înălbirii depinde în principal de calitatea bumbacului şi a gradului de înălbire dorit. Pentru vopsirea completă a tricoturilor, cu nuanţe închise la culoare, este recomandat un proces de înălbire mai puţin intens, pe când pentru nuanţe deschise, se realizează un proces de înălbire mai intens.

Pre-tratament continuu a tricoturilor din bumbac

Pre-tratamentul continuu este specific unor instalaţii de capacitate mare. Un astfel de proces este descris mai jos, pentru înălbire cu peroxid de hidrogen (apă oxigenată ) şi spălare. Procesul conţine următoarele operaţii:

- obţinerea soluţiei de înălbire, cu o concentraţie de 130%- înălbire (30 min) într-un vas de reacţie cu abur saturat la o temperatură de 95– 98 °C- spălare în contra-curent - obţinerea soluţiei de spălare, formată din apă şi diferite substanţe specifice, urmată de

introducerea în vasul de reacţie (3 – 5 min cu abur saturat)- spălare şi uscare (în cazul materialului nevopsit, putând fi aplicaţi şi agenţi de înmuiere).

O reţetă tipică este dată mai jos:

Reţeta(g/kg de material

textil)

Compuşi organici consumatori de

oxigen din produs(g O2/kg de produs)

Compuşi organici consumatori de oxigen specifici

introduşi(g O2/kg de produs)

Emisia estimativă de compuşi organici consumatori de

oxigen(g O2/kg de produs)

Compoziţia soluţiei pentru înălbire

NaOH (100%) 8,2Agent de umezire 6,0 1210 7,3 7,3Agenţi complecşi 4,4 270 1,2 1,2Stabilizatori organici 22,0 185 4,1 4,1MgSO4 2,2H2O2 (50%) 66,0Albitori optici 5,0 760 3,8 1,14Agent de spălare 1,5 2060 3,1 3,1

Compoziţia celei de-a doua soluţii Polifosfaţi 1,1Agent de spălare 1,1 1780 2,0 2,0

Total:21,4 Total:18,84Compoziţia soluţiei în cazul procesului de înmuiereAgenţi de înmuiere 14,5 684 9,9 0,99Acid acetic (60%) 1,1 645 0,7 0,7Sursă: [179,UBA,2001]

195

Note: Emisiile de compuşi organici consumatori de oxigen au fost estimate luând în considerare faptul că agenţii de spălare, stabilizatorii organici sunt eliberaţi în apa uzată, iar agenţii de colorare optică şi agenţii de înmuiere rămân în fibră în proporţii de 70 – 95 %.

Tabelul 3.23: Reţeta tipică pentru înălbirea/spălarea continuă a tricoturilor din bumbac

Cantitatea de compuşi organici consumatori de oxigen introdusă variază între 20 – 30 g/kg de material textil. Acest exemplu este confirmat de reţeta standard prezentată în capitolul 11.

Consumul specific de apă şi debitul de apă uzată de la întregul proces este de 30 l/kg (±7 l/kg).

Valorile tipice pentru apa de spălare de la prima operaţie sunt:- compuşi organici consumatori de oxigen: 4000 – 5800 mg/l- conductivitate: 2.5 – 4.5 mS/cm- pH: în jur de 10

Valorile tipice pentru apa de spălare de la a doua operaţie sunt:- compuşi organici consumatori de oxigen: 1000 – 3000 mg/l- conductivitate: 0.5 – 1.2 mS/cm- pH: în jur de 8 – 10

După cum se observă în tabelul 3.23, emisiile de compuşi organici consumatori de oxigen sunt estimate la 20 g/kg de material textil (agenţii auxiliari de spălare sunt cei care contribuie cel mai mult la această valoare).

Măsurătorile au arătat per total un factor de emisie pentru acest compus (CCO) de 80 – 100 g/kg material textil. Motivul este atribuit prezenţei în proporţie de 60 – 80 % a aditivilor (precum uleiuri de ţesere) şi a substanţelor din bumbacul brut. Totuşi, ar trebui luat în considerare faptul că peroxidul de hidrogen nu a fost luat în calcul (CCO-Cr măsurat este de 0,45 g CCO/g H2O2 ).

Există date disponibile, pentru un al-doilea proces care constă în următoarele operaţii:- obţinerea soluţiei de înălbire cu o concentraţie de 130 % , din apă demineralizată(acizi organici şi

anorganici) cu reacţii la 40 °C.- obţinerea soluţiei de înălbire (de obicei H2O2)- reacţia de înălbire într-un vas de reacţie cu abur saturat, la temperatură de 97 °C- spălare în contra-curent- adiţia agenţilor de înmuiere

Consumul specific de substanţe şi valorile asociate, pentru compuşii organici consumatori de oxigen sunt prezentate în tabelul 3.24. Este clar că acest proces necesită cantităţi mult mai reduse de apă.

Indicatorii specifici Unitate Interval tipicConsumul de substanţe anorganice (g/kg de material textil) 37-41Consumul de substanţe organice, cum ar fi compuşii organici consumatori de oxigen

(g O2/kg de material textil) 29-35

Consumul de apă (l/kg de material textil) 14-19Consumul de abur (kg/kg de material textil) 1.1-1.6Consumul de energie electrică kWh/kg de material textil 62-79Emisiile de CCO în apa uzată, cauzate de substanţele utilizate (g O2/kg material) 16-20Sursă: [179,UBA,2001]Note: Note: Emisiile de compuşi organici consumatori de oxigen au fost estimate luând în considerare faptul că agenţii de spălare, stabilizatorii organici sunt

196

eliberaţi în apa uzată, iar agenţii optici de colorare şi agenţii de înmuiere rămân în fibră în proporţii de 70 – 95 %.

Tabelul 3.24: Consumul de substanţe şi valorile asociate ale compuşilor organici consumatori de oxigen, pentru o instalaţie de procesare continuă, a tricoturilor din bumbac

Pre-tratamentul discontinuu a tricoturilor din bumbac

Pentru înălbirea/spălarea prin proces discontinuu a tricoturilor din bumbac, Secţiunea 11 pune la dispoziţie reţetele standard utilizând apă oxigenată (H2O2). Datele pentru compuşii organici consumatori de oxigen, pH şi conductivitate pentru apa provenită de la înălbirea completă cu apă oxigenată şi spălare sunt prezentate în Tabelul 3.25. Din cauza lipsei datelor complete, nu pot fi calculaţi factorii de emisie în apa uzată provenită de la fiecare proces. Datele per total sunt prezentate în tabel.

Parametrul

Pre-înălbireÎnălbire completă

Baie de înălbire completă

Spălare la cald (15

min)

Spălare la rece (25

min)

Baie de înălbire

completă

Spălare la cald (15

min)

Spălare la rece (25

min)pH 11.4-11.7 11.1-11.3 11.1-11.2 12.1-12.5 12.1-12.3 11.3-11.5

Compuşi organici consumatori de oxigen (mg 02/l) 5200-6500

4200-5400800-1700

7800-8500 5700-6500800-1200

Conductivitate (mS/cm) 6.4-9.5 5-8 1.5-3.5 16-16.8 12-12.6 2.1-1.5

Sursă: [179,UBA,2001]

Tabelul 3.25: Datele pentru compuşi organici consumatori de oxigen, pH, şi conductivitate, din apa uzată provenită de la procesele de înălbire completă cu apă oxigenată şi spălare a tricoturilor din bumbac; debitul specific de apă pentru întregul proces este de 30 – 50 l/kg.

Pentru tricoturile din bumbac, o combinaţie de hipoclorit de sodiu şi apă oxigenată era mult utilizată . Din cauza înlocuirii hipocloritului de sodiu cu apă oxigenată, acest proces a devenit mai puţin folosit. Datele din 1992 arată diferenţele majore între emisiile de AOX în apa uzată pentru cele două substanţe. Astfel, valorile AOX pentru înălbirea completă cu apă oxigenată (de până la 6 mg Cl/l), derivă din faptul că nu există un proces de spălare după înălbirea cu apă oxigenată şi de aceea instalaţia consumă produşii secundari din apa rezultată de la celelalte procese, la procesul de înălbire.

Parametru Înălbire cu NaOClBaie de înălbire completă

Înălbire cu H2O2Baie de înălbire completă

Spălare

pH 9.3-10.2 10.5-11.0 8.2-8.3CCO (Compuşi organici consumatori de oxigen)

(mg 02/l)1500-1800 1500-1600 70-80

AOX (Compuşi organici halogenaţi)(mg Cl/l)

90-100 3.5-6 0.2-0.3

Conductivitate (mS/cm) 10.2-10.5 7.2-8.0 0.8-0.85Sursă: [179,UBA,2001] cu referiri la „ITV, 1992”

Tabelul 3.26: Date pentru CCO, AOX, pH şi conductivitate pentru înălbire completă şi spălare a tricoturilor din bumbac, cu NaOCl/H2O2 (Raport = 1:15) – „ITV, 1992”; debitul total de apă uzată specifică (incluzând operaţiunea de spălare este de 30 – 50 l/kg).

197

3.3.2.5.2. Pre-tratarea tricoturilor din fibre sintetice

Datele asupra procesele de pre-tratare a tricoturilor din fibre sintetice sunt limitate. Componentele îndepărtate din fibră, împreună cu consumurile specifice, sunt prezentate în Secţiunea 8.2. Utilizând informaţiile disponibile pentru consumul specific şi debitul de apă, concentraţia compuşilor organici consumatori de oxigen şi a substanţelor extractibile poate fi estimată. Fabricile mai mari, realizează un proces de pre-tratare continuu (de obicei constând în procese de spălare) cu un consum de apă mic, rezultând concentraţii mari de compuşi organici consumatori de oxigen şi substanţe extractibile.

3.3.2.5.3. Vopsirea completă a tricoturilor

De obicei vopsirea tricoturilor se realizează într-un proces continuu. În puţine cazuri, acest proces este semi-continuu (de obicei la vopsirea la rece).

Vopsirea completă a tricoturilor din bumbac

Tabelul 3.27 prezintă factorii tipici de consum, pentru nuanţe închise, medii şi deschise (care influenţează consumul de sare şi coloranţi). Intervalul dispersat raportat pentru cantităţile de lichid nu apare datorită utilajelor diferite (datele se referă la utilaje cu un raport de lichid de 1:8), ci datorită cantităţilor neoptimizate care apar la tratarea unor şarje incomplete. O caracteristică comună a maşinilor moderne este aceea că şarjele mici pot fi vopsite cu acelaşi raport de lichide ca şi şarjele complete (vezi secţiunea 4.6.19).

Unitate Nuanţă deschisă Nuanţă medie Nuanţă închisăRaport de lichide 1:8 – 1:25

Cantitatea de coloranţi (g/kg de material textil) 0.5-4.0 5.0-30 30-80Cantitatea de substanţe auxiliare (g/kg de material textil) 0-30 0-30 0-35

Cantitatea de sare (g/kg de material textil) 90-400 600-700 800-2000Auxiliare anorganice (g/kg de material textil) 50-250 30-150 30-150

Sursă: [179,UBA,2001]

Tabelul 3.27: Valorile tipice ale consumurilor specifice pentru vopsirea tricoturilor din bumbac cu coloranţi reactivi

În ceea ce priveşte caracteristicile apei uzate, tabele care urmează ilustrează exemplele unor procese tipice de vopsire. Tabelul 3.28 raportează datele pentru fiecare operaţiune din cadrul procesului de vopsire cu coloranţi reactivi, pentru obţinerea unei nuanţe deschise.

Pentru astfel de nuanţe, se aplică de obicei un proces mai puţin intens de spălare, cu o cantitate mai mică de detergenţi. Valorile pentru compuşi organici consumatori de oxigen fiind astfel foarte mici. În mod contrar, datele din Tabelul 3.29, pentru nuanţe închise arată cifre semnificativ mai mari pentru CCO, conductivitate şi culoare. Valorile pentru vopsirea completă cu coloranţi reactivi pentru obţinerea de nuanţe medii se vor situa între aceste două extreme.

198

Nr. Numele operaţiunii Compuşi organici consumatori de oxigen

(mg O2/l)

pH Conductivitate(mS/cm)

SAC436 nm

(l/m)

SAC525 nm

(l/m)

SAC620 nm

(l/m)1 Baie de vopsire

completă920 11 72 43 18 6

2 Baie de spălare 180 10.6 10 9 4 23 Baie de spălare 33 10 2.8 4 2 14 Baie de spălare 23 9 1 2 1 15 Baie de spălare 5 8.3 0.8 1 0.5 0.2

Sursă: [179,UBA,2001]

Tabelul 3.28: Secvenţa operaţiunilor procesului de vopsire completă (nuanţe deschise) pentru tricoturile din bumbac, utilizând coloranţi reactivi; valorile pentru CCO, pH, conductivitate şi culoare (SAC – coeficientul de absorbţie spectrală) Raport lichid = 1:25; consumul total de apă pentru întregul proces este de 142 l/kg (incluzând şi apa consumată la încărcarea materialului şi de răcire după vopsire)

Nr. Denumirea operaţiunii

Compuşi organici consumatori de oxigen

(mg O2/l)

pH Conductivitate(mS/cm)

SAC436 nm

(l/m)

SAC525 nm

(l/m)

SAC620 nm

(l/m)1 Baie de vopsire la

cald3400 12.1 140 328 315 320

2 Baie de spălare 2980 11.8 55 325 298 3083 Baie de neutralizare 2530 4.5 25 309 220 2464 Baie de spălare 1060 4.7 8.3 316 185 1965 Baie de spălare 560 5.3 2.1 316 164 1546 Baie de săpunire 450 6.7 0.8 321 177 1327 Baie de spălare 150 7.0 0.5 205 94 618 Baie de spălare 76 7.6 0.4 63 27 179 Baie de spălare 50 7.6 0.4 29 13 7

Sursă: [179,UBA,2001]

Tabelul 3.29: Secvenţa operaţiunilor procesului de vopsire la cald (nuanţe închise) pentru tricoturile din bumbac, utilizând coloranţi reactivi; valorile pentru CCO, pH, conductivitate şi culoare (SAC – coeficientul de absorbţie spectrală) L.R raport-lichid = 1:8.2; consumul total de apă pentru întregul proces este de 71 l/kg

Două exemple suplimentare sunt prezentate mai jos, unul pentru utilizarea coloranţilor direcţi (nuanţe deschise) şi cealaltă pentru utilizarea coloranţilor de sulf (nuanţe închise).

Nr. Denumirea operaţiunii

CCO(mg O2/l)

AOX(mg Cl/l)

pH Conductivitate

(mS/cm)

SAC436 nm

(l/m)

SAC525 nm

(l/m)

SAC620 nm

(l/m)1 Baie de vopsire la cald 3000 1,5 10 9,1 50 28 192 Baie de spălare 160 0,18 8,2 1,2 8 3 2,83 Baie de spălare 50 0,07 7,4 0,6 0,3 0,02 0,024 Baie de condiţionare

(înmuiere)900 0,2 4,8 0,8 13 9 7

Sursa [179,UBA,2001]

199

Tabelul 3.30: Fluxul de operaţiuni pentru procesul de vopsire a tricoturilor din bumbac (nuanţe deschise), cu coloranţi direcţi; valorile pentru CCO, AOX (compuşi organici halogenaţi), pH, conductivitate şi culoare (SAC – coeficientul de absorbţie spectrală)

Nr. Denumirea operaţiunii

CCO(mg O2/l)

AOX(mg Cl/l)

Ph Conductivitate

(mS/cm)

SAC436 nm

(l/m)

SAC525 nm

(l/m)

SAC620 nm

(l/m)1 Baie de vopsire

completă4800 3.3 11.5 63 1100 1080 1130

2 Baie de spălare caldă 600 0.4 10 3.2 8 8 93 Baie de spălare 36 0.03 8.2 0.62 0.5 0.3 0.34 Baie de spălare 25 0.04 8 0.34 0.3 0.1 0.25 Baie de spălare caldă 580 0.3 8.3 1.3 3.5 3.2 3.36 Baie de spălare 30 0.04 7.4 0.52 0.1 0.17 Baie de spălare 25 0.04 7.4 0.5 0.1 0.02 0.038 Baie de spălare caldă 390 0.25 8.2 1.5 2.8 2.6 39 Baie de spălare 24 0.03 7.6 0.52 0.1 0.0810 Baie de spălare 12 0.04 7.7 0.5 0.2 0.0811 Baie de condiţionare

(înmuiere)2200 1.6 7.7 1.1 15 8 5

Sursa: [179,UBA,2001]

Tabelul 3.31: Fluxul operaţiunilor din cadrul procesului de vopsire a tricoturilor din bumbac cu coloranţi cu sulf (nuanţe închise); valorile pentru CCO, AOX, pH, conductivitate şi culoare (SAC).

Tabelele de mai sus indică cantităţile de substanţe emise din procesul de vopsire. Acest lucru arată necesitatea recuperării diferitelor substanţe în vederea reciclării acestora în cadrul băilor cu concentraţii mici, şi pentru un tratament mai bun al substanţelor (pentru detalii, vezi Secţiunile 4.6.22 şi 4.10.7).

Vopsirea completă a tricoturilor din fibre sintetice

Tabelul 3.32 prezintă o reţetă tipică de vopsire a tricoturilor din fibre poliesterice (PES), incluzând şi aplicarea unui stabilizator UV. Nu există date analitice disponibile pentru un astfel de proces, sau pentru vopsirea altor fibre sintetice.

Factorul de absorbţie (g CCO/kg material textil)

Factorul de emisie (output) în apa uzată(g CCO/kg de material textil)

Raportul de lichide 1:10Vopsire completăCantitatea de colorant 1-100 0.5-50Agent de dispersie 6 5Acid organic n.d n.dAgenţi micşti-suport (1) 23 11Absorbant UV 19 4Agent de 17 16Post-tratamentNaOH (50 %)Agent de reducere 7 5Agent de reţinere 3 3

Total: 45-95Sursă: [179,UBA,2001]Notă: (1) î esteri speciali ai acidului ftalic

Tabelul 3.32:Factorii de reţinere pentru un proces tipic de vopsire a tricoturilor PES cu coloranţi de dispersie, şi cantităţile calculate pentru emisie.

200

Valorile prezentate concluzionează nivelul ridicat al emisiilor de CCO pentru coloranţii de dispersie, faţă de coloranţii reactivi, din cauza agenţilor de dispersie (prezenţi chiar în colorant în proporţie de 40 – 60 %) şi a agenţilor micşti (suport)

3.3.3. Instalaţii de finisare a ţesăturilor3.3.3.1 Instalaţii de finisare a ţesăturilor: în special bumbac şi fibre tip vâscoză (CV)

Tabelul 3.33 prezintă datele pentru apa uzată provenită de la 17 instalaţii de finisare a ţesăturilor, în principal din bumbac. Majoritatea fabricilor de acest tip îndeplinesc şi operaţiuni de pre-tratare în mod continuu sau semi-continuu. Acelaşi lucru este valabil şi pentru vopsire, deşi unele fabrici realizează vopsirea termică în combinaţie cu procesele de vopsire continue, sau individual (exemplu: TFI 16).

Debitele specifice de apă pot varia de la 45 – 50 l/kg până la peste 200 şi în două cazuri peste 600 l/kg. Aceste valori sunt confirmate de „FhG-ISI, 1997”, care raportează valori asemănătore pentru alte 25 de instalaţii, valorile situându-se între 240 – 265 l/kg şi chiar o altă valoare mare (415 l/kg).

Instalaţiile cu un debit specific de apă de aproximativ 50 l/kg (TFI 6 şi TFI 9) sunt dotate cu utilaje moderne în sectorul de spălare. Două instalaţii ale sondajului (TFI 12 şi TFI 16) prezintă debite foarte mari de ape uzate (618 l/kg şi 646 l/kg). În cazul TFI 12 motivul este utilizarea utilajelor foarte vechi cu eficienţă foarte mică la spălare. În cazul TFI 16 consumul mare de apă poate fi explicat prin îndeplinirea operaţiunii de spălare în şarje (discontinuu ), şi nu continuu.

Emisiile de CCO (compuşi organici consumatori de oxigen) pentru finisarea ţesăturilor sunt considerabil mai mari decât la fire sau la tricoturi (de două chiar trei ori mai mari). Cauza acestei situaţii este în principal utilizarea unor agenţi de încleiere care pot fi prezenţi în ţesătură în proporţii de 15% din lichide. Cantitatea acestor agenţi, şi prin urmare a emisiilor de CCO poate varia foarte mult funcţie de tipul de ţesătură şi de calitatea agenţilor utilizaţi. De exemplu TFI 5 tratează ţesăturile cu nuanţe deschise cu o cantitate mai mică de agenţi de încleiere. În comparaţie, această fabrică realizează operaţiunile de pre-tratare fără a vopsi materialul (acelaşi lucru fiind valabil şi la TFI 15), lucru care explică factorul de emisie mic. La extrema opusă, TFI 2 utilizează o cantitate mare de agenţi de înălbire şi de aceea are un factor de emisie pentru CCO mai mare (300 g/kg). Instalaţiile de finisare a bumbacului destrămat (frecat) sau a ţesăturilor din fibre vâscoză au un factor de emisie mai mic.

Este interesant de observat variaţia raportului CCO/CBO5, care poate fi considerat un indicator al biodegrabilităţii agenţilor de încleiere. Agenţii de încleiere sintetici, cum ar fi carboxi-metil-cezuloza (CMC), poliacrilaţii (PA) şi alcoolul polivinilic (PVA) sunt foarte greu biodegradabili, iar CMC şi PA nu sunt biodegradabili. Acestea fiind spuse se poate afirma că astfel de instalaţii cum ar fi TFI 1 şi TFI 2, care au un raport al CCO/ CBO5 de 3:1 au un procent relativ mare de agenţi de încleiere biodegradabili. În acelaşi timp, TFI 3 şi TFI 4, având raportul de 5:1 au un coeficient mic de biodegradabilitate al agenţilor de încleiere.

Conţinutul ridicat de amoniu pentru TFI 4 este cauzat de secţia de imprimare (care nu este clasificată ca secţie de imprimare semnificativă întrucât procentul textilelor imprimate este mai mic de 30%). O concentraţie ridicată de AOX este observată pentru TFI2, dar nu a fost găsită o explicaţie rezonabilă.

201

Figura 3.8 prezintă un exemplu de compoziţie al CCO din apa uzată de la o instalaţie de finisare a ţesăturilor din bumbac. Datele au fost calculate utilizând informaţiile prezentate în tabelele din bazele de evidenţă şi cunoscând factorul de retenţie (cantitatea de substanţe rămasă în fibră şi cea eliberată în apă). Cifrele au fost verificate prin măsurarea concentraţiilor CCO din efluent.

Este normal ca agenţii de încleiere şi impurităţile să deţină o valoare mai mare din totalul de CCO. În exemplul utilizat, instalaţia utilizează coloranţi cu sulf şi de cadă. Din cauza agenţilor de dispersie, contribuţia coloranţilor la CCO total este mai mare decât în cazul coloranţilor reactivi.

Figura 3.8: Compoziţia CCO pentru o instalaţie de finisare a ţesăturii din bumbac; vopsirea semi-continuă şi continuă este realizată cu ajutorul coloranţilor reactivi, de cadă şi a celor cu sulf.[179,UBA,2001]

Substanţele aplicate se clasifică în: coloranţi, auxiliari textili şi substanţe bazice. Valorile tipice sunt:- coloranţi 10 – 20 (g/kg de material textil)- auxiliari textili 180 – 200 (g/kg de material textil)- substanţe bazice 200 – 250 (g/kg de material textil)

Consumul total de energie variază între 8 – 20 kWh/kg. Valoarea maximă apare la instalaţiile cu operaţii de bobinare. Consumul de energie electrică este de 0.5 – 1.5 kWh/kg (pentru 8 instalaţii).

Două exemple disponibile au fost analizate în privinţa consumului de energie. Aceste instalaţii finisează ţesătura din fibre tip vâscoză (Figura 3.9) şi ţesătura mixtă vâscoză/poliester (Figura 3.10).

Primul exemplu indică clar faptul că procesele care necesită temperaturi ridicate contribuie cel mai mult la consumul total de energie. Energia electrică este utilizată în toate fazele procesului, dar nu există consumuri ridicate.

202

Figura 3.9: Analiza consumului de energie termică şi electrică pentru o instalaţie de finisare a vâscozei[197,UBA,2001] cu referiri la „Eutech/ITA/LTT,2000”

Cel de-al doilea exemplu demonstrează că vopsirea la cald necesită o cantitate mult mai mare de energie, cazul dat fiind acel al vopsirii ţesăturii din fibre poliesterice.

203

Figura 3.10: Analiza consumului de energie termică şi electrică, necesar unei instalaţii de finisare a ţesăturilor din fibre tip vâscoză/poliester[179,UBA,2001] cu referiri la „Eutech/ITA/LTT,2000”

Concluzia acestor două exemple este valabilă în sectorul textil în general. Din păcate datele privitoare la aceste aspecte sunt limitate şi foarte rare.

204

TFI 1 (1)

TFI 2 (1)

TFI 3 (1)

TFI 4 (1)

TFI 5 (1)

TFI 6 (1)

TFI 7 (1)

TFI 8 (1)

TFI 9 (1)

TFI 10 (1)

TFI 11 (1)

TFI 12 (1)

TFI 13 (2)

TFI 14 (2)

TFI 15 (2)

TFI 16 (2)

TFI 17 (3)

Consum specific apă (Qww) - l/kg 182 83 211 99 52 56 132 93 45 150 93 618 71 99 21 645 107Consum chimic de oxigen (CCO)

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

822150

3640303

597126

1210120

82443

2280128

996132

94989

4600208

672101

1616150

334206

2000143

1046104

278260

467302

1926206

CBO5

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

24945

1350113

12827

25625

35619

61034

38451

176079

30746

36734

6641

90064

19720

102622

14191

262 (4)28

Compuşi organici halogenaţi-AOX

Conc (mg Cl/l)Emisie specifică (g/kg)

0.30.05

2.50.21

0.38 0.90.09

0.170.01

1.10.05

0.30.04

0.30.028

0.270.17

Substanţe extractibileConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

7.50.6

30.4

30.3

Ph 8.4 8.6 10.1 9.6 10.1 8.6 12 8.5 9 7.2Conductivitate (L) – mS/cm 1.4 3.3 1.9 2.4 0.2 4.5 2.2 1.2Temperatura (T) - °C 25.8 44.5 20.4 34.1 33.7 41.9 30.9 40 35NH4

Conc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

4.60.8

3.10.3

7.91.7

48.34.8

14.30.8

21.29

Azot organic Conc (mg/l) Emisie specifică (g/kg)

16.73

15.63.3

15816

563.1

253.7

16.510.2

Azot totalConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

402.86

12.321.22

751.61

117.11

19.72.11

Fosfor total Conc (mg/l) Emisie specifică (g/kg)

50.36

2.20.22

60.13

2.40.26

CuConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0.2342

0.650

0.0919

0.3636

0.085

0.079

0.087.5

0.2511

<0.01<1.5

0.1312

0.1274

0.107.1

0.1211.9

0.051.0

0.2223.5

CrConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0.0916

0.054

0.024

0.113

0.077

0.0060.3

<0.01<1.5

0.055

0.02214

0.107.1

0.044.0

0.020.5

NiConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0.031

0.033

0.17.1

n.d n.d

ZnConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0.2444

0.1815

0.1621

0.328

0.188

<0.01<1.5

1.05649

0.2014.3

0.3635.8

0.245.1

0.066.4

Sb Conc (mg/l) Emisie specifică (mg/kg)

0.1122.7

Surse: (1) [179,UBA,2001](de la TFI 1 la TFI 12 corespunde locaţiilor 1-12 inclusiv); (2) [198,TOWEFO,2001](de la TFI 13 la TFI 16, corespunzător locaţiilor B01, B02, B06, I 12) (3) [200,Suedia,2001] (TFI 17 corespunzător locaţiei C)Notă: Celulele albe semnifică lipsa datelor relevante.(4) Date verificate pentru CBO7

205

Tabelul 3.33: Valorile concentraţiilor şi ale factorilor de emisie specifici în apa uzată rezultată de la 17 instalaţii de finisare a ţesăturilor în special din bumbac

206

3.3.3.2. Instalaţii de finisare a ţesăturilor: în special din bumbac şi vâscoză, cu secţii de imprimare semnificative

Tabelul 3.34 prezintă valorile pentru 12 instalaţii cu secţii de imprimare semnificative (peste 30% din materialul textil este imprimat). Dintre cele 12 instalaţii urmărite, zece realizează imprimarea cu coloranţi ( de la TFI 1 la TFI 10, în special imprimare reactivă şi cu şablon). În următoarele două (TFI 11 şi 12) se realizează în principal imprimarea cu pigment. Acest lucru influenţează consumul de apă, deoarece cantităţi mai mari de apă sunt necesare în imprimarea cu coloranţi decât în cea cu pigmenţi; astfel debitul de apă uzată este mai mare în primul caz.

Debitul de apă uzată rezultat de la zece instalaţii de imprimare cu coloranţi variază între 155 şi 283 l/kg, cu excepţia TFI 4 care nu poate fi comparată direct (întrucât nu realizează pre-tratare, iar imprimarea şi finisarea se face pe materiale deja pre-tratate). Valorile mari pentru debitul de apă uzată sunt confirmate de „FhG-ISI, 1997”, care prezintă date pentru alte şapte instalaţii cu valorile: 282, 288, 327, 450, 261, 189 şi 302 l/kg.

Emisiile de CCO sunt de asemenea mari datorită faptului că pe lângă agenţii de încleiere, trebuie luată în considerare şi încărcătura organică de la secţia de imprimare (spălarea utilajelor şi operaţiunile post-spălare).

Cantităţile şi factorii de emisie mari pentru amoniu sunt caracteristici tipice ale secţiilor de imprimare. Acest lucru se datorează prezenţei amoniului şi a ureei în pastele de imprimare (până la 150 g uree/kg de pastă de imprimare). Din hidroliza ureei rezultă amoniu, care apare în apa uzată. Mai mult chiar, concentraţiile şi factorii de emisie pentru cupru sunt semnificative comparativ cu alte instalaţii, datorită ratei mici de fixare a complexului cupro-ftalo-cianuric din coloranţii reactivi. Valorile mari de AOX sunt în principal atribuite utilizării coloranţilor ftalo-cianurici şi de cadă conţinând halogeni (pentru nuanţe de verde).

Substanţele aplicate sunt clasificate în: coloranţi, auxiliari textili şi substanţe bazice. Valorile tipice sunt:- coloranţi 80 – 100 (g/kg de material textil)- auxiliari textili 180 – 200 (g/kg de material textil)- substanţe bazice 800 – 850 (g/kg de material textil)

Există două cauze principale pentru consumul mare de coloranţi. În primul rând, vopsirea este realizată de două ori: pentru vopsirea materialului şi pentru imprimare. În al doilea rând, utilizarea unor coloranţi lichizi cu o multitudine de substanţe în compoziţie.

Consumul mare de substanţe bazice intervine datorită necesităţii mari de substanţe pentru procesele de pre-tratare şi imprimare.

Consumul total de energie pentru o astfel de instalaţie este de 18.8 kWh/kg (2.3 kWh/kg energie electrică, şi 16.5 kWh/kg energie termică).

207

TFI 1 (1) TFI 2 (1) TFI 3 (1) TFI 4 (1) TFI 5 (1) TFI 6 (1) TFI 7 (2) TFI 8 (2) TFI 9 (2) TFI 10 (2) TFI 11 (3) TFI 12 (3)Consum specific apă (Qww) - l/kg 264 155 229 139 255 283 207 284 295 283 175 143Consum chimic de oxigen (CCO)

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

1167308

1265196

859197

819114

570145

760215

640132

961273

513151

607172

1701298

766110

CBO5

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

27272

60594

26761

21530

16943

21561

24050

28681

16950

18753

652 (4)114

191 (4)27

Compuşi organici halogenaţi-AOX

Conc (mg Cl/l)Emisie specifică (g/kg)

0.40.06

1.30.30

2.40.33

1.70.48

Substanţe extractibileConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

18.14.78

Ph 9 9.1 9.3 9.6 7.8 7.9 8 8Conductivitate (L) – mS/cm 1.4 2.8 2.8 2.5 1.3Temperatura (T) - °C 26 19 33.7NH4

Conc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

9822.44

14620.29

13.53.44

17048.11

7214.91

10229.02

4011.81

92.55

Azot organic Conc (mg/l) Emisie specifică (g/kg)

245.49

15639.78

19.54.04

Azot totalConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

9219.05

10830.72

4613.58

287.93

39.56.91

29.94.28

Fosfor total Conc (mg/l) Emisie specifică (g/kg)

6.41.12

3.40.49

CuConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0.61161

0.069

0.492

0.128

0.3256.0

0.2434.3

CrConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0.126

0.023

0.0818

0.023.58

0.011.4

NiConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0.035

0.013

ZnConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0.2258

0.1523

0.1542

0.2442.0

0.068.6

Sb Conc (mg/l) Emisie specifică (mg/kg)

0.033.3

Surse: (1)[179,UBA,2001](de la TFI 1 la TFI 6 corespunzătoare locaţiilor 1 – 6 inclusiv); (2)[198,TOWEFO,2001](de la TFI 7 la TFI 10, corespunzătoare locaţiilor ! 10, I14, I 15, I 16 inclusiv); (3)[200,Suedia, 2001] (TFI 11, TFI 12 corespunzătoare locaţiilor D şi E)Notă: Celulele albe semnifică lipsa datelor relevante.(4) Date verificate pentru CBO7

208

Tabelul 3.34: Valorile concentraţiilor şi ale factorilor de emisie pentru apa uzată rezultată de la instalaţii de finisare a ţesăturilor în special din bumbac, cu secţii de imprimare semnificative

3.3.3.3. Instalaţii de finisare ale ţesăturilor: în special din lână

Valorile emisiilor în apa uzată rezultată de la şase instalaţii de finisare a ţesăturilor, în special din lână, sunt prezentate în tabelul 3.35. Debitele de apă uzată sunt în general mai mari decât cele de la instalaţiile de finisare a ţesăturilor din fibre celulozice. Valorile prezentate sunt confirmate de cinci valori înregistrate în „FhG-ISI, 1997” (133, 156, 253, 142 şi 243 l/kg). Comparativ cu alte tipuri de instalaţii, factorii de emisie pentru crom care pot fi observaţi (54 şi 71 mg/kg pentru TFI 1 şi TFI 2) se datorează aplicării unor coloranţi pe bază de crom şi pe bază de complecşi metalici. De notat este şi emisia de cupru pentru TFI 5 (603 mg/kg). Acest lucru se datorează utilizării ţevilor de cupru în instalaţiile de încălzire. Acestea au fost acum înlocuite cu ţevi din oţel inoxidabil.

TFI 1 (1) TFI 2 (1) TFI 3 (2) TFI 4 (2) TFI 5 (3) TFI 6 (4)Consum specific apă (Qww) - l/kg 141 296 314 170 114 70Consum chimic de oxigen (CCO)

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

65993

814241 144 66

28032

72851

CBO5

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

22732

30891

60 (5)6.8

1409.8

Compuşi organici halogenaţi-AOXConc (mg Cl/l)Emisie specifică (g/kg)

0.310.09

Substanţe extractibileConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

8.5

Ph 7.1Conductivitate (L) – mS/cm 1 1.9Temperatura (T) - °C 27 30NH4

Conc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

342.4

Azot organic Conc (mg/l) Emisie specifică (g/kg)

22.76.7

Azot totalConc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

55.26.3

Fosfor total Conc (mg/l) Emisie specifică (g/kg)

1.90.22

CuConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0.0811

0.0515 <8 <7

5.290.6

CrConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0.3854

0.2471 <8 16

0.045

0.2517.5

NiConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0.0515 <8 <7 0

ZnConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

1.3183

0.61181 32 50

1.58180

Surse: (1)[179,UBA,2001]( TFI 1, TFI 6 corespunzătoare locaţiilor 1 şi 2); (2)[193,CRAB,2001]( TFI 3, TFI 4, corespunzătoare locaţiilor 1 şi 2); (3)[200,Suedia, 2001] (TFI 5 corespunzătoare locaţiei I); (4)[31,Italia,2000](TFI 6 corespunzătore locaţiei 1) Notă: Celulele albe semnifică lipsa datelor relevante.(5) Date verificate pentru CBO7

209

Tabelul 3.35: Concentraţiile şi factorii de emisie pentru componenţii din apa uzată rezultată de la şase instalaţii de finisare a lânii

Substanţele aplicate sunt clasificate în: coloranţi: auxiliari textili şi substanţe bazice. Valorile tipice sunt:- coloranţi 10 – 30 (g/kg de material textil)- auxiliari textili 140 – 160 (g/kg de material textil)- substanţe bazice 85 – 95 (g/kg de material textil)

Consumurile de energie sunt disponibile pentru două instalaţii. Consumul total de energie variază între 11 şi 21 kWh/kg (0.5 – 0.8 kWh/kg energie electrică şi 10 – 20 kWh/kg pentru gaze naturale).

3.3.3.4. Instalaţii de finisare ale ţesăturilor: în principal din fibre sintetice

Datele asupra instalaţiilor de finisare ale ţesăturilor din fibre sintetice sunt prezentate în tabelul 3.36, pentru şase astfel de instalaţii. Valorile variază în funcţie de tipul de amestec utilizat şi de procentul fibrelor naturale (bumbac, in sau mătase) prezente în amestec.

Debitele de ape uzate sunt de peste 100 l/kg, cu excepţia TFI 1 care prezintă doar 7 l/kg. Această instalaţie, totuşi reprezintă un caz particular, care nu poate fi comparat cu celelalte, prin faptul că utilizează doar fibre 100% poliamidice şi realizează pre-tratarea utilizând doar utilaje moderne pentru îndepărtarea agenţilor de încleiere.

Pentru celelalte instalaţii, valorile mari pentru debitul specific de apă pot fi explicate parţial prin utilajelor folosite şi prin cantitatea de fibre din celuloză utilizată (TFI 3 şi TFI 5).

Emisiile de CCO pot varia între 110 şi 200 g/kg (o valoare mai mare apare la TFI 2 – 286 g/kg). Valoarea mai mică indicată la TFI 1 (14 g/kg) apare datorită lipsei procesului de vopsire.

Figura 3.11 prezintă un exemplu al compoziţiei CCO din apa uzată rezultată de la o instalaţie de finisare a ţesăturilor din fibre poliamidice. Este evident faptul că agenţii de pregătire deţin un procent important din totalul de CCO. Îndepărtarea lor necesită o cantitate mare de agenţi de spălare şi separare, fapt care este confirmat de contribuţia mare a auxiliarilor de pre-tratare la totalul de CCO. Cât pentru procentul mare pe care îl deţin coloranţii, acest lucru nu se datorează coloranţilor în sine, ci a agenţilor de dispersie prezenţi în coloranţi (în general la cei folosiţi pentru fibrele sintetice).

210

Figura 3.11: Compoziţia CCO pentru o instalaţie de finisare a ţesăturilor din fibre poliamidice.

TFI 1 (1) TFI 2 (2) TFI 3 (2) TFI 4 (2) TFI 5 (2) TFI 6 (3)Consum specific apă (Qww) - l/kg 7 114 165 248 178 100Consum chimic de oxigen (CCO)

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

195014

2500286

965160

665165

726129

1254125

CBO5

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/kg)

3172

22738

24561

16529

37337

Compuşi organici halogenaţi-AOXConc (mg Cl/l)Emisie specifică (g/kg)

0.130.001

pH 11 7 7.4 7.6Conductivitate (L) – mS/cm 0.6Temperatura (T) - °C 32NH4

Conc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

10.17

92.23

12

Azot organic Conc (mg/l) Emisie specifică (g/kg)Azot total

Conc (mg/l)Emisie specifică (g/kg)

142.3

235.7

23 90.9

Fosfor total Conc (mg/l) Emisie specifică (g/kg)

4.90.5

CuConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0.1414

CrConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0.066

NiConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

ZnConc (mg/l)Emisie specifică (mg/kg)

0.066

Surse: (1)[179,UBA,2001]( TFI 1corespunzătoare locaţiei 1); (2)[198,TOWEFO,2001]( TFI 2 - TFI 5, corespunzătoare locaţiilor I 03, I 06, I 13, I 17); (3)[200,Suedia, 2001] (TFI 6 corespunzătoare locaţiei F) Notă: Celulele albe semnifică lipsa datelor relevante.

211

Tabelul 3.36: Valorile concentraţiilor şi ale factorilor de emisie specifici în apa uzată rezultată de la şase instalaţii de prelucrare a ţesăturilor din fibre sintetice

3.3.3.5. Analiza unor procese relevante pentru instalaţiile de finisare ale ţesăturilor

Există informaţii specifice în acest domeniu, asupra următoarelor procese:- îndepărtarea impurităţilor prin ardere- tratamente termice- pre-tratament continuu al ţesăturilor- vopsire în proces continuu şi semi-continuu- imprimare- finisare- protejare (acoperire cu un strat de protecţie)

3.3.3.5.1 Arderea (pârlirea)

Cantitatea şi calitatea emisiilor în aer care provin de la acest proces depinde de:- tipul de material tratat- poziţia arzătoarelor (unghiul şi distanţa faţă de material; tipul de proces: pentru o faţă, pentru

ambele feţe )- tipul de instalaţie pentru reducerea emisiilor - Principalele emisii în aer sunt:- praf provenit din fibrele deja arse- compuşi organici rezultaţi din substanţele volatile şi metan provenit din arderea incompletă a

gazelor utilizate în arzător- form-aldehide provenite din gazele de ardere

Nivelele emisiilor provenite de la cinci instalaţii de finisare sunt prezentate în tabelul 3.37 [179,UBA,2001]

212

Fabrica Punctul de prelevare

Echipament de reducere al

emisiilor

Material Concentraţia carbonului

organic(mg C/Nm3)

Concentraţia compuşilor

organici fără metan

(mg C/Nm3)

Concentraţia form-

aldehidelor(mg

HCHO/Nm3)

Praf(mg/Nm3)

Debitul de aer

(Nm3/h)

Temperatura gazelor

rezultate(0C)

Viteza procesului

A Instlaţie de periere + instlaţie de ardere (pârlire)

Instlaţia de periere + arzător: scruber umed;Instlaţia de periere: filtru de aer

CO (bumbac) 99 22 - 1,8-3,7 5900 28 60-100m/min

B Instalaţie de periere + instalaţie de ardere

Instlaţia de periere + arzător: scruber umed;Instlaţia de periere: scruber

PES (poliesterice)/CO

82 <1 - 0,3-0,4 3800 34 120m/min

B înstlaţie de periere (finală)

Instlaţia de periere + arzător: scruber umed;Instlaţia de periere: scruber

PES/CO - - - 0,1 5670 24 120m/min

C Instlaţie de periere + instlaţie de ardere

Instlaţia de periere + arzător: scruber umed;Instlaţia de periere: filtru de aer

CO 74 - - 6,2 8200 32 100-120m/min

D (procesul 1)

Instalaţie de ardere

Periere finală: scruber umed

CO - - 0,9 <0,1 4410 83 2160kg

textile/hD (procesul 2)

Instalaţia de ardere

Periere finală: scruber umed

PES/CO - - 1,9 <0,1 83 1620kg

textile/hD (procesul 2)

Instalaţia de periere (finală)

Periere finală: scruber umed

PES/CO - - - <0,1 27 1620kg

textile/hE Instalaţia de

arderePeriere finală: scruber umed

PES/EL (elastomeri)

42,4 26,3 3,2 - 3190 118 1746kg

textile/hE Instalaţia de

periere (finală)Periere finală: scruber umed

PES/EL - - - 6,6 2760 27 1746kg

textile/hSursă: [179,UBA,2001]

Tabelul 3.37: Emisiile în aer, provenite de la cinci instalaţii de finisare a materialului textil

213

Următoarele consideraţii se aplică asupra datelor prezentate [179,UBA,2001]:- dacă pentru reducerea emisiilor în aer este folosit un scruber umed, se pot obţine emisii de praf <

0.1 mg/m3, dar concentraţii de până la 6 mg/Nm3, nu sunt excluse- concentraţiile de carbon organic sunt cauzate chiar din proces (emisiile de metan nu sunt incluse)

şi pot varia între 1 şi 26 mg C/m3. Emisiile de form-aldehide de la arzător se află în intervalul 1-3 mg substanţă/ Nm3.

- Temperatura gazelor evacuate în atmosferă depinde de punctul de prelevare a probelor şi de existenţa unui scruber umed.

Operaţiunea de îndepărtare a impurităţilor poate fi puternic mirositoare. O valoare de 60000 OU/kg de material poate fi măsurată pentru acest factor, într-o instalaţie fără utilaje de reţinere a mirosului. Ar putea fi necesară o instalaţie de reţinere/neutralizare a substanţelor mirositoare şi a prafului. Emisiile de acest gen sunt detaliate în secţiunea 3.5.

3.3.3.5.2. Tratamente termice

Tabelul 3.38 prezintă posibilele surse de emisie în aer:- tratarea termică a materialului brut- tratarea termică a materialului spălat în mod necorespunzător

Fibră Impurităţi/produse adiţionale din material

Emisiile în aer

Fibre sintetice în general Agenţi de pregătire Uleiuri minerale, acizi graşi, esteri şi compuşii lor, compuşi de descompunere termică

Fibre naturale în general Agenţi de pregătire Aceiaşi ca mai susPU (elastane) Solvenţi pentru fibre

Agenţi de pregătireDimetil-acetamidaSiliconi

Poliamide aromatice Solvenţi pentru fibre Dimetil-acetamidaPAC Solvent pentru fibre Dimetil-formaldehidă

Dimetil-acetamidaPA 6 Monomer Epsilon-caprolactamăSursă: [179,UBA,2001]

Tabelul 3.38: Posibilele emisii în aer, în timpul tratamentului termic al materialelor impure, sau spălate necorespunzător

Emisiile tipice în aer rezultate în urma tratamentului termic sunt prezentate în tabelul 3.39. De notat, că în cazul instalaţiilor dotate cu sisteme de purificare, valorile prezentate în tabel vor corespunde gazului metan curat rezultat. În cazul utilajelor de uscare şi lăţire, emisiile de compuşi organici atribuite gazelor (metan, propan, butan) sunt menţionate separat şi nu sunt prezentate în datele din tabel.

Următoarele consideraţii generale se aplică doar în cazul datelor prezentate:- tratarea termică a materialelor brute produce cantităţi semnificative de gaze. Dacă ne referim la

cazul PA 6, cantităţi mari de caprolactamă sunt emise (vezi procesele 1.1 şi 13.3).- în cazul materialelor textile care au fost tratate cu agenţi de preparare cu emisii mici, nivelele

emisiilor înregistrate sunt mult mai mici.

214

- Emisiile de compuşi organici cauzate de combustibilul nears sunt în intervalul 0.1 g/kg de material şi 5 g/kg de material, în cazul arzătoarelor neîntreţinute.

- Emisiile de form-aldehide pot apare nu numai din substanţele auxiliare utilizate, ci şi de la utilajele de uscare şi lăţire, datorită arderii incomplete a gazului (metan, propan, butan). Nivelul concentraţiilor în acest caz variază între 0.1 şi 60 mg/Nm3.

215

InstalaţieTehnologie de uscare/întindere şi

tipul de filtruProces Material

Temperatura procesului

(0C)

Factor de emisie (g C/Nm3)

Concentraţie (mg C/Nm3)

Debit de

masă(g C/h)

Emisiile provenite de

la utilaje (g C/kg de material)

Observaţii

1.1 Încălzire directăTratare la cald (material brut)

PA 6 185 12 82 359 5.44.3 g/kg

caprolactamă

3.3Încălzire directă, sistem de recuperare a căldurii; electrofiltru

Tratare la cald (material brut)

PES/PAC 180 0.7 92 1260 0.1

3.4Încălzire directă, sistem de recuperare a căldurii; electrofiltru

Tratare la cald (material pre-spălat)

PES/PAC 180 0.9 77 1055 0.2

4.3 Încălzire directăTratare la cald (cu excepţia materialului brut)

PES/WO/EL

165 0.2 14 130 1.60.08 g/kg

formaldehide

4.4 Încălzire directăTratare la cald (material vopsit)

PES/WO/EL

165 6.5 460 4269 1.40.08 g/kg

formaldehide

10.2 Încălzire directă; scruber umedTratare la cald (cu excepţia materialului brut)

PA 6.6/EL 190 1.5 38 427 0.1

10.3 Încălzire directă; scruber umedTratare la cald (material pre-spălat)

PA 6/EL 190 2.2 84 945 0.2

10.4 Încălzire directă; scruber umedTratare la cald (cu excepţia materialului brut)

PA/EL 190 2.6 71 1052 1.4

11.1Încălzire directă; scruber umed; electrofiltru

Tratare la cald (cu excepţia materialului brut)

PES 150 1.2 24 507 0.5

11.2Încălzire directă; scruber umed; electrofiltru

Tratare la cald (material pre-spălat)

PES 150 0.8 19 394 0.4

13.1Încălzire directă; condensare; electofiltru

Tratare la cald (cu excepţia materialului brut)

PES 205 3.2 36 820 1.2

13.2Încălzire directă; condensare; electofiltru

Tratare la cald (cu excepţia materialului brut)

PES/PAC 180 2.2 59 1350 0.5

13.3Încălzire directă; condensare; electofiltru

Tratare la cald (cu excepţia materialului brut)

PA 6 185 1.9 18 410 0.50.7 g/kg

caprolactamă

14.1 Încălzire directăTratare la cald (cu excepţia materialului brut)

CO/PES 200 1.1 95 697 0.1

216

15.1 Încălzire directă; scruber umedTratare la cald (cu excepţia materialului brut)

PES 190 0.8 65 689 0.2Se considera şi gazul brut

15.2 Încălzire directă; scruber umedTratare la cald (cu excepţia materialului brut)

PES/CO 90 0.6 39 421 0.2Se considera şi gazul brut

Tabelul 3.39: Tratarea la cald: factorii de emisie specifici (valori măsurate)

217

Factorii de emisie pentru cei mai frecvent utilizaţi agenţi de preparare sunt indicaţi în Tabelul 2 (vezi Secţiunea 11.4). După cum s-a explicat în Secţiunea 3.3.3.5.6, aceşti factori sunt definiţi după cantitatea de substanţe organice şi anorganice, in grame, care este emisă într-un proces normal, de un kilogram de substanţe auxiliare.

3.3.3.5.3. Pre-tratamentul continuu al ţesăturilor

Pentru bumbac, cele mai cunoscute procese sunt descleiere, spălarea şi înălbirea; aceste procese sunt de obicei combinate. Următoarea figură ilustrează un proces tipic de pre-tratare (întinderea, spălare şi înălbire), în cazul utilizării unor agenţi de întindere solubili în apă, care pot fi îndepărtaţi doar cu apă. Consumurile de apă, abur şi substanţe pentru o instalaţie moderna de pre-tratare continuă sunt prezentate în Tabelul 3.40.

218

Figura 3.12: Procesul tipic de pre-tratare a fibrelor din celuloză, incluzând descleierea (primele două utilaje), spălarea (îmbibarea cu agenţii de spălare, tratamentul cu aburi, spălarea şi uscarea), înălbirea (îmbibarea cu agenţi, tratamentul cu abur, spălarea şi uscarea)

219

Operaţia Cantitatea de auxiliari utilizată/kg de material

Cantitatea de apă caldă(l/kg de material)

Abur (kg/kg de material)cu schimb de

căldurăfără schimb de

căldurăDescleierea 3-4 0,6-0,8 0,3-0,4

Spălare NaOH (100%) 40 g/kgAgenţi de umezire 5 ml/kgAgenţi de separare 2ml/kg

Tratamentul cu abur 0,4Spălare 4-5 0,8-1 0,4-0,5Uscare 1,1Înălbire H2O2 (35%) 45 ml/kg

NaOH (100%) 15 g/kgStabilizatori organici 10 ml/kg

Agenţi de umezire 3 ml/kgSpălare Acid acetic (80%) 2ml/kg 4-5(1) 0,8-1(1) 0.4-0.5(1)

Tratament cu abur 0.4Uscare 1.1

Sursă: [179,UBA,2001]Note: pentru spălarea în cazul procesului de înălbire la rece valorile de referinţă sunt: apă 4-6; abur (cu schimb de căldură ) 0,8-1,2 ; abur (fără schimb de căldură) 0,4-0,6.

Tabelul 3.40: Consumul specific de apă, substanţe chimice şi abur, pentru un proces modern, continuu de pre-tratare, incluzând descleierea, spălarea (îmbibarea lichidului de spălare, tratamentul cu abur, spălare şi uscare), înălbire (îmbibarea lichidului de înălbire, aburire, spălare şi uscare)

Valorile din tabelul 3.40se referă la cantităţile de apă, abur şi substanţe chimice utilizate pentru fiecare pas din procesul de pre-tratare. Totuşi, aceste cifre nu iau în considerare o posibilă recirculare a apei, şi nu corespund tuturor tipurilor de astfel de procese. S-a observat ([281,Belgia,2001]) că instalaţiile moderne de pre-tratare au un consum total de apă de 6 l (apă şi abur/kg de material) sau 9 l/kg (incluzând şi schimburile de căldură şi curăţarea filtrelor).Cât pentru încărcătura organică, s-a demonstrat că o mare parte provine de la baia de descleiere. Concentraţia de CCO, poate fi calculată cunoscând cantitatea de agenţi de încleiere utilizată şi valoarea specifică de CCO, conform Secţiunii 8.3. Considerând consumul de apă necesar pentru operaţiunea de descleiere, din tabelul 3.40 (4 l/kg) şi presupunând o încărcare de 6 % în apă a agenţilor de încleiere, cu un CCO specific de 1600 l/kg ( ex. alcool polivinilic), va rezulta o concentraţie de a CCO de 24000 mg/l şi un factor corespunzător de emisie de 96 g O2/kg de material.

În cazul amidonului şi a agenţilor de încleiere pe bază de amidon modificat, este aplicată de obicei descleierea pe bază de agenţi enzimatici sau oxidanţi. În Anexa IV sunt prezentate reţete tipice pentru procesele de descleierea enzimatică, oxidantă la rece şi pentru îndepărtarea agenţilor de încleiere solubili în apă.

Pre-tratarea ţesăturilor din fibre sintetice

Ţesăturile sintetice necesită un proces de pre-tratare continuu sau discontinuu. Principala operaţie o reprezintă necesitatea îndepărtării agenţilor de pregătire. Reţetele tipice pentru un astfel de proces sunt descrise în Anexa IV.

220

În cazul pre-tratării continue, pot rezulta concentraţii mari de substanţe extractibile. De exemplu, pentru o şarjă cu substanţe extractibile (1.5 % în apă) şi un consum de apă de 5 l/kg, va rezulta un efluient foarte concentrat (3000 mg/l). Substanţe organice mai pot apare şi din auxiliarii de pre-tratare.

Pre-tratarea ţesăturilor din lână

Informaţiile asupra acestui proces sunt limitate; totuşi referinţe pentru reţetele standard utilizate, se găsesc în Anexa IV.

3.3.3.5.4. Vopsirea continuă şi semi-continuă

Emisiile şi consumurile pentru vopsirea cu abur a ţesăturilor nu este detaliată în acest capitol, deoarece este asemănătoare vopsirii tricoturilor.

În cazul procesului de vopsire semi-continuu, cea mai cunoscută tehnică de aplicate a coloranţilor este cea de impregnare. Din acest motiv, următoarele aspecte ar trebui luate în considerare.

De multe ori, întreaga cantitate de lichid este preparată înainte de proces. Pentru a evita o derulare defectuoasă a procesului, de obicei se prepară o cantitate mai mare de substanţă. În multe fabrici mai este practicat încă procedeul de deversare direct în apa uzată a conţinutului vasului de vopsire. Comparat cu debitul total de apă, concentraţia acestor lichide de vopsire este mică. Totuşi, acestea contribuie major la concentraţia totală a coloranţilor din apa uzată (vezi secţiunea 4.6.7).

Cantitatea de lichid în vasul pentru impregnarea materialului depinde de obicei de greutatea şi lăţimea materialului şi de designul instalaţiei. Intervalul este de 10 – 15 l pentru instalaţiile moderne şi de 100 l pentru echipamentele vechi.

Cantitatea de substanţe reziduale rămasă în rezervorul de preparare depinde de dozele aplicate şi de tehnologia de control al dozajului; această cantitate variază de la câţiva litri în cazul instalaţiilor moderne, până la 150 – 200 l. Valoarea maximă nu este o excepţie.

Cantitatea de lichide reziduale, poate fi estimată cu uşurinţă, cunoscând numărul de şarje procesate pe zi. De exemplu, pentru o instalaţie de procesare de 40000 m/zi şi cu o medie de 800 m/şarjă, va prelucra un număr de 50 de şarje/zi. Acest număr, multiplicat de un număr de ori egal cu cantitatea de lichide reziduale per şarjă, va da cantitatea zilnică de lichide reziduale/zi.

Dându-se un coeficient de absorbţie a materialului de 100% şi o gamă tipică de coloranţi (0.2 – 10%), concentraţia coloranţilor în lichidul de vopsire va fi între 2 şi 100 g/l. Nivelul de CCO al coloranţilor se va încadra în intervalul 1 – 2 g/g. Considerând doar colorantul în sine, fără a lua în considerare auxiliarii utilizaţi, nivelul de CCO din lichidul de vopsire poate varia între 2 şi 200 g/l.

Reţetele tipice pentru ambele tipuri de procese sunt prezentate în Anexa IV.

221

3.3.3.5.5. ImprimareaReziduurile din pastele de imprimare şi evacuările în ape de la imprimarea cu şablon rotativ

Este bine cunoscut faptul că cele mai importante pierderi de pastă de imprimare apar la instalaţiile cu şablon de imprimare rotativ şi la imprimarea utilizând instalaţii analogice (secţiunea 2.8.3). În plus, pentru coloranţii pe bază de cupru sau nichel şi ftalo-cianuri, ratele de fixare pe ţesăturile din fibre celulozice, PES şi amestecuri, pot fi foarte mici (sub 50 %).

Valorile tipice pentru aceste pierderi din pastele de imprimare sunt:2.5 – 4 kg prin deversarea surplusurilor de colorant (depinzând de diametrul instalaţiei)2.5 kg prin ţevi şi pompe1 – 2 kg pe şablonul de imprimare

6.5 – 8.5 kg în totalAceste valori pot fi întâlnite şi la sistemele de imprimare cu rezervoare de stocare.

În funcţie de calitatea şi modeleul materialului de imprimat, pierderile de pastă de imprimare pot fi chiar mai mari decât cele reţinute de material. De exemplu, pentru imprimarea a 250 m de material (cu o greutate specifică de 200 g/m) cu o acoperire de 80%, sunt necesare 40 kg de pastă de imprimare (reţinute pe material). În cazul utilizării a 7 culori cu reziduuri de 6 kg/ culoare, pierderile totale constituie o cantitate de 42 kg de pastă, ceea ce este mai mult decât cantitatea rămasă pe material (acest lucru fără a lua în considerare cantităţile rămase pe echipament).

Pastele de imprimare sunt combinaţii concentrate de diferite substanţe. Pastele pe bază de pigmenţi sunt cele mai concentrate, în timp ce pastele reactive au cel mai mic conţinut de componente organice. Compoziţiile diferiţilor coloranţi utilizaţi, reactivi, de cadă, de dispersie şi cu pigmenţi pot fi găsite în secţiunea 11.

La sfârşitul fiecărui proces, echipamentele sunt curăţate. Valorile tipice pentru consumul de apă sunt:- 350 l/pompă şi ţevi (pentru un singur sistem de distribuţie a pastei)- 35 l/rezervor (instalaţii moderne)- 90 l/suport de imprimare (instalaţii moderne)

În plus mai apar consumuri de apă la curăţarea şablon de imprimare, care pot atinge 1200 l/h. În mod normal, operaţiunea de curăţare este asociată cu operaţiunea de schimbare a şablonului.

Suportul de uscare trebuie de asemenea curăţat, după procesul de imprimare. Un consum tipic în acest sens este de 400 l/h; şi aici procesul de spălare este asociat cu cel de schimbare al şablonului.

Consumul de uree în procesul de imprimare cu paste reactive

Ureea utilizată în procesul de imprimare reactivă este de obicei sursa pentru NH3 şi NH4+ din apa uzată

rezultată de la procesele de imprimare.

222

Datele privind acest proces au fost raportate de trei secţii din Italia, care prelucrează mătase şi vâscoză [312, ANT, 2002]. Pentru mătase, nivelul consumului variază între 40 -100 (110) g/kg de pastă de imprimare. Pentru vâscoză, valorile prezentate arată dozaje mai mari (până la 150 g uree/kg de pastă de imprimare). Informaţii privind tehnicile de reducere sau evitare a utilizării ureei se află în secţiunea 4.7.1.

Emisiile în aer, rezultate de la procesele de uscare şi de fixare, de după imprimare

Este bine cunoscut faptul că pastele de imprimare conţin substanţe cu un potenţial ridicat de emisie. Poluanţii evacuaţi ca şi sursele de emisie posibile sunt analizate în secţiunea 2.8.3.

Tabelul 3.41 prezintă emisiile măsurate pentru trei astfel de instalaţii de finisare. Valorile înregistrate se referă doar la imprimare pe plan de imprimare a materialelor (nu se aplică la vopsirea materialelor precum covoarele).

Locaţie Proces de imprimare

Operaţiile procesului

Material Temperatură(0C);timp de expunere

(min)

Factori de emisie(g C/kg de material)

A Imprimarea cu coloranţi de cadă, pe materiale vopsite direct

Uscare CV (vâscoză) 0.3Tratament cu abur CV 102; 13 1.0

Imprimarea în două faze, cu coloranţi de cadă

Uscare 0.6Fixare 135; 1 1.3

Imprimare prin dispersie

Uscare PES (poliesterice) 1.3Fixare PES 175; 5 0.01

Imprimarea cu pigmenţi

Uscare CO (bumbac) 150 0.2Condensare CO 160; 5 0.1

B Imprimarea cu pigmenţi, instalaţie pilot de uscare pe rame

Uscare şi fixare CO Uscare: 150; 1Fixare: 160; 4

0.4 – 4depinde de reţetă

C Imprimarea cu pigmenţi, instalaţie pilot de uscare pe rame

Uscare şi fixare PES Uscare: 150; 1Fixare: 160; 4

0.4 – 5.6depinde de reţetă

Sursă: [179, UBA,2001]

Tabelul 3.41: Valorile emisiilor în aer, rezultate de la procesele de uscare şi fixare, post-imprimare (măsurători realizate la două instalaţii de imprimare)

3.3.3.5.6. Finisare

Emisiile în apă rezultate de la tratamentele de finisare

Poluarea apei, în cadrul operaţiei de finisare poate apare în cadrul operaţiilor de după spălare (care nu sunt obligatorii întotdeauna) şi în cazul depozitării incorecte a reziduurilor concentrate, rezultate din procesul de impregnare. Cantitatea acestor lichide reziduale poate varia între 0.5 şi 35 % din cantitatea totală o lichidelor de finisare preparate. Valori mai mici se obţin în cadrul fabricilor integrate care

223

finisează un singur tip de material, iar cele mai mari sunt tipice pentru instalaţiile care finisează tipuri diferite de material, în cantităţi mai mici.

Se cunosc mai mult reţete şi substanţe de lucru pentru finisarea materialelor textile. De notat în cazul finisării materialelor din fibră celulozică, sunt tratamentele de ignifugare (utilizând compuşi organo- fosforici) şi cele cu auxiliari reactivi neferoşi. O astfel de reţetă este prezentată în tabelul 3.42.

g/l ObservaţiiDimetilol dihidroxietilen uree 130 – 200 Agent de lipireAcid sulfuric (48%) 15 – 30Agenţi de spălare 2 Etoxialt acid grasSursă: [179, UBA, 2001]

(1) Reacţia are loc în condiţii acide (pH 2 - 3), timpul de reacţie fiind de 20 -40 h la 25 – 30 0C(2) Nivelul de CCO din lichidul de impregnare este de 130 -200 g/l.

Tabelul 3.42: Reţeta standard de finisare a ţesăturii din bumbac, cu auxiliari reactivi neferoşi

Substanţele utilizate atât pentru ignifugare, cât şi pentru finisarea cu compuşi neferoşi nu sunt biodegradabile. Acest lucru indică faptul că tratamentul biologic este inadecvat pentru tratarea acestor ape uzate.

Un alt exemplu este dat pentru instalaţiile de finisare a bumbacului utilizând substanţe pentru îmbunătăţirea rezistenţei la praf şi apă. O reţetă tipică este prezentată în Tabelul 3.43.

Componenţi Cantitate(l/1000m)

X 0.91 (1) CCO specific(g O2/kg)

CCO(mg/1000 m)

Agenţi de omogenizare şi dispersie 5 4.55 645 2934,75Metilo-dihidroxietilen uree 40 36,40 790 28756,00MgCl2 10 9,10F-rborat de sodiu 0,15 0,14Agent optic de nuanţare 2 1,82 360 655,20Aditivi pentru agenţii de fixare 20 18,20 628 11429,60Agent de mercerizare 40 36,40 340 12376,00Agent de înmuiere (1) 30 27,30 530 14469,00Agent de înmuiere (2) 30 27,30 440 12012,00Total substanţe 177,15Total lichide aplicate (inclusiv apă) 195 total 82632,55Sursă: [179, UBA, 2001]Note: Greutatea specifică a materialului: 250 g/m2

Lăţimea materialului: 1.6 m(1) din cauza diluării

Tabelul 3.43: Reţeta tipică pentru finisarea cu agenţi de rezistenţă la praf şi apă

În acest caz nu are loc un proces de post-spălare, dar apar motive de îngrijorare privitoare la potenţiala poluare prin descărcarea lichidelor reziduale de finisare provenite din instalaţia de impregnare şi din rezervorul de preparare. Componenta reactivă (metilo-dihidroxietilen uree) agenţii de nuanţare şi de înmuiere nu sunt biodegradabili şi contribuie la concentraţia CCO din efluent.

224

Potenţialele emisii în aer, pentru auxiliarii de finisare (date rezultate din calcul)

În majoritatea cazurilor, potenţialul de emisie al unei reţete poate fi calculat pe baza factorilor de emisie pentru fiecare componentă. Conform acestui concept, explicat în detaliu în Secţiunea 4.3.2, se pot defini următorii parametri:

- un factor de emisie dependent de substanţele utilizate- un factor de emisie dependent de material

Există două tipuri de factori de emisie pentru substanţe: (1) fc, care reprezintă emisia totală pentru o substanţă organică din reţetă, exprimat ca totalul de carbon organic; (2)fs, care reprezintă emisia atribuită anumitor substanţe organice toxice sau cancerigene, sau a compuşilor anorganici cum ar fi amoniu sau acidul clorhidric, prezenţi în compoziţie.

În Germania, ţara de origine al acestui concept, furnizorii de auxiliare oferă informaţii asupra acestor factori de emisie. Aceste informaţii constituie baza calculelor factorilor de emisie pentru instalaţii.

Factorii de emisie privitori la materialul cu care se lucrează (WFc sau WFs) sunt definiţi prin cantitatea de substanţe organice sau anorganice, în grame, care poate fi eliberată din diferite procese în anumite condiţii (timp de expunere, temperatură, tipul substratului), pentru un kilogram de material tratat, cu un anumit auxiliar.

Factorii de emisie corespunzători materialului folosit pot fi calculaţi pe baza factorilor de emisie individuali ai componentelor reţetei (fc şi fs), a concentraţiilor lor în baie (FK) şi a gradului de reţinere al materialului (FA, care variază de obicei între 60% şi 120% în funcţie de material). Un exemplu în acest sens este dat în tabelul 3.44.

TK(g/kg)

FA(g/kg)

fs(g/kg)

fc(g/kg)

FK*FA*fs(g/kg)

WFs(g/kg)

FK*FA*fc(g/kg)

WFc(g/kg)

Reţeta 1

Bumbac; 170 0C

Acizi esterici graşi 20 0,65 0,015 0,2Polixilosani 20 0,65 0,005 0,07Agenţi de fixare 100 0,65 0,0041FO 0,0009 0,27FO 0,06Derivaţi ai ureei stearice (catalizator) 20 0,65 0,0165FO 0,0162 0,21FO 0,21Total 1 0,48FO 0,54

Reţeta 2Bumbac; 150 0CAgenţi de înmuiere 50 1 - 0,005 - 0,25Agent de fixare pe bază de form-aldehide 12 1 - 0,01 - 0,12Catalizatori 12 1 - 0,008 - 0,1Total 2 - 0,47Sursă: [179,UBA,2001]Note:FK: concentraţia din reţetă (g auxiliar/kg de lichid).FA: gradul de absorbţie al materialului (kg lichid/kg de material)fs: factorul de emisie al substanţei (g substanţă emisă/g de auxiliar)(în cazul substanţelor organice toxice şi cancerigene, sau a celor anorganice - amoniul şi acidul clorhidric )fc: factorul de emisie al substanţei, exprimat ca totalul carbonului organic (g carbon organic/g auxiliar)

225

WFs: ∑(FK*FA*Fs) –factorul de emisie pentru materiale textile,pentru aceeaşi clasă de substanţe auxiliareWFc: ∑(FK*FA*Fc) – factorul de emisie pentru materiale textile, exprimat sub formă de cantitate de carbon organicFO: formaldehide

Tabelul 3.44: Două exemple de calcul al emisiilor în aer

Pe baza acestor exemple, potenţialele unor auxiliari de a elibera carbon organic sau de substanţe specifice (cum ar fi formaldehidele), în timpul procesului de tratare termică de după finisare, au fost calculate şi raportate în secţiunea 11.4. Auxiliarii analizaţi au fost luaţi din „Ghidul auxiliarilor textili” [65,TEGEWA,2000]. Diferiţi auxiliari au fost împărţiţi în clase în funcţie de utilitatea lor.

Se observă totuşi diferenţe majore chiar şi între auxiliarii din aceeaşi clasă din cauza compoziţiei chimice, a ingredientelor active, a produselor de adiţie şi a impurităţilor. Totuşi, se pot face următoarele observaţii generale:

- formaldehidele sunt eliberate în general din auxiliarii bazaţi pe componente de fixare (agenţi de fixare şi ignifugare). Potenţialul de emisie al formaldehidelor din derivaţii melaminei este în majoritatea cazurilor mai mare decât cel al substanţelor derivate din metilo-dihidroxietilen uree.

- agenţii de anti-spumanţi, care pot conţine un nivel ridicat de hidrocarburi volatile (componente active) au un potenţial de emisie foarte ridicat comparativ cu agenţii pe bază de silicon (Tabelul 5).

- agenţii de umezire, bazaţi pe tributilfosfat, care se caracterizează printr-o tensiune ridicată a vaporilor, are un factor de emisie de până la 340 g carbon organic/kg. Datorită diferiţilor aditivi nespecificaţi în „The Material Safety Data Sheets” (Tabelul de siguranţa a materialelor) şi a cantităţilor diferite de substanţe active factorii de emisie ai agenţilor de umezire variază mult (tabelul 6).

- agenţii de înmuiere bazaţi pe derivaţi ai acizilor graşi sunt caracterizaţi printr-un factor de emisie de 1-5 g carbon organic/kg. Agenţii bazaţi pe polixiloxan ating valori chiar mai mari. Cea mai mare valoare menţionată în tabelul 7 este cauzată de un acid gras în amestec cu un aditiv de ceară cu un grad mare de volatilitate.

- agenţii de suport, sunt substanţe foarte volatile, caracterizate prin factori de emisie de peste 300 g carbon organic/kg (tabelul 8).

- agenţii de omogenizare, folosiţi la vopsire – ca agenţi de suport - pot produce emisii considerabile în aer.

- diferenţele între potenţialele de emisie ale substanţelor de tratare ignifugă apar în principal din cauza diferitelor substanţe active din compoziţia acestora şi din cauza diferitelor cantităţi de aditivi.

- auxiliarii de îmbunătăţire a rezistenţei la apă sunt caracterizaţi printr-o gamă variată de factori de emisie. Acest lucru este cauzat de diferiţii solvenţi (calitate şi cantitate) utilizaţi pentru dizolvarea răşinilor florocarbonice (acetat butil/etil, metiletil/izobutilcetonă) şi de cantităţile de ingrediente active dacă ne referim la tipurile de auxiliari pe bază de parafină.

- pentru agenţii de condiţionare, este normal ca produsele pe bază de parafină (cu o volatilitate mare) să aibă factori de emisie mai mari decât derivaţii acizilor graşi (tabelul 11).

- agenţii de nuanţare şi agenţii anti-electrostatici au potenţiale de emisie variabile datorită diferitelor ingrediente active, şi a diferenţelor în compoziţie (tabelul 12).

- agenţii de umplere şi apretare, bazaţi pe polimeri naturali sau sintetici au factori de emisie mici- valorile emisiilor pentru tratamentul final sunt mici.

226

- Agenţii de prevenire a insectelor (biocizi) pot conţine hidrocarburi aromatice, acest lucru conducând la creşterea factorului de emisie (tabelul 16)

- potenţialul de emisie al agenţilor anti-destrămare pe bază de acid silicic, sunt foarte mici.

Emisiile în aer de la procesul de tratare termică, care au loc după procesele de finisare

Secţiunea anterioară s-a ocupat de calculul emisiilor. Cât pentru emisiile în aer măsurate, valorile se găsesc în tabelul 3.45, pentru un eşantion de instalaţii de finisare (fiecare cu unul sau mai multe procese). Dacă sunt instalate sisteme de reducere a emisiilor, valorile rezultate vor corespunde gazelor curate rezultate. În cazul instalaţiilor de uscare/întindere cu încălzire directă, emisiile care apar datorită combustibilului (metan, butan, propan) folosit sunt menţionate separat şi nu sunt incluse în valorile pentru carbon organic din tabel.

Următoarele observaţii generale pot fi făcute:- tratamentele termice în cazul materialelor textile sunt influenţate de procesele premergătoare (de

eficienţa procesului de spălare, dacă acesta a fost realizat), după cum se poate observa pentru auxiliarii de suport al procesului de vopsire în procesul 4.4 tabelul 3.39 şi pentru percloretilenă în procesele 12.1 şi 12.2 din tabelul 3.45 (acest aspect este analizat în detaliu în această secţiune).

- Un factor de emisie de 0.8 g carbon organic/kg de material poate fi obţinut pentru aproape toate procesele de finisare (totuşi trebuie reţinut faptul că pentru instalaţiile cu sisteme de reţinere a emisiilor, aceste valori sunt raportate ca gaze curate).

- Emisiile de carbon organic cauzate de arderea incompletă a combustibililor variază în intervalul 0.1 g/kg de material - > 5 g/kg de material în cazul arzătoarelor neîntreţinute.

- Emisiile de formaldehide pot apare nu numai din auxiliarii aplicaţi, ci şi din instalaţiile de uscare/întindere cu arzătoare directe datorită arderii incomplete a combustibilului (metan, propan, butan). Valorile concentraţiilor variază între 0.1 şi 60 mg/Nm3.

227

Locaţie Tehnologie de uscare/întindere

Instalaţii de reducere a emisiilor

Reţetă Material Temperatură

(0C)

Factor de emisie

(g/kg de material)

Concentraţie(mg/Nm3)

Debit de masă(g/h)

Emisiile de la echipamente

(g/kg de material)

Observaţii

1.2 Încălzire directă Finisare (agenţi de apretare), de-aerare, anti-destrămare

PA 6 150 3,5 21 101 7,7 1.5 g/kg, formaldehide

1.3 Încălzire directă Agenţi antistatici şi de înmuiere

PA 6.6 150 0,7 33 148 0,1

2.1 Încălzire directă Agent de înmuiere, acid acetic

CO/EL 170 0,9 52 506 - 0.02 g/kg, formaldehide

3.1 Încălzire directăSistem de recuperare a căldurii

Tratamentul de ignifugare

CO 145 0,3 19 155 0,2 0.01 g/kg, formaldehide

3.2 Încălzire directăSistem de recuperare a căldurii

Agenţi optici de nuanţare, agenţi antistatici

PES 190 0,6 24 277 0,5

4.1 Încălzire directă Înmuiere PES/WO 130 0,6 187 529 - 0.01 g/kg, formaldehide

4.2 Încălzire indirectă Anti-destrămare PES/WO 130 0,3 15 188 - 0.01 g/kg, formaldehide

5.1 Încălzire directă Apret, agenţi de înmuiere

PES 170 0,4 9 123 0,2 0.03 g/kg, formaldehide

5.2 Încălzire directă Înmuiere PES 170 0,5 10 149 0,2 0.04 g/kg, formaldehide

6.1 Încălzire directă, sistem de recuperare a căldurii

Acoperire (acetat polivinil)

CV/PP polipropilenice

110 0,7 68 689 1,4 0.06 g/kg, formaldehide

6.2 Încălzire indirectă, sistem de recuperare a căldurii

Acoperire (acetat polivinil), agenţi de înmuiere şi mercerizare

CV/CO 120 0,08 8 36 -

7.1 Încălzire directă; scruber umed

Acoperire/acrilat, agenţi de fixare şi de reducere a spumei

CV 150 0,35 16 142 0,1 0.14 g/kg, formaldehide

8.1 Încălzire directă; scruber umed

Agenţi de umezire şi de îndepărtare a petelor

CV/CO/PES/WO

165 0,5 22 255 0,4

8.2 Încălzire directă; scruber umed

Agenţi de înmuiere şi anti-spumanţi

PES/CV/CO 150 0,3 17 200 0,3

8.3 Încălzire directă; scruber umed

Acoperire PES/CO 130 0,2 10 121 0,1

9.1 Încălzire indirectă Agenţi de îmbălsămare, înmuiere şi de

CO/EL 150 0,2 43 56 0.03 g/kg, formaldehide

228

umezire, acid acetic

9.2 Încălzire indirectă Agenţi de îmbălsămare, înmuiere şi de umezire, acid acetic, apret, hidrofobi

CO/CV/EL 150 0,3 55 69 0.05 g/kg, formaldehide

10.1 Încălzire directă;Scruber umed

Uscare după vopsire

PA/EL 135 0,4 12 138 0,1

12.1 Încălzire directă Protejare a lânii (poliuretani, poliacrilaţi), agent de umezire

PES/WO/EL 190 1,3 60 542 0,3 0.7 g/kg, perclorethilenă

12.2 Încălzire directă Agenţi hidrofobi agenţi de umezire, acid acetic

PES/WO/EL 190 0,9 41 370 0,4 0.8 g/kg, percloretilenă

14.2 Încălzire directă Agenţi hidrofobi PAC/PES 180 0,5 18 238 1,314.3 Încălzire directă Agenţi de înmuiere CO/PES 160 0,5 34 439 0,714.4 Încălzire directă Agenţi anti-

destrămarePAC 160 0,7 19 245 1,8

14.5 Încălzire directă Agenţi de îmbălsămare

CO/PS 170 1,5 50 764 0,6 0.06 g/kg, formaldehide

Sursă: [179,UBA,2001]

Tabelul 3.45: Tratament termic final (după finisare): factorii de emisie specifici (date măsurate)

229

Transportul poluanţilor de la procesele precedente, de uscare şi fixare

Auxiliarii textili şi substanţele chimice cu o anumită afinitate pentru fibre pot rămâne temporar în material, în special dacă spălarea/clătirea este incorect aplicată. În procesele termice de finisare, aceste substanţe pot fi eliberate din material şi ajung în aer. Clasele de substanţe care trebuie urmărite sunt:

- agenţi de susţinere- agenţi de omogenizare- agenţi de finisare- agenţi de umezire- substanţele extractibile din pasta de imprimare (Secţiunea 3.3.3.5.5)- acid acetic- percloretilenă (dacă se realizează operaţiunea de curăţare uscată).

Datele de mai jos se referă la clasele enumerate mai sus:

Potenţialul de emisie al agenţilor de suport - materiale vopsite

Agenţii de suport sunt de obicei utilizaţi pentru vopsirea PES şi a amestecurilor de PES (Secţiunile 2.1.1.1 şi 4.6.2). Cantităţi importante ale substanţelor (50% şi chiar mai mult) sunt absorbite în material şi sunt eliberate în timpul tratamentului termic. Gradul de absorbţie al materialelor depinde de:

- raportul de lichid- cantitatea utilizată- procesul de vopsire- materialul care se foloseşte- condiţiile procesului de spălare

Potenţialul de emisie al materialelor vopsite sub acţiunea agenţilor de suport este prezentat în tabelul 3.46. Datele se bazează pe măsurătorile realizate pentru materialul vopsit, dar neuscat. Datele asupra procesului de uscare au fost urmărite într-un proces de laborator.

Componenţi activi ai agentului de susţinere Factor de emisie (g C/kg de mateial)Benzil benzoat; esterul acidului ftalic 8.97Bifenil; dimetil ftalat 8.3Alchil ftalimidă 5.88Sursă: [179, UBA, 2001] cu referiri la „Envirotex, 2000”

Tabelul 3.46: Factorii de emisie în aer, provenite de la procesul de uscare a materialelor vopsite sub acţiunea agenţilor de suport

Tabelul 3.47 prezintă emisiile semnificative în aer, pentru patru instalaţii, în timpul procesului de uscare/fixare a lânii. Este evident din datele prezentate, că dacă sunt folosiţi agenţi de suport pe bază de solvenţi aromatici, componenta activă a agentului determină emisiile mai mari de gaze din cadrul procesului de tratare termică. Eficienţa sistemelor de reducere a emisiilor poate fi mică în astfel de situaţii (doar 10 – 40%).

Pentru gazele netratate, se pot observa concentraţii de 30 – 4600 mg C/m3, cu debite de emisie de 0.2 – 28 kg C/h şi factori de emisie (WFc) de 0.8 – 24 gC/kg de material. Cea mai importantă substanţă din

230

gazul emis este bifenilul, cu concentraţii de 60 – 110 mg/m3 la debite de emisie de 350 – 600 g/h (WFs: 0.9 – 1.5 g/kg de material).

Fabrică Eficienţa sistemului de

reducere a emisiilor (%)

Compoziţia catalizatorului

Factori de emisie(g carbon

organic/kg de material)

Concentraţie(mg/Nm3)

Debit de masă(kg carbon organic/h)

Locaţia 1Material A 15 Solvenţi aromatici 24 2000-4500 28Material B 25 Solvenţi aromatici 7,6 200-1000 8Locaţia 2Material A Neinstalat ??? 0,77 66 0,4Material B Neinstalat Bifenil, dimetilen-

ftaleină1,2 84 1,1

Locaţia 3Material A 30-40 Benzoat, ftalene 0,8-0,9 22-25 0,2Material B 10-25 Benzoat, ftalene 2,0-2,2 50-60 0,6Locaţia 4Material A Neinstalat Esteri ai acidului

benzoic, compuşi aromatici

6,5 400 4,2

Sursă: [179,UBA,2001] cu referiri la „Envirotex, 2000”

Tabelul 3.47: Emisiile în aer rezultate din procesul de uscare/fixare a materialelor vopsite cu ajutorul catalizatorilor

Potenţialul de emisie al materialelor curăţate prin proces uscat

Acest tip de curăţare este utilizat în următoarele scopuri:- curăţarea textilelor închise la culoare (nuanţe de gri) în special a amestecurilor care conţin

elastomeri (procesul obişnuit de spălare nu are capacitatea de a îndepărta produşii pe bază de silicon din elastani)

- tratamentul de finisare pentru materiale din lână/elastomeri sau lână/PES pentru a obţine culori (în special nuanţe închise) mai bune

- corectări de calitate (îndepărtarea petelor)

Pe lângă utilizarea percloretilenei (folosită la scară mondială), în Germania o mare parte din materiale sunt finisate prin curăţare uscată datorită importurilor de materiale astfel prelucrate. Factorul de retenţie al percloretielnei (principal solvent în cadrul acestui proces) în material este foarte mare. Ca rezultat, această substanţă poate fi eliberată în timpul procesului de tratare termică (în special la uscare).

Datorită riscului formării de PCDD/PCDF prin fixarea/uscarea materialelor pe care s-a utilizat percloretilena, s-a interzis tratarea materialelor, la care s-a utilizat percloretilena prin procese de încălzire directă (de exemplu în Germania).

S-au analizat în laborator factorii de emisie proveniţi de la cinci instalaţii de finisare a materialului tratat cu percloretilenă (temperatură de proces 150 0C), iar datele obţinute au fost notate în tabelul 3.48.

Valorile emisiilor în aer pentru materialele curăţate cu percloretilenă în timpul proceselor de uscare/fixare sunt:

231

- 0.1 – 0.8 g percloretilenă/kg de material (curăţare uscată în instalaţia de finisare)- 0.3 – 1.7 g percloretilenă/kg de material (curăţare uscată externă)

Fabrica Material Factor de emisie(g C/ kg de mateial)

Concentraţie(mg C/Nm3)

Debit de masă(g C/h)

Factor de emisie (g PER/kg de material)

Locaţie 1 A* 0,11 28,1 3,77 0,27B* 0,23 32,6 4,28 1,17

Locatie 2 A* 0,19 16,1 1,88 0,95B* 0,26 21,7 2,71 0,66C* 0,14 11,7 1,68 0,63D* 0,13 6,1 0,82 0,47E* 0,85 70,8 9,27 1,65F** 0,29 21,1 2,59 0,67G** 0.11 8.0 0.99 0.51

Locaţie 3 A** 0,27 19,3 2,37 0,09B** 0,18 12,9 1,58 0,19C** 0,30 20,1 2,47 0,13

Locaţie 4 A** 1,23 94,9 11,97 0,79B** 0,86 65,9 8,11 0,65C** 0,80 53,1 6,53 0,54

Locaţie 5 A** 0,09 6,6 0,80 0,46B** 0,12 4,0 0,50 0,67C** 0,15 6,4 0,81 0,82

Sursă: [179,UBA,2001] cu referinţe la „EnviroTex,1998b”

Note:PER - percloretilenă* Curăţare uscată externă** Curăţare uscată în cadrul instalaţiei de finisare

Tabelul 3.48: Factorii de emisie pentru materialele curăţate cu percloretilenă

3.3.3.5.7. Acoperire şi laminare

Principalele motive de îngrijorare în ceea ce priveşte protecţia mediului, în cazul operaţiunii de acoperire, sunt compuşii organici volatili din solvenţi, agenţi de înmuiere ca şi amoniu şi formaldehidele din stabilizatori şi agenţi de fixare. Aceste aspecte sunt discutate în detaliu în secţiunea 2.10. Emisiile specifice procesului de acoperire rezulta din măsurătorile realizate în cinci instalaţii, şi sunt prezentate în tabelul 3.49. Totuşi, trebuie reţinut faptul că datorită utilizării diferitelor reţete, aceşti factori pot varia foarte mult. Datele din tabel sun folosite doar pentru a da o idee generală asupra emisiilor care însoţesc operaţiunea de acoperire.

Date suplimentare pot fi găsite în tabelul 3.45 (vezi procesele 6.1, 6.2, 7.1, 8.3).

De reţinut că în cazul încălzirii directe, coloana valorilor emisiilor de carbon organic atribuit combustibilului (metan, butan, propan) trebuie menţionată separat şi nu este inclusă în valorile emisiilor e carbon organic.

232

Locaţie Tehnologie de uscare/ sistem de reducere a emisiilor

Reţetă Material Temperatură(0C)

Factor de emisie(g carbon organic/kg de material)

Concentraţie (mg C organic/Nm3)

Debit de masă(g C organic/h)

Emisiile de la echipamente (g C organic/kg de material)

Observaţii

1.1 Încălzire directăscruber umed

Agenţi de acoperire, agent de fixare (melamină), agent anti-spumă, agent de încreţire

CV (neţesut) 150 0,4 20 173 0,1 Formaldehide0.14 g/kg

2.1 Încălzire indirectă Laminare: adeziv PVC (pudră PVC, agent de înmuiere, stabilizator, emulgator)

PVC –acoperirea tricoturilor

105 - 82 144 23g Corg/ h Ftalat 6 mg/Nm3

Vinil acetat 12 mg/Nm3

3.1 Încălzire directă Acoperirea pe verso a covoarelor (pre-acoperire, acoperire cu spumă) bazată pe cauciuc stirenic/ebutadienic şi cauciuc natural

PA6 mănunchiuri

120 0,8 75 450 1,5 Formaldehide: 0.06 g/kg;

Amoniu: 0.3 g/kg

4.1 Încălzire directă Laminare la flacără Spumă poliuretanică pe material PA

- - 74 232 798 g C/h HCN: 3.6 mg/Nm3; TDI

(1): 0.5 mg/Nm3;

5.1 Încălzire directă Dispersia acrilaţilor cu aditivi (agent de îngroşare, amoniu, catalizatori)

CO 150 0,4 - 138 1,9 Amoniu: 0.02 g/kg

Sursă: [179,UBA,2001]Note: (1) Conform altei surse ([319, Suedia,2002]) instalaţiile de laminare sub flacără tratează gazele din emisii atât cu filtre de material, cât şi cu srubere umede. Este dat exemplul emisiilor de TDI dintr-o instalaţie cu scruber umed care prezintă la intrare în scruber valori de 1.09 TDI/m3, iar la ieşire valori de 0.06 TDI/m3

Tabelul 3.49: Emisiile în aer, de la procesul de acoperire (măsurători realizate la cinci instalaţii)

233

3.4 Industria producătore de covoare

3.4.1. Instalaţii de vopsire a covoarelor din lână şi din amestecuri ale acesteia

Procesele la care face referire această secţiune sunt detaliate în 2.14.5.1.Informaţiile asupra consumurilor şi emisiilor rezultate din sectorul de fir pentru covoare sunt foarte puţine. Informaţiile prezentate provin din raportul ENco înaintat către Biroul EIPPC [32,ENco,2001]. Datele cantitative au fost adunate de la un grup de fabrici, reprezentativ în domeniu, din Anglia. Sondajul a urmărit un grup variat de fabrici, de diferite mărimi, cu cantităţi de la 1000 tone/an de materiale prelucrate (fibre vopsite şi finisate) la cantităţi totale de 7000 tone/an de fibră.

Au fost implicate trei categorii de fabrici:- instalaţii de vopsire a fibrei libere (vopsire şi uscare)- instalaţii de curăţare şi vopsire a firului. În unul sau două cazuri instalaţiile realizau şi spălarea

firelor deja vopsite.- Instalaţii integrate de vopsire a fibrei libere şi a firelor

În acest document, datele asupra consumurilor şi factorilor de emisie sunt prezentate pentru primele două categorii de instalaţii: tabelele 3.50 şi 3.53. Cea de-a treia categorie poate fi considerată un combinaţie de procese din primele două categorii. Figura 3.14 încearcă să dea intervalele în care se încadrează valorile cantităţilor introduse şi rezultate din procesule de prelucrare a firul din lână pentru covoare. Cifrele date ar trebui utilizate cu grijă întrucât variaţiile mari între instalaţii pot genera erori de calcul, faţă de cele prezentate.

Valorile emisiilor şi consumurilor se bazează pe informaţiile adunate într-o perioadă de 12 luni, între anii 1999 – 2000.

Valorile factorilor de emisie sunt date doar pentru emisiile în apă, principala cauză de îngrijorare pentru mediu, din cadrul acestui sector.

Factorii de emisie au fost calculaţi prin măsurarea concentraţiei din apa uzată, evacuată, la intrarea în sistemul de canalizare publică. De obicei exista variaţii mari ale compoziţiei apei uzate datorită naturii şarjelor prelucrate (în special a cantităţilor de componente naturale din fibră). Au fost preferate datele obţinute pe termen lung, întrucât măsurătorile realizate pe şarje individuale nu pot oferi informaţii asupra tendinţei pe termen lung.

Emisiile au fost clasificate în funcţie de următorii parametri semnificativi pentru mediu:- consumul chimic de oxigen (COO)- suspensii solide (SS)- metale (cupru, crom, cobalt, nichel)- pesticide organoclorurate (HCH,dieldrin şi DDT)- pesticide organofosforice (diazinon, propetamfos, clorfenvinfos)- insecticide piretroide sintetice (permetrin şi ciflutrin din agenţii de prevenire a insectelor) şi

cipermetrin (ectoparaziticide pentru oi)

234

3.4.1.1. Instalaţii de vopsire a fibrelor libere

Vopsirea fibrelor libere Unităţi/tonă(material textil)

Locaţia A Locaţia B Locaţia C

Cantităţile introduseApă m3 34,9 28,7 53,5Energie, total GJ 11,18 15,52 15,64Substanţe de vopsire şi finisare

Substanţe bazice kg 36,39 28,81 72,11Total coloranţi, dintre care crom + complexe metalice

kg 7,652,l90

3,602,10

4,39c

2,81

Auxiliari de vopsire dintre careagenţi de omogenizare

kg 10,275,67

15,845,85

4,302,53

Auxiliari de finisare dintre caresubstanţe de prevenire a insectelor

kg 0,400,18

5,890,78

0,080

Cantităţi rezultateEmisii în apăCCO kg 20 28 20SS (suspensii solide) kg 0,05 0,30 1,03Total metale, din care g 67,33 54,85 2,97- crom g 66,08 52,78 1,67- cupru g 0,47 1,19 0,15- cobalt g 0,78 0,88 1,15SP total, din care g 0,462 0,172 0,015- permetrin g 0,458 0,165 0,01- ciflutrin (din agenţii de prevenire a insectelor) g n. d. n. d. n. d.-cipermetrin (din agenţii de prevenire a insectelor) g 0,004 0,007 0,005OC, total (din fibra brută) (a) g 0,003 0,007 0OP, total (din fibra brută) (b) g 0,811 0,664 0,722Volum de apă deversat m3 27,7 24,46 45,44Sursă: [32, ENco, 2001]Note:n.d. = nedetectabile în efluent(a) suma HCH total, dieldrin şi DDT total(b) suma diazinon, propetanfos, clorfenvinfos(c) Locaţia C nu foloseşte coloranţi pe bază de crom (doar pe bază de complexei metalice)

Tabelul 3.50: Informaţii generale asupra cantităţilor de substanţe consumate şi ale emisiilor în efluent, provenite de la trei instalaţii de vopsire a fibrelor libere

Consumul de apă şi energie

O concluzie generală este aceea că cifrele din tabelul de mai sus, sunt inevitabil mai mari decât valorile teoretice obţinute pentru un raport al lichidului de 1:10 şi pentru o cantitate minimă de apă folosită în procesele de spălare şi tratamente finale. Aceste valori includ apa utilizată pentru încălzire şi abur, lichide de vopsire, pierderi la încărcarea şi descărcarea utilajelor.

Cele trei instalaţii de vopsire a fibrei libere, la prezentate în tabelul 3.50 indică valori diferite pentru consumul de apă, datorită proceselor diferite şi a măsurilor de reciclare. Fabrica A realizează vopsirea după o metodă standard, constând în ciclul de vopsire, urmat de spălare în băi separate, toate pierderile şi descărcările de lichide fiind colectate în canalizare. Fabrica C, realizează aceleaşi operaţii, dar spală şi vopseşte utilizând metoda cu preaplin, prin care surplusul de apă şi colorant din instalaţie ajunge în canalizare. Fabrica B, realizează o reciclare într-o anumită proporţie a ambelor lichide, vopsea şi apa de spălare, motiv pentru care are un consum mai mic de apă.

235

Datele prezentate privitoare la consumul de energie, sunt aproape egale diferenţe apar în general datorită cantităţilor de apă consumate astfel pentru a aduce apa la temperatura necesară, consumurile sunt:

- încălzirea a 1 k de apă la 100 0C necesită un consum de 0.00042 GJ- evaporarea unui kg de apă necesită 0.00260 GJ

Din aceste motive, consumul normal pentru o instalaţie de vopsire a fibrelor libere ar fi:- pentru vopsire (încălzirea a 10 kg de apă/kg de material): 4.2 GJ/tonă- pentru uscare (conţinutul de apă în momentul în care fibra intră în uscător: 0.5 kg/kg de

material): 1.3 GJ/tonă

Deci consumul teoretic total de energie ar fi de 5.5 GJ/tona de material. Practic, necesitatea de energie pentru astfel de instalaţii este mult mai mare decât valorile descrise, din cauza pierderilor de abur, şi a utilizării unor agenţi de finisare care necesită un consum mai mare de apă.

Valorile prezentate în tabelul 3.50 se încadrează consumul de energie într-un interval mic deşi consumurile de apă variază mult. Acest lucru se explică prin utilizarea energiei în acelaşi mod (ridicarea temperaturii băii de vopsire şi uscarea fibrelor ude), cantităţile de apă diferite apărând şi la procesul de spălare şi de uscare.

Consumul chimic de oxigen (CCO)

Substanţele organice deversate în apa uzată şi emisiile corespunzătore de CCO reflectă modul de utilizare al coloranţilor şi al auxiliarilor. În cadrul instalaţiilor de vopsire a fibrelor libere predomină coloranţii pe bază de complexe metalice. Procesul de vopsire poate conţine deci atât agenţi de omogenizare, cât şi agenţi reziduali poliamidici.Emisiile de CCO pentru cele trei instalaţii selectate variază între 20 – 30 kg/tona de fibră tratată. O parte din emisiile de CCO sunt totuşi atribuite substanţelor de pe fibra brută. Lâna spălată poate conţine cantităţi variabile de grăsimi, în funcţie de agenţii de spălare utilizaţi şi de eficienţa procesului de spălare. Fibrele sintetice, pe de altă parte, conţin resturi de fibră, a căror emisie de CCO poate varia în funcţie de lubrifiantul utilizat.

Valorile din tabelul de mai jos provin de la analizele de laborator ale materialului brut, simulând primul proces de spălare al materialului.

Material Primul proces de umezire(în cadrul vopsirii)

Echivalentul de CCO al substanţelor îndepărtate (kg/tonă)

Fibră spălată din lână Proces de vopsire 5 – 15Fibră din nailon Proces de vopsire 30 – 50Sursă: [32, ENco, 2001]

Tabelul 3.51: Concentraţia componentelor prezente în materialul brut, care contribuie la concentraţia CCO în apa uzată

Piretroizi sintetici pentru insecte

Factorii de emisie pentru agenţii permetrin de prevenire a insectelor , prezintă o gamă largă de valori, fapt care reflectă procese diferite funcţie de instalaţie .

236

Fabrica A realizează un proces tipic de utilizare a acestor agenţi, în care fiecare vopsea aplicată este tratată cu o cantitate de agenţi de prevenire a insectelor (de obicei apare o cantitate de 100 mg/kg de fibră per total). Apa uzată rezultată în urma fiecărui proces de vopsire este descărcată (evacuată).Fabrica B, realizează un tratament general, iar sistemul de recirculare a lichidului de vopsire este conceput astfel încât emisiile de agenţi să fie minime. În cazul acestui proces, doar o parte din fibre (10% din total) vor fi tratate cu agenţi de prevenire a insectelor, la început având concentraţii foarte mari de agenţi. Acest proces utilizează cantităţi mari de permethrin, dar cantităţile recuperate sunt utilizate în următoarele procese, sau la materialele care nu necesită acest tratament. În total, volumul de apă uzată din acest proces este mult mai mic decât în urma unui proces convenţional. În final, fibrele tratate şi netratate cu agenţi de prevenire a insectelor sunt amestecate mecanic la formarea firului, rezultând un material rezistent la insecte.

Fabrica C, nu realizează un astfel de proces. Emisiile mici de permethrin, din efluent apar din vopsirea fibrei, care este inevitabil acoperită cu mici cantităţi de substanţă. Sursa acestei substanţe în cazul de faţă este greu de determinat.

Datele prezentate în figura 3.14 ilustrează un proces tipic care emite permethrin, în cazul unei instalaţii convenţionale. Firul rezultat spălat de mai multe ori pentru a îndepărta lubrifianţii, explică prezenţa substanţei în apa uzată. Acest proces nu mai este aplicat în Anglia, iar producătorii care totuşi îl mai utilizează sunt obligaţi să utilizeze agenţii de prevenire a insectelor dintr-un vas special, de capacitate mică, la sfârşitul procesului de spălare pentru a se încadra în nivelul limită al emisiilor.

Metale

Fabricile A şi B folosesc în cele mai mari proporţii coloranţi pe bază de crom, lucru care influenţează încărcătura efluentului cu acest metal, în proporţii de 53 – 66 g/tonă de fibră vopsită. Aceste valori sunt măsurate în efluent, şi se referă la întregul proces; cantităţile per proces (individual) sunt mult mai mari şi pot atinge valori de 90 g/tonă de fibră pentru crom şi 10 g/tona de fibră pentru coloranţi complecşi.

Pesticide organo-clorurate şi organo-fosforice, pirethroide şi insecticide sintetice

Date semnificative asupra prezenţei acestor substanţe în efluent sunt greu de obţinut, deoarece concentraţiile acestora sunt sub limitele minime de detecţie ale procedeului de analiză (în cazul lânii, acestea nu apar tot timpul şi nu există un parametru de predictibilitate pentru acest fapt).

Datele calculate se referă la fibra brută şi au fost realizate luând în considerare procentajele diferitelor pesticide utilizate în cadrul proceselor. Consumul de fibră este identificat după ţara de provenienţă şi după conţinutul iniţial de pesticide, calculat conform bazei de date a ”ENco apă şi lână”. Ca exemplu, conţinutul anual mediu de pesticide pentru lâna spălată la şase fabrici de referinţă, sunt prezentate în tabelul 3.52.

Media de pesticide OC (a)- organo-clorurate (g/tonă de fibră)

Media de pesticide OP (b)- organo- fosforice (g/tonă de fibră)

Media de pesticide SP (c)-pirethroide sintetice (g/tonă de fibră)

0,07 2,71 0,790,05 3,0 0,810,13 2,30 0,500,24 2,50 0,69

237

0,01 1,63 0,350,05 3,32 0,17

Sursă: [32, ENco, 2001]Note:

a) Suma de HCH izomeri, HCB, heptaclor, heptaclor epoxid, aldrin, dieldrin, endrin, DDD, DDT. b) Suma de propetamfos, diazinon, diclofention, clorfenvinfos.c) Suma de cipermetrin, cihalotrin, deltametrin

Tabelul 3.52: Media anuală de pesticide conţinute în lână, la şase fabrici de referinţă

Cantitatea anuală de pesticide din efluent este calculată prin aplicarea unui coeficient de partiţie pentru fiecare proces care implică utilizarea apei. Aceşti coeficienţi au fost determinaţi prin încercări, cu fibre cu un conţinut mare de pesticide, asigurându-se astfel detectarea acestora. Aceeaşi abordare a fost aplicată şi la pesticidele OP şi SP. Valorile coeficienţilor pentru cele mai relevante pesticide din fiecare categorie sunt date în Figura 3.13.

Studii recente indică faptul că anumite pesticide OP (propetamfos, diazinon şi clorfenvinfos) şi SP (cipermetrin, ) se comportă diferit în timpul proceselor comune de tratare a covoarelor din fibră [32, ENco, 2001].

În procesele de vopsire la temperaturi mari, aceste componente se separă în lichidul de vopsire a fibrei în procente aproximativ egale cu solubilitatea relativă în apă a componentelor, astfel cipermertinul (solubilitate 0.009 mg/l) este în general prezent la concentraţii mai mici decât propethamfos (solubilitate 110 mg/l). Diazinonul se comportă puţin diferit şi se degradează la valori ale pH-ului care apar în procesul de vopsire a lânii, fiind astfel absent pe fibră şi în apa uzată de la finalul procesului. Această observaţia a fost făcută recent (ENco, 2000, rezultate nepublicate), dar explică de ce în efluenţi apare mult mai puţin diazinon, decât propetamphos, când se analizează apa provenită de la procesul de spălare.

În acelaşi timp, vopsirea cauzează migrarea pesticidelor hidrofobe de la suprafaţa fibrei, în structura sa. Spălarea firului ecru (nevopsit) eliberează mai mulţi componenţi de acest gen în efluent, decât procesele de spălare a firelor deja vopsite.

În cazul în care aceste emisii pot fi măsurate, ele se încadrează pentru pesticidele OC în intervalul 0.001 – 0.025 g/t de lână procesată, reflectând astfel contaminarea mediului de provenienţă, direct responsabil de apariţia substanţelor în fibră. Insecticidele sintetice, apar în cantităţi mai mari datorită utilizării lor ca medicamente pentru oi (tratarea contra paraziţilor).

3.4.1.2. Instalaţii pentru vopsire a firelor

Vopsirea firelor Unităţi/tonă(material textil)

Locaţia H Locaţia J Locaţia K Locaţia l

Cantităţile introduseApă m3 22 52,7 17,9Energie, total GJ 23,27 11,9Substanţe de spălare a firelor

Substanţe bazice kg 16,2 8Detergenţi kg 4,6 0,45 6Auxiliari de prevenire a insectelor kg 0 0 1

Substanţe de vopsire

Substanţe bazice kg 144 103 56,6 38Total coloranţi, dintre carecrom + complexe metalice

kg 5,60,3

12,33,7

7,10,25

11,47

238

şi finisare a firului

Auxiliari de vopsire dintre careagenţi de reţinere a PA

kg 33,616,4

58,237,4

25,018,7

47,934,3

Auxiliari de finisare, dintre care auxiliari de prevenire a insectelor

kg 1,00,5

0,40,1

1,60,6

2,20

Cantităţi rezultateEmisii în apăCCO kg 16,3 25,2 n. d. 59SS kg 0,26 2,04 n. d. 1,85Total metale, din care g 0,8 3,54 n. d. 22- crom g 0,1 2,19 n. d. 21,2- cupru g 0,41 0,26 n. d. 0,1- cobalt g 0,07 0,82 n. d. 0,09- nichel g 0,28 0,27 n. d. 0,36SP total, din care g 0,212 0,039 n. d. 0,277-Perhidrin (pentru insecte) g 0,24 0,035 n. d. 0,023-Ciflutrin (pentru insecte) g 0 0,002 n. d. 0,24-Cipermetrin (din fibra brută) g 0,012 0,002 n. d. 0,014OC, total (din fibra brută) (a) g 0,029 0,005 n. d. 0OP, total (din fibra brută) (b) g 0,142 0,426 n. d. 0,41Volum de apă deversat m3 16,6 23 n. d. 17,9

Surse [ 32, ENco, 2001]Notă:

(a) Sumă de: HCH total, Dieldrin, DDT total (b) Sumă de: Diazinon, Propetamfos, Clorfenvinfos

Tabel 3.53:Informaţii generale asupra cantităţilor de substanţe consumate şi ale emisiilor în efluent, provenite de la patru instalaţii de vopsire a covoarelor din fire Consumurile de apă şi energie

Dintre cele patru fabrici alese, date asupra consumurilor de apă şi energie sunt disponibile doar pentru H,K şi L. Ambele, H şi K realizează un proces de pre-spălare a firului sub formă de scul, şi realizează vopsirea cu ajutorul unor utilaje de tip Hussong (raportul de lichid,. 1:15). Pentru fabrica H, majoritatea producţiei nu este spălată după vopsire, în timp ce despre fabrica K se poate spune opusul. În primul caz consumul de apă se ridică la 22 m3/tona de produs, în timp ce ce-a de-a doua realizează un consum de apă de 53 m3/tona de produs. Ultima fabrică (L) vopseşte firul în bobină (raportul de lichid;. 1:12), fără a realiza o operaţiune de pre-spălare; în acest caz consumurile de apă şi energie sunt cu mult mai mici decât la vopsirea sub formă de scul.

Observaţiile realizate pentru vopsirea fibrei libere, cu privire la consumurile totale de apă şi energie, prezentate în această lucrare, cu observaţia că sunt în mare parte teoretice, se aplică în general şi la vopsirea firelor.

Consumul teoretic de apă şi energie este apreciat după cum urmează:- vopsirea firelor în bobină (încălzirea a 10 kg de apă/kg de material textil): 4.2 GJ/tonă- vopsirea în scul (încălzirea a 15 kg de apă/kg de material): 6.3 GJ- uscarea firului (conţinutul de apă la intrarea în uscător: 0.5 kg/kg de material): 1.3 GJ/tonă.

Consumul teoretic total de energie este deci de 5.5 GJ/tona de material în cazul procesului aplicat în bobină şi de 7.6 GJ/tonă în ceea ce priveşte procesul de vopsire în scul.

239

Necesarul individual de energie pentru fiecare instalaţie este în practică de două-trei ori mai mare decât valorile de mai sus, din motive asemănătoare cu cele prezentate la vopsirea fibrei libere. Intervalul mare de valori reflectă o diferenţă între procesele aplicate în fiecare fabrică. Fabricile H şi K efectuează procese de vopsire a firelor sub formă de scul şi realizează o spălare a acestuia înainte de această operaţie. În mod contrar, fabrica L, efectuează procese de vopsire a firelor în bobină, cu cantităţi de lichid mai apropiate de cele necesare la vopsirea fibrelor libere. În plus, fabrica L nu realizează o operaţie de pre-spălare, ci realizează vopsirea în prezenţa unui lubrifiant, care este astfel ales încât să nu interfereze cu vopsirea (această tehnică nu este prea comună).

Datele din sondaj estimează doar consumul total de energie în procesarea în mediu umed, nefiind posibilă o estimare a valorilor individuale pentru vopsire şi uscare. Totuşi aceste valori sunt disponibile din alte studii (tabelul 3.54) pentru vopsirea în scul, şi în bobină. Aceste surse, indică un consum total de energie de 17-28 GJ/tonă de material pentru vopsirea în scul şi de 5 – 18 GJ/tonă de material pentru vopsirea în bobină. Valorile înregistrate în industrie se încadrează în aceste intervale, deci valorile date pot fi considerate ca aplicabile; 75 % din energie este consumată pentru spălare şi vopsire, iar 25% pentru uscare.

Proces Necesar de energie(GJ/tona de material)

Procentul din cantitatea totală de energie%

Vopsire în scul Vopsire continuă 3.0 – 5.0 18Vopsire în scul 10.0 – 16.0 57Uscare în scul 4.5 – 6.5 25Total 17.5 – 27.5 100

Vopsire în bobină Vopsire în bobină 5 – 18Sursă: Ministerul englez al mediului, Programul de consum optim al energieiGhidul celor mai bune tehnologii Nr. 168

Tabelul 3.54: Valorile pentru consumul de energie în procesul de vopsire a firelor

Consumul chimic de oxigen (COD - CCO)

Valorile date se referă la concentraţia CCO în efluentul final. Este totuşi posibilă estimarea procentului de CCO provenit de la procesul de spălare ca fiind de până la 80% din total. Această cantitate nu este dispersată uniform între vasele de spălare: vasele 1 şi 2 conţin 95% dintre reziduuri.

În procesul de vopsire a firelor, predomină coloranţi acizi, datorită necesităţii vopsirii pe nivele a materialului; cantitatea de astfel de coloranţi poate atinge un procent de 90% din totalul de coloranţi utilizaţi. În cazuri izolate, se realizează o vopsire calitativă a firelor (cu un grad mai mare de fixare), prin utilizarea coloranţilor pe bază de complecşi metalici şi a coloranţilor reactivi. Utilizarea cromului este de obicei restricţionată numai pentru vopsirea nuanţelor închise, iar proporţia acestora nu este mai mare de 5% din totalul de coloranţi utilizaţi. Printre auxiliarii de vopsire utilizaţi, un loc important îl ocupă agenţii de fixare pe bază de poliamide.

În evaluarea emisiilor de CCO, în cadrul instalaţiilor de vopsire a firelor, s-a demonstrat că pe lângă substanţele şi auxiliarii utilizaţi pentru proces, şi fibra brută conţine o cantitate importantă de componente organice. Fibra sintetică conţine atât agenţi, cât şi lubrifianţi de răsucire. Aceste substanţe

240

sunt îndepărtate în majoritate cazurilor la primul proces de spălare. Substanţele chimice consumatoare de oxigen sunt prezente pe firul răsucit înainte de procesul de spălare şi sunt legate de calitatea materialului şi de cantitatea de lubrifiant aplicată în procesul de răsucire. CCO rezidual, transportat în instalaţia de vopsire, reflectă eficienţa procesului de spălare. Inevitabil cantitatea de CCO emisă astfel, variază mult.

Material Primul proces de umezire Echivalentul CCO al substanţelor îndepărtate (kg/tonă)

80/20 fir din lână/nailon „lubrefiat” Spălarea firului 40 – 8080/20 fir din lână/nailonSpălat pentru vopsire

Vopsirea firului 10 – 20

Sursă: [32, ENco, 2001]

Tabelul 3.55: Concentraţia substanţelor de pe materialul brut, care contribuie la încărcarea apelor uzate

Piretroizi sintetici din agenţii de prevenire a dăunătorilor (molii)

Nivelul emisiilor asociate cu vopsirea firelor depind în general de tipul de baie de care se realizează, şi de valoarea pH-ului şi al substanţelor auxiliare utilizate. Vopsirea în condiţii acide, asociată cu utilizarea coloranţilor acizi produce cea mai mică cantitate posibilă de reziduuri, în timp ce vopsirea în condiţii neutre, necesare în cazul utilizării coloranţilor pe bază de complexe metalice, va produce o cantitate mult mai mare de reziduuri. Factorii de emisie variază între 0.7 g/tona de fir, în cazul agenţilor de omogenizare acizi şi 9.2 g/tona de fir când mediul are un pH > 4.5. Mai mult chiar, unii auxiliari, în special agenţii de omogenizare pot exercita o acţiune de întârziere pentru fixarea agenţilor de prevenire a dăunătorilor.

Dintre fabricile studiate, doar H prezintă o emisie mai mare de permetrin (0.24 g/tonă), faţă de J (0.035 g/tonă). Diferenţa nu poate fi totuşi atribuită claselor de substanţe aplicate, deoarece ambele fabrici operează în aceleaşi condiţii, utilizând în general coloranţi acizi. Diferenţa apare la aplicarea agenţilor de prevenire a dăunătorilor: fabrica H realizează procesul asupra întregii cantităţi procesate cu un agent pe bază de permetrin, pe când fabrica J, utilizează un amestec de agenţi şi nu tratează tot materialul la vopsire.

Fabrica L nu utilizează agenţi de prevenire a dăunătorilor pe bază de permethrin, iar prezenţa substanţei în efluent se datorează procesării fibrelor deja tratate cu aceasta.

Metale

Metalele reziduale din apa uzată oglindesc modul de utilizare a coloranţilor. În particular, nivelul de crom reflectă utilizarea coloranţilor pe bază de crom. În vopsirea firelor predomină utilizarea coloranţilor acizi şi pe bază de complexe metalice. Factorii de emisie ai cromului sunt astfel mai mici

241

decât cei rezultaţi în urma vopsirii fibrelor libere. Cea mai mare emisie apare la fabrica L, unde se folosesc în proporţie de 60% coloranţi pe bază de crom şi complexe metalice.

Pesticide organoclorurate şi organofosforice şi piretroizii sintetici de îndepărtare a paraziţilor

Observaţii pentru fibrele libere sunt valabile şi pentru instalaţiile de vopsire a firelor. Factorii de partiţie pentru procesul de vopsire a firelor sunt ilustraţi în figura 3.13.

Figura 3.13: Apa uzată: coeficienţi de partiţionare a fibrei pentru pesticide OC, OP şi SP în procesare umedăSursă: [32,ENco,2001]

242

Figura 3.14: Diagrama valorilor consumate şi a celor emise de la procesarea fibrelor din lână (şi amestecuri ale lânii) pentru covoare[32,ENco,2001]

243

3.4.2 Fabrici integrate pentru producerea covoarelor

Tabelul 3.56 prezintă valorile emisiilor în apa uzată, rezultată de la două instalaţii de finisare a covoarelor. Aici, consumul specific nu este dat în kg, ci în m2. Există informaţii limitate asupra acestor procese de producere a covoarelor. Exemplul din tabel are rolul de a oferi o imagine generală asupra situaţiei. [179, UBA, 2001]

TFI 1 TFI 2Consum specific apă (Qww) - l/m2 14,7 35,6Consum chimic de oxigen (CCO)

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/m2)

198029

167059

CBO5

Conc (mg O2/l)Emisie specifică (g/ m2)

49017

Compuşi organici halogenaţi-AOXConc (mg Cl/l)Emisie specifică (g/m2)

0,280,01

Substanţe extractibileConc (mg/l)Emisie specifică (g/m2)

pH 7 6,8Conductivitate (L) – mS/cm 0,73Temperatura (T) - °C 29 37NH4

Conc (mg/l)Emisie specifică (g/m2)

Azot organicConc (mg/l)Emisie specifică (g/m2)

CuConc (mg/l)Emisie specifică (mg/m2)

0,34,4

CrConc (mg/l)Emisie specifică (mg/m2)

0,1116,2

NiConc (mg/l)Emisie specifică (mg/m2)

ZnConc (mg/l)Emisie specifică (mg/m2)

0,233,4

Surse: [179,UBA,2001]Notă: Celulele albe indică absenţa datelor relevante

Tabelul 3.56: Valorile concentraţiilor şi a factorilor de emisie specifici, în apa uzată rezultată de la două instalaţii de finisare a covoarelor

Ambele fabrici conţin procese integrate de vopsire, imprimare şi de cauciucare (impregnare pe verso). TFI 1 vopseşte în proces discontinuu, în timp ce TFI 2 este una dintre puţinele fabrici care realizează vopsirea prin metoda „Carpet-O-Roll”. Ambele deţin instalaţii rotative de imprimare.

Cea mai mare parte a debitului de apă uzată apare la secţia de vopsire (80 %), apoi urmând secţia de imprimare (18.5%). Apa uzată de la secţia de aplicare a latexului (doar în TFI 1) rezultă din curăţarea echipamentelor şi constituie 1.5% din debitul total de apă uzată. Acest efluent este de obicei tratat prin floculare/precipitare, rezultând astfel cantităţi mari de nămol care trebuie îndepărtate.

244

Substanţele aplicate se clasifică în coloranţi, auxiliari textili şi substanţe bazice. Valorile tipice pentru cele două instalaţii sunt:- coloranţi 2.1 – 3.4 (g/m2 de covor)- auxiliari 21.6 (g/m2 de covor)- substanţe de bază 4.4 (g/m2 de covor)

Pentru o singură instalaţie, suma consumurilor specifice de auxiliari textili şi substanţe bazice este de 55.2 g/m2.

Consumul specific de energie electrică pentru cele două instalaţii este între 0.9 şi 1.3 kWh/m2. Consumul de ulei şi gaze naturale nu este disponibil.

3.4.2.1. Analiza unor factori specifici relevanţi pentru procesul de producţie al covoarelor

Nu există informaţii detaliate disponibile care să poată oferi o imagine realistă asupra consumurilor şi emisiilor din cadrul proceselor din această categorie. Singurele date prezentate sunt cele privitoare la emisiile în aer. Datele se bazează pe măsurători realizate între 1996 – 2001, asupra diferitor instalaţii de producţie.

Tabelul 3.57 oferă o vedere de ansamblu asupra compoziţiei gazelor emise de două linii de realizare a învelişului de protecţie al covoarelor (cu material textil şi spumă).

După cum arată tabelul 3.58, principalii poluatori din gazele provenite de la aceste instalaţii sunt compuşii organici volatili, exprimaţi prin carbon organic total.

Substanţe periculoase cum ar fi 1,3 butadienă şi 4 vinil, 1 ciclohexenă pot fi emise din latice. Totuşi, în prezent concentraţiile acestor substanţe sunt mici, conţinutul de 1,3 butadienă fiind de sub 1mg/kg.

Amoniul, care este de obicei folosit ca stabilizator pentru latex este de multe ori găsit şi în emisii.Laticele cu un conţinut foarte redus de amoniu, sau chiar fără amoniu pot fi găsite în comerţ.

Material textil de suport Material spumos de suportComponente gazoase ale emisiilor (μg/m3) Componente gazoase ale emisiilor (μg/m3)

Benzen 13.9 Difenil amină 15.2Etilbenzen 140.9 Izocianatometan 118.66Propilbenzen 167.8 2,2,6,6 tetrametil 4 metilen heptan

(Dodecen A)10

Cumen 165.5 2,2,4,6,6 pentametil 3 heptan (Dodecen B)

518.14

Total alţi alchilbenzeni 374.9 4 fenil ciclohexenă 4986.01Stiren 658.9 Cumen 486.54 fenilciclohexenă 258.5 Ciclohexanol 62.79Total alţi alchenbenzeni 73.2 Etilbenzen 255.01Acetofenonă 19.0 Propilbenzen 193.81Benzaldehidă n.a. Propenilbenzen 541.87Difenilciclohexadienonă 521.3 Stiren 739.634 vinilciclohexenă 91.6 Total xiloli 198.26Total compuşi aromatici neidentificaţi n.a. Total alchilciclohexan 150.3Total alchilciclohexanonă 180.1 Total etilotoluen + trimetilbenzen 1779.86Etilhexanal 56.4 Toluen 144.06Total alchilciclohexanoli 239.3 Vinilciclohexenă 378.74

245

Trimetil ciclohexan metanol n.a. Decan 193.812 etilhexanol 2413.6 Decanol 174.03Total alcooli neidentificaţi 48.6 Dimetilheptenă 10Izopropilmiristat 99 Hexilen glicol 19.17Total alchilciclohexani 2271.3 Total alte alchene 1740.31Undecan 51.9 Total alţi benzeni alchilaţi 2729.12Dodecan 39 Total glicoli neidentificaţi 31.06Tridecan 137.1 Total tetrametilbenzeni 193.81Tetradecan 68.9 Tridecan 197.76Total alte hidrocarburi alifatice 49 Undecan 229.4Total alchene neidentificate n.a. Total metoxi trimetilxilan + butandiol 30.4Total compuşi neidentificaţi 903 Total alte hidrocarburi alifatice 205.8Total compuşi 9042.7 Total compuşi 12333.51Total compuşi (în toluen echivalent) 11115.3 Total compuşi (1) 16313.50Surse: [280, Germania, 2002]Note: (1) Total compuşi aromatici măsuraţi: 12626.66

Tabelul 3.57: Informaţii generale asupra gazelor emise de la două linii tipice de aplicare a materialului suport (din material textil şi spumă). Analize realizate de GC/MS

246

Fab

rică

te

xtil

ă

Proces Date de producţie Amoniu Total Carbon Organic VCH – vinil-ciclohexan

Latex 1(g/m2)

Latex 2(g/m2)

Rata producţiei

(m2/h)

Debit de masă(kg/h)

Concentraţia(mg/m3)

Debit de masă(kg/h)

Concentraţia(mg/m3)

Debit de masă(g/h)

Concentraţia(mg/m3)

A

Suport textil 700 700 1285 0.25 20 0.16 13

Nu există date disponibile

Suport spumă 800 1000 1084 0.50 39 0.43 34

Suport textil, latex normal

725 1000 10200.07 5 0.27 19

0.05 3 0.27 20

Preacoperire suport textil

cu latex normal şi liant din latex fără

amoniu

775 830 1260

0.06 4 0.19 13

0.05 3 0.19 13

0.04 3 0.17 12

Suport de spumă non-

gel875 1010 960

0.71 5 0.33 240.05 3 0.33 240.02 2 0.32 23

BSuport spumă

AA gel

Latex 1(g/m2)

Latex 2(g/m2)

Rata producţiei

(m2/h)

Debit de masă(kg/h)

Uscător

Câm

p ul

tra-

roşu

Debit de masă(kg/h)

UscătorCâmp

ultra-roşu

Debit de masă(g/h)

UscătorCâmp

ultra-roşu

Nu există date disponibile

1080 17 35 Nu există date disponibile Nu există informaţii disponibile

C Ţesere cu ace

Latex 1(g/m2)

Latex 2(g/m2)

Rată de producţie

(m2/h)

Debit de masă(kg/h)

Pre-uscător

Tam

bur

de

usca

re

Uni

tate

de

răci

re Debit de masă(kg/h)

Preuscător

Tambur de răcire

Unitate de răcire

Debit de masă(total)(g/h)

Preuscător

Tambur de răcire

Unitate de răcire

Nu există date disponibile

732 0.04 4 2 20.69 77 31 12 0.00 0.00 0.00 0.00

930 0.02 2 2 1

DDoar

pre-acoperire

Latex 1(g/m2)

Latex 2(g/m2)

Rată de producţie

(m2/h)

Debit de masă(kg/h)

Pre-uscător I

Pre

-usc

ător

II

Debit de masă(kg/h)

Pre

-usc

ător

I Pre-uscător

II

Deb

it d

e m

asă

(pre

-usc

ător

I)

(g/h

) Pre-uscător I

Pre-uscător II

800 12600.67 28 37 3.75 72 262 (1)0.64 27 36 3.71 65 262 (1) 0.4 0.05

247

Nu există date

disponibile0.66 27 37 3.63 68 254 (1)

E Ţesere cu ace

Latex 1(g/m2)

Latex 2(g/m2)

Rată de producţie

(m2/h)

Debit de masă(kg/h)

Pre-uscător

Câm

p ul

tra-

roşu

Uni

tate

de

răci

re Debit de masă(kg/h)

Pre-uscător

Câm

p ul

tra-

roşu

Uni

tate

de

răci

re Debit de masă(kg/h)

Pre-uscător

Câm

p ul

tra-

roşu

Uni

tate

de

răci

re

Nu există date disponibile

205 0.30 42 35 26 0.27 50 18 25 0.00 0.00Nu există date

disponibile

F

Linie de realizare a

materialului suport

Latex 1(g/m2)

Latex 2(g/m2)

Rată de producţie

(m2/h)

Debit de masă(kg/h)

Linie de realizare a materialului suport

Debit de masă(kg/h)

Linie de realizare a materialului suport

Debit de masă(kg/h)

Linie de realizare a materialului suport

300 230 28400.39 14 0.75 26 0.00 0.000.35 12 0.95 33 1.6 0.060.17 6 1.08 38 1.9 0.07

G

Linie de realizare a

materialului suport

Latex 1(g/m2)

Latex 2(g/m2)

Rată de producţie

(m2/h)

Debit de masă(kg/h)

Pre-uscătorDebit

de masă(kg/h)

Pre-uscătorDebit de

masă(kg/h)

Pre-uscător

800 12600.89 73 0.73 60 0.00 0.000.73 60 1.07 88 0.00 0.000.94 77 0.53 44 0.00 0.00

1500 14302.42 112 0.45 21 0.00 0.001.05 48 0.48 22 0.00 0.00

1.05 49 3.5 0.16

H

Acoperire cu latex (utilaj principal de

uscat şi întins cu încălzire indirectă,

utilaj secundar de

uscat şi întins)

Latex 1(g/m2)

Latex 2(g/m2)

Rată de producţie

(m2/h)

Debit de masă(kg/h)

Concentraţie(mg/m3)

Debit de masă(kg/h)

Concentraţie(mg/m3)

Debit de masă(kg/h)

Concentraţie(mg/m3)

Nu există date disponibile

0.53 0.5 (g/kg de material) 0.6 0.6 (g C/kg de material) 1.1 0.001 (g/kg de material)

Nu există date disponibile 0.3 0.3 (g C/kg de material) Nu există date disponibile

I

Acoperire cu PP

(polipropilenă) topită

Latex 1(g/m2)

Latex 2(g/m2)

Rată de producţie

(m2/h)

Debit de masă(kg/h)

Concentraţie(mg/m3)

Debit de masă(kg/h)

Concentraţie(mg/m3)

Debit de masă(kg/h)

Concentraţie(mg/m3)

0.06 0.09 (g C/kg de material)Nu există date disponibile

Nu există date disponibile Nu există date disponibile 0.05 0.03 (g C/kg de material)J Acoperire cu

latex (linie de realizare a

Latex 1(g/m2)

Latex 2(g/m2)

Rată de producţie

(m2/h)

Debit de masă(kg/h)

Concentraţie(mg/m3)

Debit de masă(kg/h)

Concentraţie(mg/m3)

Debit de masă(kg/h)

Concentraţie(mg/m3)

248

materialului cu încălzire

directă)Nu există date disponibile

0.031 – 0.132

0.05 – 0.23 (g/kg de material)

1.3 0.7 (g C/kg de material)Nu există date disponibile

0.04 – 0.25

0.07 – 0.49 (g/kg de material)

0.5 0.9 (g C/kg de material)

K

Acoperire cu latex (linie de

realizare a materialului cu încălzire indirectă)

Latex 1(g/m2)

Latex 2(g/m2)

Rată de producţie

(m2/h)

Debit de masă(kg/h)

Concentraţie(mg/m3)

Debit de masă(kg/h)

Concentraţie(mg/m3)

Debit de masă(kg/h)

Concentraţie(mg/m3)

Nu există date disponibile0.023 9 0.021 8

Nu există date disponibile.0.076 11 0.153 22

L

Acoperire cu latex

(încălzire indirectă)

Latex 1(g/m2)

Latex 2(g/m2)

Rată de producţie

(m2/h)

Debit de masă(kg/h)

Concentraţie(mg/m3)

Debit de masă(kg/h)

Concentraţie(mg/m3)

Debit de masă(kg/h)

Concentraţie(mg/m3)

Nu există date disponibile 0.157 30 0.142 27 Nu există date disponibileSursă: [280, Germania, 2002]

(1) Total compuşi organici volatili din gazele naturale nearse

Tabelul 3.58: Exemple de emisii specifice proceselor din realizarea materialelor suport pentru covoare (date măsurate)

249

3.5 Aspecte generale privind emisiile de odorizanţi, din industria textilă

Unele procese din industria textilă sunt de obicei însoţite de emisii odorizante.

Intensitatea acestor substanţe şi valorile tipice pentru concentraţiile de odoranţi sunt disponibile în tabelele 3.59 şi 3.60.

Substanţă Surse posibileEpsilon caprolactamă Tratamentul termic al poliamidelor 6 şi al amestecurilor de

poliamide 6. Depunerea de pastă şi pulberi, peste PA 6 şi copolimeri ai PA 6.

Parafine, alcooli graşi, acizi graşi, acizi graşi ai esterilor (mai puţin odorizanţi, dar în concentraţii mari)

Tratamentul termic al textilelor închise la culoare şi de la materialele spălate insuficient.

Hidrocarburi Imprimare, agenţi de umezire, curăţarea utilajelor, protejare (acoperire ,depunere)

Compuşi aromatici Agenţi de suportAcid acetic, acid formic Diferite proceseHidrogen sulfurat, mercaptani Vopsire (coloranţi de sulf)Derivaţi ai sulfului Agenţi de reducere, spălarea lânii în mediu acidAmoniu Imprimare (uree), acoperire, procesarea materialelor (cu excepţia

ţesăturilor)Acrilaţi Imprimare, acoperire, procesarea materialelor (cu excepţia

ţesăturilor)Formaldehide Îmbălsămare, finisare (cu excepţia ţesăturilor), agenţi de ignifugareTerpene (d limonene) Solvenţi, agenţi de curăţare a utilajelor4 vinil ciclohexenă (4-VCH) SBR – polimerizare (4-VCH este un dimer al butadienei care se

formează în timpul polimerizării SBR)Butadienă Monomeri rezultaţi la polimerizarea SBR4 fenilciclohexenă (4-PCH) SBR – polimerizare (4-PCH se formează în timpul reacţiei între

stiren şi butadienă)Aldehide Tratament termic (pârlire)Acroleine Descompunerea gliceroluluiEsteri ai acidului fosforic (tributilfosfat) Agenţi de umezire, agenţi de de-aerareFtalaţi Agenţi de omogenizare şi dispersieAmine Diferite proceseAlcooli (octanol, butanol) Agenţi de umezire, agenţi anti-spumăSursă: [179, UBA, 2001]

Tabelul 3.59: Sursele şi substanţele odorizante emise în industria textilă

250

Material/proces Intervalul de concentraţie al odorizantului(OU/m3)

Concentraţia medie a odorizantului(OU/m3)

PA 6Tratament termic al materialului închis la culoare

2000-4500 2500

PA 6Finisarea materialelor termo-fixate şi pre-spălate 500-2000 1100PESTratamet termic al materialului închis la culoare

1500-2500 2000

PESFinisarea materialelor termo-fixate şi pre-spălate 500-1500 800COFinisare 300-1000 500Amestecuri de fibreTratament termic 1000-2500 1500Amestecuri de fibreFinisarea materialelor termo-fixate şi pre-spălate 500-2000 1200Vopsirea cu coloranţi cu sulf până la 10000Tratament termic (pârlire) până la 2500Non-ţesături(monomeri care conţin lianţi) până la10000Imprimare (prima treaptă)- pigment 282- coloranţi de cadă (2 etape) 586- coloranţi de dispersie 53- coloranţi de cadă (degajare) 286Imprimare (abur)- pigment 670- coloranţi de dispersie 608- coloranţi de cadă (2 etape) 633Uscarea materialelor vopsite pe bază de agenţi de suport (1)- agent: benzoat de benzil, acid esteroftalic 800-2800- agent: bifenil, dimetil, ftalat 4800- agent: alchilftalimidă 478Uscarea materialelor fără agenţi de transport 4790Sursă: [179, UBA, 2001]Notă: (1) Datele se referă la materialul vopsit şi neuscat; uscarea şi emisiile în aer au fost simulate în laborator

Tabelul 3.60: Exemple tipice de concentraţie a odorizantelor în câteva procese (OU: unitate de măsură a odorizantului)

3.6. Consideraţii generale în privinţa deşeurilor lichide şi solide în industria textilă

În cadrul operaţiunilor de finisare a materialelor textile, pot apare diferite deşeuri solide şi lichide, care trebuie îndepărtate. Unele pot fi reciclate sau reutilizate, pe când altele sunt arse sau îngropate. Există unele deşeuri care (în câteva situaţii) sunt tratate în condiţii anaerobe.

Multe dintre aceste deşeuri nu sunt specifice industriei textile. O distincţie trebuie făcută între solidele specifice şi cele nespecifice acestui sector (tabelul 3.61).

251

Deşeuri nespecifice industriei textile Deşeuri specifice industriei textileDeşeuri care nu necesită control Deşeuri care nu necesită control- sticlă - fire- hârtie - materiale textile (de încercare, defecte, stricate la tăiere)- lemn - deşeuri de la tăiere şi scămoşare- bucăţi de fier (ţevi, utilaje vechi) - praf- cabluri electrice- tamburi din plastic (cu totul)- tamburi din metal (cu totul)- bucăţi de plastic curateDeşeuri care necesită control Deşeuri care necesită control- petrol - coloranţi şi pigmenţi- materiale contaminate cu petrol - lichide reziduale din agenţii de bobinare- solvenţi organici ne-halogenaţi - paste de imprimare- cenuşa din incineratoare cu petrol - condensaţi ai uleiurilor folosite pentru tratare fără gaze- lipici şi agenţi adezivi - nămolul provenit din la tratarea apelor uzate- material de împachetat contaminat- piese electronice defecteDeşeuri care necesită un control atent- deşeuri provenite din separatoarele de apă/ulei- solvenţi organici halogenaţi- condensatori care conţin PCB Sursă: [179, UBA, 2001]

Tabelul 3.61:Deşeuri solide şi lichide provenite din industria textilă

De obicei majoritatea materialelor textile sunt reciclate.

În prezent există doar câteva instalaţii care separă apele încărcate cu deşeuri, cum ar fi lichide reziduale de impregnare şi lichide de finisare. Managerii tind să aplice aceste tehnici doar în momentul în care emisiile de CCO, azotaţi sau cloruri depăşesc limitele admise.

De obicei pastele de imprimare reziduale sunt depozitate separat. Aceste paste sunt depozitate în instalaţii de incinerare sau în cazul coloranţilor reactivi şi de cadă, are loc tratarea în medii anaerobe.

Există instalaţii care tratează apele uzate prin floculare/precipitare. Cantitatea de nămol ce rezultă în urma acestor procese (de obicei camere de filtrare), incluzând conţinutul de apă (care au de obicei umiditatea de 60 – 65%), se încadrează în intervalul 1 – 5 kg/m3. Cu un debit specific de apă uzată de 100 – 150 l/kg, cantitatea de nămol este de 100 – 750 g/kg de materiale finisate. [179, UBA, 2001]

252

253

4. TEHNICI DE LUAT ÎN CONSIDERARE LA DETERMINAREA BAT (cele mai bune tehnici disponibile)

4.1 Practici generale de management4.1.1. Management şi întreţinere

Descriere

Observaţiile asupra managementului şi întreţinerii făcute în această secţiune, departe de a fi exhaustive, încearcă să ofere o imagine generală asupra principiilor generale şi asupra protecţiei mediului, aplicabile la toate instalaţiile din industria textilelor.

Educarea / antrenarea angajaţilor

Unul dintre elementele esenţiale ale managementului de mediu este antrenarea personalului. Toţi angajaţii ar trebui să înţeleagă forte bine metodele de prevenire împotriva deversării deşeurilor şi a poluanţilor. Antrenarea personalului ar trebui realizată în funcţie de domeniul de lucru (resurse: substanţe chimice, fibre, energie, apă; procese; utilaje).

Conducerea ar trebui să aibă o direcţie clar exprimată în ceea ce priveşte protecţia mediului, de preferat, sub forma unei politici de protecţie a mediului şi a unei strategii de implementate a măsurilor, disponibile pentru tot personalul.

Întreţinerea utilajelor şi auditul operaţiunilor

Utilajele, pompele şi ţevile (incluzând sistemele de reducere a emisiilor) ar trebui bine întreţinute şi verificate periodic împotriva scurgerilor. Ar trebui stabilit un program de întreţinere cu toate procedurile recomandate în documentaţia procesului. În particular, ar trebui acordată o atenţie deosebită următoarelor considerente:

- verificarea utilajelor: cele mai importante piese ale utilajelor (pompe, ventile,valve, regulatore de presiune şi debit) ar trebui incluse într-o lista de verificări

- controlul scurgerilor: ar trebui realizate cu grijă verificări pentru ţevi defecte, tuburi pompe şi valve ventile, nu doar în sistemul de apă dar şi în cele de transfer al căldurii şi al substanţelor chimice

- întreţinerea filtrelor: verificări şi curăţări periodice- calibrarea aparatelor de măsură (cum ar fi cele pentru substanţele chimice şi dispozitivele de

dispersie), a termometrelor etc.- unităţile de tratare termică (instalaţii de curăţire): toate instalaţiile ar trebui verificate şi curăţate

cel puţin o dată pe an. Acest lucru ar trebui să includă şi curăţarea depunerilor, provenite de la gazele de ardere şi a secţiunilor de admisie a aerului la arzător.

Depozitarea substanţelor chimice, manipulare, dozare şi dispersie

Fiecare substanţă ar trebui stocată conform instrucţiunilor specificate de producător, în Ghidul de siguranţă a materialelor.

254

Toate zonele de depozitare a substanţelor chimice, sau unde sunt posibile deversări ar trebui izolate de apele de suprafaţă şi de sistemul de canalizare. Substanţele toxice şi periculoase ar trebui depozitate separat. Mai multe detalii asupra acestui aspect pot fi găsite în BREF la capitolul „Depozitare” (care era în pregătiri în momentul scrierii acestei secţiuni).

Ar trebui să fie disponibile dotări de prim ajutor, ieşiri şi planuri pentru cazuri de urgenţă, care ar trebui simulate uneori. Trebuie ţinute date şi informaţii asupra incidentelor şi accidentelor care au avut loc.

Transportul de substanţe între depozit şi utilaj este de obicei predispus deversărilor. Pompele şi ţevile utilizate în acest sistem trebuie inspectate regulat; de asemenea ar trebui făcute provizii pentru a evita transportul manual.

Cântărirea, dispersia şi amestecarea exactă sunt fundamentale asigurării împotriva scurgerilor în timpul operaţiilor manuale. Totuşi sistemele de dozare şi dispersie oferă multe avantaje (minimalizează riscul accidentelor de muncă, asigură corelarea între vopsitorie şi instalaţia de realizare a nuanţelor).

Cunoştinţe îmbunătăţite asupra substanţelor şi a materialelor folosite

Cantităţile introduse în proces şi cele rezultate ar trebui bine cunoscute şi monitorizate temporar. Acest lucru include cantităţile introduse de material, substanţe, căldură, energie şi apă, şi cantităţile rezultate de produse, apă uzată, emisii în aer, nămol, deşeuri solide şi produşi auxiliari (vezi Secţiunea 4.1.2).

Cunoaşterea caracteristicilor materialelor utilizate (fibre, substanţe chimice, coloranţi, auxiliari) constituie cea mai importantă măsură împotriva poluării mediului. Furnizorul ar trebui să-şi ia răspunderea de a livra toate informaţiile necesare pentru o bună manipulare şi utilizare a produselor.

Informaţiile detaliate pe care instalaţia de finisare le poate obţine asupra materialului se limitează de obicei doar la cele tehnice. Utilizatorul ar trebui să includă tipul şi cantităţile de agenţi prezenţi în fibră Aceste substanţe sunt introduse în procese şi sunt răspunzătoare pentru poluarea factorilor de mediu. Informaţiile asupra materialului brut ar trebui oferite agentului de prelucrare pentru a se preveni emisiile , sau cel puţin pentru a fi controlate.

Minimalizarea / optimizarea cantităţilor utilizate

În general, strategia de minimalizare/optimizare a cantităţilor de substanţe ar trebui să aibă în vedere următoarele etape:

1. unde este posibilă atingerea unui scop fără utilizarea substanţelor chimice, atunci această metodă ar fi de dorit

2. unde acest lucru nu este posibil, ar trebui ales un proces care să implice un risc cât mai mic în ceea ce priveşte substanţele folosite.

Acestea fiind spuse, măsurile generale ce se pot aplica sunt:- revizuirea periodică a reţetelor pentru a se asigura utilitatea tuturor ingredientelor

255

- ar trebui utilizate numai substanţe cu un grad mare de biodegrabilitate, cu un grad mic de toxicitate asupra omului şi cu o intensitate mică a mirosului (vezi Secţiunile 4.3.1 şi 4.3.2)

- optimizarea proceselor prin îmbunătăţirea controlului asupra parametrilor proceselor (temperatură, cantitatea de substanţe folosită, umezeală)

- utilizarea apei de înaltă calitate (unde este necesare) în procesele care necesită un mediu umed, pentru a evita efectele secundare pe care le pot produce substanţele chimice în reacţie cu cele din apă

- evitarea/minimizarea surplusurilor de substanţe chimice şi auxiliari (de exemplu prin dozare automată)

- optimizarea fluxului de producţie (la vopsire: vopsirea fibrelor închise după cele mai puţin închise reduce consumul de apă şi de substanţe)

- preferarea tehnologiilor cu un consum mic de substanţe- reutilizarea băilor când acest lucru este posibil- recuperarea vaporilor când se lucrează cu substanţe volatile- umplerea rezervoarelor cu substanţe volatile, se va face având în vedere următoarele măsuri de

precauţie:o utilizarea liniilor de compensare a vaporilor: vaporii din rezervorul care este umplut vor

fi transferaţi în rezervoarele goliteo încărcarea rezervoarelor mari se va face pe la bază.

Utilizarea apei şi energiei

Pentru a îmbunătăţi minimizarea deşeurilor dintr-un proces este necesară o bună cunoaştere a acestora şi a operaţiunilor de la care provin. În particular, optimizarea consumurilor de apă şi energie ar trebui începută prin monitorizarea acestora în diferite procese. Această abordare generală, dar fundamentală este detaliată în secţiunea 4.1.2.

Utilizând aceste cunoştinţe a proceselor, pot fi realizate diferite măsurători asupra instalaţiilor. Un prim grup de măsurători aplicabile în procesele umede (în care consumurile de apă şi energie sunt proporţionale):

- instalarea de echipamente de control al debitelor, cu valve şi ventile automate (ex. spălarea continuă- Secţiunea 4.9.2 )

- instalarea de aparate de măsură automate pentru a verifica nivelul de umplere (nivelmetre) şi a temperaturii lichidelor;

- înlocuirea proceselor de spălare cu jet de apă (în şarjă) cu alte procese care necesită mai puţină apă (vezi Secţiunea 4.9.1)

- optimizarea fluxului de producţie ( ex. în vopsire: vopsirea nuanţelor închise după cele de nuanţe mai deschise reduce cantităţile de substanţe folosite pentru curăţarea utilajului; în finisare: o programare corespunzătoare duce la eliminarea opririi utilajelor şi a etapelor de încălzire/răcire a acestora)

- raţionalizarea proceselor de pre-tratare pentru a se obţine calitatea necesară celorlalte procese (înălbirea nu este tot timpul necesară la materialele care vor fi vopsite în nuanţe închise)

- combinarea diferitor tratamente umede într-o singură operaţie (uscarea, încleierea şi înălbirea – secţiunea 4.5.3)

256

- reutilizarea apei (reciclarea apei uzate rezultate de la ultima operaţie de clătire, reutilizarea băii de vopsire, reciclarea apei din prima operaţie de spălare a covoarelor pentru utilizarea în ultima baie de spălare, debitele din contracurent în spălarea continuă – secţiunea 4.6.22)

- reutilizarea apei de răcire ca apă de proces (şi de asemenea pentru recuperarea căldurii)

De notat că daca apa este reutilizată/reciclată, este importantă o deosebire între apa uzată şi apa consumată. Când apa este reutilizată în proces , consumul total de apă scade.

O a doua categorie de măsuri este:- izolarea termică a ţevilor, valvelor- ventilelor, rezervoarelor (secţiunea 4.1.5)- optimizarea boilerelor (reutilizarea apei condensate, preâncălzirea rezervei de aer, încălzirea gazelor de combustie )- separarea fluxurilor de apă rece şi caldă înainte de procesul de recuperare- instalarea sistemelor de recuperare a apei din gazele de proces ( un exemplu este prezentat în secţiunea 4.8.1)- instalarea de motoare electrice cu frecvenţă controlată- controlul nivelului de umezeală în aerul circulat şi în procesul de spălare a textilelor (secţiunea 4.8.1)- ajustarea corectă a echipamentelor din cadrul procesului de uscare/condiţionare pentru obţinerea unei temperaturi şi a unui timp de proces optime

Managementul apelor uzate

Următoarele măsuri pot fi identificate:- captări separate ale apelor cu concentraţii mari şi mici de substanţe, pentru un tratament mai

eficient- separarea deşeurilor solide care nu pot fi evitate- reducerea ambalajelor- utilizarea containerelor returnabile- reciclarea deşeurilor textile(resturi textile,rebuturi,scame etc.)

Principalele beneficii pentru mediu

Principalele avantaje din punct de vedere al protecţiei mediului care pot fi obţinute prin optimizare sistematică şi măsuri de management sunt realizarea unor economii în consumul de substanţe, auxiliari, apă şi energie şi minimizarea emisiilor.

Condiţiile de muncă sunt de asemenea mai bune.

Date operaţionale

Variază în funcţie de măsurile luate. Referinţe asupra unor informaţii mai complete sunt date mai sus.

Efecte generale, adverse

Nu există.

257

Aplicabilitate

Cele mai multe dintre metodele descrise sunt ieftine şi nu necesită investiţii în echipamente, deşi unele nu pot fi aplicate peste tot din considerente de spaţiu, logistică şi de necesitatea unor modificări structurale majore. În particular, disponibilitatea de spaţiu poate fi o problemă în fabricile existente, dacă se doreşte implementarea anumitor tehnici de optimizare a boilerelor şi a instalaţiilor de recuperare a căldurii. [311, Portugalia, 2002]

Unele măsuri, cum ar fi instalarea sistemelor automate de dozare şi a echipamentelor de control automat pot fi scumpe, în funcţie de cât de complexitatea acestora.

Buna aplicare a acestor măsuri depinde de înţelegerile şi de tehnica de conducere a managerilor. Standarde cum ar fi EN ISO 9000 ff, EN ISO 14001 şi EMAS vor ajuta abordarea. Informaţiile şi comunicarea sunt necesare la toate nivelele din cadrul unităţii, ca şi în lanţul de distribuţie.

Considerente economice

Măsurile prezentate aduc o îmbunătăţire a gradului de funcţionare şi a indicelui de productivitate, lucruri care sunt benefice din punct de vedere economic. Principalele îmbunătăţiri sunt aduse consumurilor de apă, energie, substanţe şi în costurile apei uzate, a purificării gazelor emise şi a evacuării deşeurilor solide.

Beneficiile implementării

Economii financiare, îmbunătăţirea condiţiilor de muncă, îmbunătăţirea performanţelor de mediu şi încadrarea în legislaţie, sunt principalele motive ale implementării tehnicilor de management prezentate.

Fabrici de referinţă

Diferite fabrici de prelucrare din Europa au implementat aceste tehnici descrise mai sus pentru a îmbunătăţi performanţele de mediu şi lucrează acum în conformitate cu principiile de management.

Literatură de referinţă

[192, Danemarca – EPA, 2001][179, UBA, 2001][51, OSPAR, 1994][77, EURATEX, 2000] [11, US EPA, 1995] [32, ENco, 2001] [187, INTERLAINE, 1999]

4.1.2. Inventarierea/evaluarea consumurilor/produselor

Toate problemele de mediu sunt direct legate de consumuri/emisii. În scopul identificării unor priorităţi economice şi de mediu, este vitală cunoaşterea a cât mai multor lucruri despre cantitatea şi calitatea materialelor de consum.

Inventarul consumurilor/produselor poate fi realizat la nivele diferite. Cel mai general este inventarul anual asupra unităţii.

258

Figura 4.1 indică o schemă de consumuri/produse. Începând cu valorile anuale, consumul specific şi factorii de producţie (ex: consumul de apă/kg de material textil sau cantitatea de CCO în apa uzată/kg de material prelucrate), factorii pentru industria textilă pot fi calculaţi. Deşi aceşti factori admit nişte limite, ei permit comparaţii cu alte procese similare şi permit stabilirea unor baze de comparaţie pentru factori de emisie şi consumuri. Datele disponibile asupra diferitelor categorii de ape uzate au fost prezentate în capitolul 3.

259

Figura 4.1: Schema consumurilor/produselor anuale, cu factorii de emisie specifici, la nivel de fabrică [179, UBA, 2001]

Listarea şi evaluarea sistematică a substanţelor aplicate (coloranţi şi pigmenţi, auxiliari textili şi substanţe de bază) este foarte importantă pentru identificarea componentelor critice. Este de aceea recomandabil să se utilizeze opt formulare, unul pentru fiecare dintre următoarele clase (vezi tabelul 4.1):

- auxiliari şi agenţi de finisare pentru fibre şi fire- agenţi de pre-tratare- auxiliari textili pentru vopsire şi imprimare- agenţi de finisare- auxiliari tehnici cu scopuri multiple în industria textilă- auxiliari nemenţionaţi în „Ghidul auxiliarilor textili” „Melliand/TEGEWA, 2000”- substanţe de bază (toţi componenţii anorganici, toţi acizii organici alifatici, toţi agenţii organici

de reducere şi oxidare, ureea)- coloranţi şi pigmenţi

Primele şase categorii sunt identice cu cele din „Ghidul auxiliarilor textili”.

Următorul tabel arată un exemplu de formular pentru vopsire şi imprimare:

260

Formular 3

Anul

3. Auxiliari textili pentru vopsire şi imprimare3.1 Solubilizatori pentru coloranţi şi agenţi hidrofobi 3.13 Emulgatori pentru imprimarea pe bază de benzină 3.2 Agenţi de dispersie şi substanţe coloidale de protecţie 3.14 Agenţi de îndepărtare a straturilor de vopsea superficiale3.3 Agenţi de umezire pentru vopsire, agenţi de deaerare 3.15 Adezivi pentru imprimare şi tivire3.4 Agenţi de omogenizare 3.16 Agenţi de oxidare3.5 Agenţi de suport 3.17 Agenţi reducători3.6 Agenţi de prevenire a cutelor 3.18 Agenţi şi asistenţi de epurare3.7 Agenţi de protejare a vopselei, agenţi de prevenire a decolorării prin spălare 3.19 Agenţi de rezistenţă3.8 Auxiliari de impregnare a materialului 3.20 Mordanţi3.9 Acceleratori de fixare pentru vopsire şi imprimare în proces continuu 3.21 Agenţi de decolorare şi îndepărtare a surplusurilor3.10 Agenţi de finisare 3.22 Agenţi de protejare a fibrei3.11 Agenţi de menţinere a stratului de vopsea 3.23 Regulatori de pH, agenţi de dispersie acizi şi baze alcaline3.12 Agenţi de îngroşare a imprimeurilor

Nr. Denumire comercială

Caracteristici chimice

Procesul în care se aplică

Simbol de pericol

Consum anual (kg/an)

Degradare biologică (%) +mod de testare

Valoare CCO (mg O2/g)

Valoarea CBO5

(mg O2/g)

Metale grele(mg/g)

Conţinut de halogeni (mg/g)

Încărcătura de CCO(kg/O2/an)

3.16 Revatol S Gran

Acid nitrobenzen sulfonic, sarea de

Na

vopsire Xi 5400 >90; OECD 302B

0.990 5346

3.04 Alviron OG-BM fl.

Formulaţii de surfacanţi şi alcooli cu

temperaturi înalte de ferbere

vopsire --- 3800 >80; după adaptare

0.760 2888

3.17 Cyclanon ARC Ptv.

Derivat al acidului sulfinic şi agenţi

de dispersie

vopsire Xi 3650 20 – 70; OECD test de

confirmare

0.335 1223

3.02 Lamepon UV fl.

Polizaharid vopsire --- 2500 >70; OECD 302B

0.350 875

3.04 Drimagen E2R fl.

Polieter aromatic sulfonat

vopsire Xi 1300 46; OECD 302B 0.616 801

3.23 Sandacid PBD fl.

Derivat al acidului carbonic alifatic

vopsire --- 1250 80; OECD 302B 0.309 386

3.04 Peregad P fl.

Poliamidoamine vopsire --- 850 >70; OECD test de confirmare

0.430 366

3.23 Egasol 910 Plv.

Amestec de săruri organice şi anorganice

vopsire Xi 620 --- ---

3.10 Indosol E-50 fl.

Poliamină alifatică vopsire --- 480 89; OECD 302B 0.420 202

261

Tabelul 4.1: Formular de listare a auxiliarilor textili necesari pentru procesele de vopsire şi imprimare[179, UBA, 2001]

262

Tabelul permite la o primă verificare, calculul de substanţe aplicate materialului şi cantitatea de CCO introdusă în proces prin aceste substanţe. Informaţiile asupra coeficientului de biodegrabilitate ar trebui să constituie un factor esenţial în decizia alegerii substanţelor şi a proceselor. Imaginea de ansamblu, totuşi poate fi reprezentată numai prin cunoaşterea componentelor fiecărui ingredient comercial utilizat. În plus, biodegrabilitatea unei substanţe trebuie verificată foarte strict, pe baza proprietăţilor acesteia şi pe baza testelor.

Următorul nivel este cel de proces. Capitolul 3 conţine exemple de analize a emisiilor pentru anumite procese specifice industriei textile. În multe cazuri acest nivel de informaţii conduce direct la identificarea sectoarelor care necesită optimizări şi îmbunătăţiri. Figura 3.9 prezintă un exemplu de intrări/ieşiri (bilanţ de material) pentru un tip de consum (exemplul se ocupă cu analiza consumului de apă şi energie, dar o astfel de abordare poate fi concepută pentru toate consumurile).

Principalele beneficii pentru mediului

Inventarul descris pentru intrări/ieşiri (bilanţuri de materiale) este o unealtă de management esenţială, pentru identificarea secţiilor care necesită îmbunătăţiri, din punct de vedere economic dar şi a impactului asupra mediului. O astfel de analiză este forte bună pentru îmbunătăţirea continuă a proceselor.

Date operaţionale

Aplicarea unei astfel de măsuri manageriale necesită un personal de înaltă calificare şi o conducere managerială specializată. Munca acestor experţi de obicei merită, dar nu este încă general apreciată.

Efecte generale, adverse

Nu există astfel de efecte menţionate. Din contră, inventarul elementelor de bilanţ permite considerarea efectelor încă din această fază. Acest lucru înseamnă atingerea în totalitate a unui nivel înalt de protecţie a mediului.

Aplicabilitate

Tehnica se poate aplica atât la fabricile noi, cât şi la cele existente. Condiţia este ca managementul unităţii să fie convins de eficienţa acestei metode de evaluare. Nu există limitari de nici un tip.

Considerente economice

Nu există informaţii disponibile asupra aspectului economic, dar în general vorbind, din cauza potenţialului de optimizare al acestui tip de inventar, aplicarea sa răsplăteşte efortul de implementare într-un timp scurt. [179, UBA, 2001]

Beneficiile implementării

Economii ale materialului brut şi implicit o reducere a costurilor. Aplicarea acestei metode de inventariere ajută implementarea unui sistem de management de mediu, după EMAS/ISO 14001.

Fabrici de referinţă

Există multe fabrici de finisare în Europa de vest care implementează această tehnică de bilanţ cu succes. Doar câteva dintre ele aplică acest instrument de evaluare, la nivel de proces.

263

Literatură de referinţă

[179, UBA, 2001]

4.1.3. Prepararea şi dispersia automată a soluţiilor

Descriere

În ultimii ani s-au realizat îmbunătăţiri mari în automatizarea proceselor tradiţionale, manuale cum ar fi realizarea şi dispersia substanţelor (lichide, pulberi sau paste) şi chiar a operaţiunilor de laborator.

Există acum sisteme automate de realizare a amestecurilor şi a dispersiei substanţelor. Sisteme de dozare controlate de un procesor, care poate controla exact dozele sunt astăzi preferate operaţiunilor manuale.

În cazul lichidelor de impregnare foarte concentrate pentru pre-tratare, vopsire şi finisare (procese continue sau semi-continue), este relevantă pentru protecţia mediului evitarea exceselor de substanţe. Sistemele de astăzi permit acest lucru, pe lângă faptul că pregătesc lichidul la timp pentru ca acesta să fie utilizat în proces se realizează astfel o optimizare a fluxului tehnologic. Astfel sunt minimizate surplusurile care constituie o eventuală sursă de poluare.

Mai mult chiar, sistemele moderne de dispersie şi dozaj iau în considerare cantitatea de apă utilizată pentru operaţiunea de vopsire, în funcţie de calitatea agenţilor folosiţi şi a pierderilor din reţea. Acest lucru reduce consumul de apă dar tot presupune amestecarea substanţelor înainte de proces. Există şi instalaţii care nu prepară lichidul înainte de proces, ci distribuie componenţii direct în baie; acest lucru presupune existenţa unor instalaţii individuale pentru fiecare component. Ca rezultat, acest mod de amestec al substanţelor (direct pe fibră) nu presupune curăţarea băilor, pompelor şi ţevilor, realizându-se astfel o economie de substanţe. Acest lucru este pus în practică în general la liniile moderne de procesare continuă.

Figura 4.2 prezintă un exemplu de sistem automat de dozare şi dispersie a substanţelor, pentru pre-prepararea lichidelor de proces şi a celor de finisare. Dispozitive similare pot fi folosite şi în procesele semi-continue (impregnarea în şarjă la rece – secţiunea 4.6.7) şi continue.

Figura 4.2: Exemplu de sistem automat de dispersie a substanţelor

Pe lângă îmbunătăţirile menţionate, cele mai recente echipamente de dozare pentru industria producătoare de covoare şi de procesarea materialului brut, deşi scumpe, merită menţionate. Cel mai avansat echipament permite prepararea, dozarea şi dispersia în timp real, pe linie, a

264

componentelor, individual. Cele mai moderne echipamente lucrează pe principiul „culoare la cerere”; nu mai sunt necesare măsurători manuale, lichidele fiind aplicate digital şi cantitativ. Ca rezultat, nu se elimină reziduuri lichide la sfârşitul procesului.

Îmbunătăţiri majore s-au realizat şi asupra operaţiilor de laborator. Toate operaţiunile de laborator, necesare pentru vopsirea în şarjă sunt acum realizate cu echipamente automate, eliminându-se astfel intervenţia manuală. Aceste sisteme automate au fost aplicate cu succes în vopsitorii de mare capacitate.

Principalele beneficii pentru mediu

Automatizarea conduce la un număr însemnat de beneficii pentru mediu.

În primul rând, controlul atent al proceselor conduce la o performanţă mai bună („încă de la început” – right-first-time), lucru care înseamnă minimizarea măsurilor de corecţie cum ar fi reprocesarea, revopsirea sau reajustarea nuanţei.

În al doilea rând, sistemele automate cu prepararea „chiar la timp” a lichidelor pentru proces şi de dispersie separată, permit reducerea poluări apelor cu deşeuri şi alte substanţe reziduale. Acest lucru este deosebit de important pentru liniile de procesare continuă.

O altă problemă importantă este considerată a fi şi gradul de încărcare a mediului de lucru, problemă rezolvată de noile sisteme automate în mare parte prin înlăturarea proceselor manuale şi deci a factorului uman.

Date operaţionale

Sistemele automate necesită totuşi personal calificat, care să cunoască modul de lucru al acestora; de obicei o singură persoană poate opera cu uşurinţă o astfel de instalaţie.

Sistemele automate pentru amestecul prafurilor sunt foarte sofisticate, în special cele pentru adăugarea cantităţilor mici. Dozarea de mare precizie este fundamentală, în special în ceea ce priveşte compunerea nuanţelor. Sistemele moderne pot doza cantităţi de colorant (pulbere) de 0.8 g [289, Comm., 2002]

Datele provenite de la o instalaţie de vopsire a materialului ( 5500 tone/an) arată îmbunătăţiri mari ale consumurilor de substanţe, prin instalarea sistemelor automate de dozare şi dispersie.

Înainte DupăSecunde 1.6 0.9% (43% reducere)Reprocesare 4.5% 3.7% (17% reducere)Reducerea costurilor substanţelor 11.2%Reducerea costurilor salariale 10%Creşterea eficienţei utilajelor de vopsire 5%

Un alt exemplu este cel al unui producător Italian cunoscut, care prin instalarea unor sisteme automate de dozare şi dispersie, nu necesită o operaţiune de încercare (testare pe şarjă) a coloranţilor pe material, lucru care necesită un timp îndelungat cumulat la ziua de lucru. [289, Comm., 2002]

Laboratoarele automate pot reduce reprocesarea la 2 – 3% din producţia totală.

Efecte generale, adverse

265

Nu s-au observat astfel de efecte.

Aplicabilitate

Tehnicile prezentate în această secţiune sunt aplicabile atât la fabricile noi cât şi la cele vechi. Totuşi, excepţie fac sistemele şi laboratoarele sofisticate de dispersie şi dozaj, bazate pe principiul „culoare la cerere”, care sunt foarte scumpe, fiind deci aplicabile doar în fabricile mari.

Conform informaţiilor obţinute de la distribuitori, mărimea şi vechimea fabricilor nu prezintă un criteriu de achiziţionare a echipamentelor. Exemple sunt disponibile pentru unităţi de producţie cu capacităţi variind între 70 t/zi şi 5 t/zi [289, Comm., 2002].

Totuşi lipsa spaţiului poate constitui o problemă pentru fabricile existente, în special pentru instalaţiile de vopsire. În timp ce instalaţiile de dozare ale substanţelor lichide sunt uşor de automatizat pentru că folosesc un număr mic de substanţe, lipsa de spaţiu constituie o problemă importantă pentru fabricile mari, care necesită instalaţii de dozare ale mai multor substanţe.

De obicei este ieşită din comun o instalaţie de vopsire cu 150/200 de culori în uz. În majoritatea cazurilor, se folosesc 15 culori/fibră, la o medie de 6 fibre diferite rezultând un număr de 90 de culori [289, Comm., 2002].

De obicei sunt automatizate dozările de coloranţi care sunt folosiţi în proporţiile cele mai mari. O situaţie tipică este cea a unei fabrici care utilizează 60 de coloranţi cu un consum zilnic de 5 – 6 kg şi 20 de coloranţi în cantităţi de 10 g/zi. Într-o asemenea situaţie, fabrica va decide automatizarea celor 60 de coloranţi cu un consum mai mare, menţinând procesul manual pentru ceilalţi 20. Această practică va încuraja utilizarea coloranţilor automatizaţi, în defavoarea celorlalţi.

În cadrul sistemelor automate de dispersie separată a substanţelor, rezultatele asupra mediului sunt uimitoare în special la secţiile care folosesc cantităţi mari de substanţe şi agenţi auxiliari în procese continue de lungă durată (unde volumul mort din sistemul de distribuţie este comparabil cu cel din instalaţia de impregnare). În situaţia în care o cantitate de substanţă nu este utilizată într-un proces, aceasta poate fi uşor reciclată pentru următorul. Această tehnică, de vopsire şi dispersie, deşi scumpă poate fi folosită în instalaţiile cu un număr mic de culori (maxim 9), dar volumele de substanţe recuperate sunt destul de mari pentru a încuraja investiţia.

Considerente economice

Costul investiţiilor pentru sistemele de dozare automată depinde de numărul de maşini deservite, şi a lichidelor preparate; valorile variază între 230000 EURO şi 310000 EURO. Pentru coloranţii sub formă de pulbere, valoarea unei astfel de investiţii se ridică la 250000 – 700000 EURO, în timp ce instalaţiile de preparare ai auxiliarilor pot costa între 110000 şi 310000 EURO. Cifrele raportate nu includ preţurile ţevilor şi ale racordurilor. [289, Comm., 2002]

Investiţia poate fi amortizată prin reducerea consumului de substanţe şi a emisiilor de apă cu până la 30%, conform rapoartelor [179, UBA, 2001].

Cele mai frecvent automatizate sunt staţiile de substanţe, din motive de sănătate şi siguranţă, dar şi datorită investiţiilor mici necesare (număr limitat de substanţe utilizate în proces) [289, Comm., 2002].

Beneficiile implementării

266

Principalul beneficiu al implementării echipamentelor automatizate, este cel al eficientizării proceselor şi al încadrării în limitele de siguranţă şi sănătate cerute de lege.

Fabrici de referinţă

Fabricile care beneficiază de astfel de echipamente deţin în Europa o proporţie de peste 60% din vopsitoriile şi imprimeriile existente. Cele mai obişnuite instalaţii achiziţionate sunt cele pentru auxiliari (70%), în timp ce sistemele automate de dispersie şi dozare pentru coloranţii sub formă de pulbere reprezintă doar un procent de 20% [189, Comm., 2002].

Câteva exemple de instalaţii de preparare „chiar la timp” sunt fabrici din Germania:

Există multe alte exemple de instalaţii dotate cu echipamente automatizate, în Europa şi în întreaga lume.

Literatură de referinţă

[179, UBA, 2001][171, GuT, 2001][76, Colorservice, 2001][289, Comm., 2002].

4.1.4. Optimizarea consumului de apă în operaţiunile din industria textilă

Descriere

Procesarea textilelor este un sector cunoscut cu o cerinţă mare de apă. Multe tehnici din acest capitol, incluzând unele măsuri de management a unităţilor, menţionate deja, se ocupă şi cu măsurile de zreducere a consumului de apă. Unele aspecte sunt valabile pentru mai multe tipuri de tratamente. Această secţiune are în vedere o sumă de factori, a căror ameliorare ar conduce la optimizarea consumului de apă.

Controlul consumului de apă

O importanţă deosebită pentru optimizarea consumului de apă o are în primul rând colectarea corectă a informaţiilor. Acest proces de evaluare al consumului de apă ar trebui să facă parte dintr-un program mai larg de colectare a informaţiilor specifice consumurilor (vezi secţiunea 4.1.2).

Cât despre consumul de apă, datele deja evaluate pot oferi o imagine realistă asupra necesităţilor de optimizare ale consumului de apă. Analiza proceselor care necesită utilizarea apei este fundamentală pentru trasarea unor priorităţi şi pentru identificarea potenţialelor procese poluatoare. Consumul de apă ar trebui monitorizat şi înregistrat la nivel de utilaj/proces, iar echipamentele de măsurare ar trebui întreţinute şi calibrate periodic.

Reducerea consumului de apă

1. prin îmbunătăţirea tehnicilor de lucruTehnicile de lucru necorespunzătoare, şi absenţa unui sistem automat de control poate duce la importante pierderi de apă. Exemple:

267

- în timpul filtrării şi al spălării, valvele (ventilele) cu control manual ar putea conduce la utilizarea unei cantităţi mult mai mari de apă, decât necesarul

- în timpul imersiei fibrei în apă (la spălare) pot apare pierderi de 20% din cantitatea de apă utilizata; în acelaşi mod pot apar pierderi de coloranţi şi alte substanţe periculoase

Importante în acest sens sunt pregătirea personalului şi cunoaşterea documentaţiei şi a tehnologiei de lucru.. Utilajele pentru vopsire ar trebui cel puţin dotate cu echipamente moderne de control a debitelor şi a temperaturii lichidelor.

2. prin reducerea proporţiei lichidelorÎn procesele de vopsire continuă, coloranţii sunt aplicaţi sub forma unui amestec concentrat. Cantităţile de apă astfel consumat pe kg de material procesat este destul de mic, chiar şi în cazul utilizării unor sisteme convenţionale. Acest volum poate fi chiar mai mic prin utilizarea sistemelor moderne (Secţiunea 10.4.2).

După cum s-a explicat în secţiunea 2.7.8.2, procesele pe şarje necesită un nivel mai mare de apă per kilogram de material, deşi s-au adus destule îmbunătăţiri şi în aceste procese. Toţi producătorii mari de echipamente au acum unităţi de vopsire la rapoarte mici de lichid. O astfel de investiţie este benefică întrucât va reduce costurile de operare şi va creşte productivitatea prin reducerea timpului de proces. (secţiunile 2.7.8.2 şi 4.6.19).

3. îmbunătăţirea eficienţei procesului de spălareAtât în procesele de şarjă, cât şi în cele continue, consumul de apă pentru spălare este semnificativ mai mare decât cel necesar pentru tratament în sine (exemplu: vopsire – secţiunea 2.7.8.2). utilajele de spălare moderne, pentru procese continue au o eficienţă ridicată în ceea ce priveşte consumul de apă. Pentru procesele în şarjă, nu s-a dezvoltat încă o tehnică rapidă de spălare utilizând cantităţi reduse de apă; din acest motiv raportul de lichid nu este întotdeauna corelat cu un consum mic de apă.

Această problemă a fost abordată recent de producătorii de utilaje şi de coloranţi. Îmbunătăţirile aduse au făcut procesul de spălare în şarjă oarecum comparabil cu cel continuu. Un raport constant de lichid pentru şarje de dimensiuni diferite este acum o caracteristică a echipamentelor produse. Tehnici eficiente de spălare au fost dezvoltate pentru procese în şarjă. Mai mult chiar diferite funcţii specifice procesului de spălare continuă au fost adaptate procesului de spălare în şarjă (secţiunea 4.6.19):

- diferenţierea proceselor în funcţie de material- separarea lichidului de proces de cel de spălare- extragerea lichidelor pentru procese mecanice, pentru a îmbunătăţi eficienţa spălării- utilizarea operaţiilor în contra-curent;

4. combinarea proceselor

Combinarea şi programarea proceselor reduce numărul de deversări de substanţe. Acest lucru este de multe ori potrivit pentru operaţiile de pre-tratare (spălare/încleiere, înălbire –vezi Secţiunea 4.5.3). În unele cazuri procesul de pre-tratare poate fi combinat cu cel de vopsire (doar unele stadii).

Reutilizarea(recircularea) apei

Procesele în şarjă permit cu greutate o reciclare a apei. Pentru realizarea acestui proces, trebuie puse la dispoziţie anumite spaţii de depozitare. Probleme de acest gen apar în general la procesele în şarjă.

268

În prezent procesele pe bază de contra-curent sunt disponibile şi în şarjă. Există echipamente pentru separarea aburului de deşeuri şi reutilizarea lui. De exemplu, apa utilizată pentru o încărcătură anterioară poate fi recuperată şi utilizată în procesul de înălbire, care apoi poate fi utilizată în procesul de spălare a şarjei următoare.

Exemple de reciclare a apei sunt date în acest capitol (secţiunile 4.6.22 şi 4.7.7).

Separarea lichidelor de spălare şi de proces este un factor esenţial pentru reutilizarea apei. Această caracteristică a echipamentelor moderne este esenţială pentru reducerea consumului de apă.

Principalele beneficii pentru mediu

Sunt posibile economii importante de apă şi energie (energia este utilizată în mare măsură pentru a încălzi băile de proces).

Date operaţionale

Următoarele consumuri de apă sunt considerate realiste pentru datele raportate în acest capitol (calculate după considerentele din capitolul 3)[179, UBA, 2001]:- finisarea firului 70 – 120 l/kg- finisarea tricoturilor 70 – 120 l/kg- imprimarea cu pigment a tricoturilor 0.5 – 3 l/kg- finisarea ţesăturilor din fibre celulozice 50 – 100 l/kg- finisarea ţesăturilor din fibre celulozice (+imprimare) < 200 l/kg- finisarea ţesăturilor din lână < 200 l/kg- finisarea ţesăturilor din lână (rapoarte mari de lichide) < 250 l/kg

Efecte generale, adverse

Nu există.

Aplicabilitate

Principiile menţionate sunt aplicabile la toate nivelele.

Considerente economice

În instalaţiile deja existente poate apărea necesitatea unor modificări structurale (pentru separarea aburului).

Fabrici de referinţă

Vezi referinţele echivalente din acest document.

Literatură de referinţă

[179, UBA, 2001][204, L. Bettens, 2000][208, ENco, 2001][11, US EPA, 1995]

4.1.5. Izolarea utilajelor cu temperatură mare

269

Descriere

Izolarea ţevilor, valvelor (ventilelor), rezervoarelor şi a utilajelor este un principiu general de bun management al fabricii, care ar trebui aplicat la toate nivelele de procesare.

În această secţiune un exemplu este dat pentru economiile de energie atinse prin izolarea utilajelor cu mare temperatură.

Principalele beneficii pentru mediu

Utilizarea mai raţională a energiei.S-a raportat un consum cu 9% mai mic de energie pentru instalaţiile de mai temperaturi izolate [146, Energy Efficiency Office UK, 1997].

Date operaţionale

Natura acestui proces poate duce la contactul apei cu materialul de izolare, deci acest strat este expus la acţiunea substanţelor şi a şocurilor fizice. Deci orice strat izolator ar trebui acoperit cu substanţe rezistent la apă.

Efecte generale, adverse

Nu există.

Aplicabilitate

Aplicare generală.

Considerente economice

Un calcul al coeficienţilor de reţinere a căldurii pentru diferite materiale izolatoare [179, UBA, 2001] este dat mai jos.

Datele de referinţă pentru calcule sunt:- oţel inoxidabil 15.1 W/m2K- material izolator 0.766 W/m2K- temperatura de vopsire 110 0C- temperatura camerei 30 0C- unitate de vopsire la mare temperatură (medie de 110 0C) 10 h/zi- timp de lucru 230 h/an- costurile gazelor 0.25 euro/m3

- pierderile de energie în reţeaua de transport şi prin transformări 15%- unitate de vopsire 1 - faţă 17.5 m2.- unitate de vopsire 2 - faţă 23.5 m2

- unitate de vopsire 3 - faţă 31.6 m2

270

Unitate de vopsire 1 Unitate de vopsire 2 Unitate de vopsire 3Costul materialelor pentru izolaţie (EURO)

3838 5263 6500

Preţul instalării (EURO) 2000 2000 2000Pierderi anuale datorate radiaţiei termice (MWh/an)

45,4 60,9 81,9

Economia anuală de combustibili (EURO/an)

1434 1926 2590

Perioadă de amortizare (ani) 4,9 4,6 3,8Sursă: [179, UBA, 2001]

Tabelul 4.2: Perioada de amortizare a investiţiilor în izolarea sistemelor din cadrul instalaţiei de vopsire

Beneficiile implementării

Economiile de energie.

Fabrici de referinţă

Multe fabrici.

Literatură de referinţă

[179, UBA, 2001][146, Energy Efficiency Office UK, 1997]

4.2. Managementul calităţii fibrei produse

4.2.1. Agenţi de pregătire a fibrelor artificiale, cu performanţe îmbunătăţite de mediu

Descriere

Fibrele sintetice nu pot fi produse fără ajutorul auxiliarilor. Consecinţa utilizării acestor agenţi (de spălare, pre-tratare etc.) este prezenţa lor în apa uzată şi în emisiile din aer.

Printre auxiliarii utilizaţi, uleiurile de filare şi agenţii de pregătire aplicaţi pe fibră după producere, au fost identificaţi ca principale cauze ale poluării. Acest lucru se datorează ingredientelor utilizate şi a cantităţilor mari utilizate (secţiunea 2.6.4.2).

Agenţii de pregătire convenţionali sunt bazaţi în general pe uleiuri minerale, cu marile dezavantaje de utilizare în cantităţi mari, de stabilitate la temperaturi joase. (fumegă în timpul tratamentelor de mare temperatură), coeficient mic de biodegrabilitate, prezenţa hidrocarburilor poli-aromatice şi generarea de nămol greu sedimentabil rezultat în urma operaţiunilor de tratare a apei. (secţiunea 8.2).

Alternativele acestor agenţi care conţin uleiuri minerale sunt agenţii pe bază de [179, UBA, 2001]:- polieteri/poliesteri sau polieteri/policarbonaţi- polioli speciali- esteri speciali ai acizilor stearici, graşi

Principalele beneficii pentru mediu

271

Substanţele alternative prezintă o volatilitate mai mică şi o stabilitate mai mare. Mai mult chiar, acestea pot fi aplicate şi în cantităţi mai mici pe fibre. Ca rezultat, apare o reducere a odoranţilor la locul de muncă şi factori de emisie mai mici pentru compuşii organici volatili.

Tabelul de mai jos compară performanţele produselor alternative cu cele convenţionale, în cazul unui proces termic al materialelor închise la culoare (gri).

Substanţa Factor de emisie(g C/kg de material)

Concentraţie(mg C/m3)

Produse convenţionaleUleiuri minerale 10-16 500-800Esteri ai acizilor graşi (clasici) 2-5 100-250Produse optimizateEsteri ai acizilor stearici graşi 1-2 50-100Polioli 0,4-4 20-200polieteri/poliesteri sau polieteri/policarbonaţi

0,2-1 10-50

Sursă: [179, UBA, 2001], [77, EURATEX,2000]Notă: Adaosuri la agenţi de preparare: 2%; raportul aer/textile: 20 m3/kg; temperatura procesului de tratare: 1900C; timp de expunere: 1.5 min

Tabelul 4.3: Factorii de emisie şi concentraţia carbonului organic, în gazul rezultat de la proces

Produsele optimizate menţionate în tabel sunt mai uşor de spălat (un consum mai mic de apă, energie şi substanţe) şi sunt în general caracterizate printr-un nivel ridicat de biodegrabilitate comparativ cu agenţii pe bază de uleiuri minerale. Compuşii poliester-/polieterpolicarbonaţi prezintă grade de biodegradare mult mai bune decât uleiurile minerale. Esterii acizilor graşi stearici, pe de altă parte, reprezintă doar o îmbunătăţire minoră faţă de esterii acizilor graşi convenţionali, pentru emisiile în aer de la tratamentele termice (termofixare). Aceşti acizi sunt de fapt mai puţin volatili, dar sunt mai greu biodegradabili datorită ramificaţiilor de catenă.

Date operaţionale

Producerea firelor

Datorită problemelor de coroziune, anumite părţi ale utilajelor trebuie fabricate din oţel special. Compatibilitatea produselor alternative poliester/polieter-carbonaţi reprezintă un factor problematic întru-cât utilajele vor trebui curăţate după fiecare proces.

Producerea materialelor

Datorită problemelor de compatibilitate utilajele trebuie curăţate cu atenţie (în special în cazul auxiliarilor pe bază de poliester-/carbonaţi polieteri).

Instalaţii de finisare

Procesele din cadrul pre-tratamentului trebuie ajustate pentru noile sisteme de preparare. În unele cazuri (ex: cu auxiliarii pe bază de poliester-/polietercarbonaţi) etapele de spălare din cadrul proceselor pot fi simplificate şi chiar omise.

Efecte generale, adverse

272

Deoarece noii produşi sunt mai puţin volatili, emisiile de gaze sunt mai reduse, dar o cantitate mai mare rămân în material şi apar în apa uzată.

Totuşi, datorită cantităţilor reduse aplicate şi a coeficientului mai bun de biodegrabilitate, înlocuirea substanţelor clasice este un beneficiu. [179, UBA, 2001]

Aplicabilitate

Agenţii alternativi pot fi aplicaţi la PES, PA 6.6, PA 6, CV şi în amestecuri ale PES şi CV. Totuşi eficienţa lor depinde de fibră şi de modul de utilizare al materialului finisat. În concluzie ar trebui realizate probe de încercare. []179, UBA, 2001]

De obicei furnizorii nu pun accent pe calitatea agenţilor utilizaţi. Agenţii convenţionali sunt mai ieftini, acesta fiind un criteriu important al alegerii acestora. Problemele de mediu nu constituie o prioritate pentru managerii instalaţilor.

Considerente economice

Următoarele aspecte economice, care afectează toţi agenţii lanţului de procesare a materialelor textile ar trebui luate în considerare. [179, UBA, 2001]

Finisarea firuluiSubstanţele prezentate sunt foarte scumpe. Preţul poate fi compensat prin necesitatea unor cantităţi mai mici de aditivi.

Instalaţii de finisareNu mai sunt necesare echipamentele de reducere a emisiilor în aer şi un tratament avansat al apei uzate, ceea ce conduce la costuri mai mici de întreţinere a echipamentelor şi a depozitării deşeurilor.

Economii suplimentare pot apare în cazul agenţilor care nu mai necesită o operaţie de spălare după utilizare. Este de aşteptat o eficienţă operaţională mai mare.

Beneficii ale implementării

Minimizarea emisiilor de gaze şi economia de apă la spălare sunt principalele motive ale alegerii produşilor alternativi.

Fabrici de referinţă

Inquitex S.AVia Augusta 158,5 (a) plantaE-08006 Barcelona

273

Literatură de referinţă

[77, EURATEX, 2000], [179, UBA, 2001]

4.2.2. Înlocuirea uleiurilor minerale din lubrifianţii utilizaţi la producerea firului din lână

Descriere

Lubrifianţii de producţie sunt de obicei îndepărtaţi în timpul procesului de spălare pentru a se asigura penetrarea coloranţilor în timpul proceselor de vopsire şi finisare şi pentru a evita reacţiile care ar putea apare. Deoarece în cazul lânii procesele care au loc la început sunt cele de spălare, lubrifianţii afectează în general apa.

În cazul firelor de lână dărăcite şi a amestecurilor lânii cu alte materiale, unde sunt necesare cantităţi mai mari de lubrifianţi, uleiurile de producţie pot avea o contribuţie de 80% la emisiile de CCO din apa uzată rezultată de la instalaţia de vopsire. [32, ENco, 2001]

Lubrifianţii pe bază de uleiuri minerale sunt folosiţi universal în acest sector. Aceste substanţe nu sunt biodegradabile în totalitate prin procesele de tratare ale apei.

Mai mult chiar, lubrifianţii convenţionali pot conţine cantităţi semnificative de substanţe periculoase cum ar fi hidrocarburile aromatice şi APEO sau alţi emulgatori (vezi Secţiunea 8.2).

Uleiurile minerale sunt acum înlocuite masiv cu agenţi bazaţi pe glicoli. Substituenţii biodegradabili sunt deja accesibili [32, ENco, 2001]. Compuşii APEO pot fi acum substituiţi şi ei cu substanţe mai puţin problematice.

Principalele beneficii pentru mediu

274

Eliminarea uleiurilor minerale din procesele de laminare şi vopsire conduc la restrângerea operaţiunilor de tratare a apei uzate. Utilizarea compuşilor fără APEO ajută la reducerea potenţialului toxic-endocrin al substanţelor din apă.

Date operaţionale

În sectorul de producţie al covoarelor, utilizarea uleiurilor minerale este raportată a fi din ce în ce mai mică în ultimii ani, indicând faptul că acestea pot fi înlocuite fără efecte negative asupra proceselor.Se consideră că acelaşi lucru este valabil şi pentru întregul sector al textilelor.

Efecte generale, adverse

Comparativ cu agenţii pe bază de uleiuri minerale, pot apare cantităţi mai mari de spumă în cadrul procesului de tratare a apei.

S-a observat că lubrifianţii pe bază de uleiuri minerale sunt mai uşor de tratat pe loc, faţă de cei pe bază de glicoli, care sunt mai solubili în apă. În cazul existenţei acestor instalaţii, alegerea acestor agenţi ar putea fi critică, cei bazaţi pe uleiuri minerale fiind o soluţie mai viabilă. Sunt necesare a fi solicitate cercetări suplimentare. [32, ENco, 2001].

Aplicabilitate

Agenţii de filare sunt aplicaţi în timpul separării fibrei de deşeuri. Activităţile care implică procesele de filare în mediu umed au posibilitatea utilizării acestor lubrifianţi.

Uscătoarele primesc în cadrul procesului, fire pe care se găsesc lubrifianţi. Din acest motiv, materialul ar trebui curăţat înainte de următoarele procese, lucru posibil prin comunicarea cu beneficiarii. [32, ENco, 2001]

Considerente economice

Consecvenţa înlocuirii lubrifianţilor pe bază de uleiuri minerale cu alţii mai buni este greu de prezis întrucât este greu de măsurat cantitatea de fir obţinută dintr-o anumită masă de material brut, iar schimbările foarte mici ar putea afecta latura financiară a procesului. Tipul de lubrifiant aplicat poate avea un impact semnificativ asupra producţiei [32, ENco, 2001].

Beneficiile implementării

Respectarea legislaţia de protecţie a mediului.

Fabrici de referinţă

Multe în Europa.

Literatură de referinţă

[32, ENco, 2001]

275

4.2.3. Substituirea uleiurilor minerale din procesul de producţie a tricoturilor

Descriere

Procesul de producţie al tricoturilor necesită o lubrifiere bună a acelor şi ale celorlalte părţi mecanice ale utilajelor. Cantitatea de substanţe folosită depinde de tipul procesului, de utilaj şi de viteza acestuia.

Firul transferat utilajului pentru obţinerea tricoturilor conţine o parte din aceşti lubrifianţi. Ca rezultat tricotul final poate conţine 4 – 8% (din cantitatea de lichide) uleiuri minerale care trebuie înlăturate în timpul procesului de pre-tratare (faza următoare procesului).

Uleiurile convenţionale utilizate în obţinerea tricoturilor (uleiuri minerale cu formule de bază) pot fi îndepărtate doar prin emulsii cu detergenţi sau agenţi anti-depunere. Procesul se desfăşoară în condiţii alcaline la temperaturi de 80 – 100 0C. Consumul de apă este de aproximativ 10 l/kg de material, iar timpul de proces este de 30 – 60 minute.

Tehnica propusă pentru înlăturarea uleiurilor minerale din procesul de producţie este cea de utilizare a uleiurilor hidro-solubile.

Pentru tricoturile din bumbac sau amestecuri ale bumbacului cu alte fibre, aceste uleiuri hidrosolubile pot fi uşor îndepărtate la 40 0C. Acest lucru face posibilă spălarea şi albirea într-un singur proces, realizându-se astfel economii de apă şi energie.

Tricoturile din fibre sintetice (poliesteri sau poliamide) suferă de multe ori un proces de termofixare înainte de spălare. În cazul utilizării agenţilor convenţionali, pe bază de uleiuri minerale, în timpul acestui proces apar emisii de fum, iar agenţii rămaşi în material sunt greu de îndepărtat.

De asemenea, în acest caz, este de multe ori posibilă utilizarea unor uleiuri solubile în apă în locul agenţilor convenţionali, operaţia de spălare putând fi îndeplinită înaintea termofixării. Spălarea are loc printr-un proces continuu, utilizând un utilaj de înaltă performanţă (tip TVE-Escale de exemplu). După această operaţie, materialul este trimis la vopsit, spălat şi finisat. În acest fel emisiile de fum descrise sunt minimizate.

Principalele beneficii pentru mediu

Spre deosebire de lubrifianţii convenţionali, uleiurile hidrosolubile pot fi îndepărtate mai uşor din material. Acest lucru ajută la reducerea consumurilor de apă, energie şi substanţe, împreună cu timpul de proces. Mai mult chiar, aceste uleiuri sunt raportate a fi biodegradabile (conform testelor 301C a OECD)[295, Spania, 2002], lucru care face efluentul mai uşor tratabil.

În cazul fibrelor sintetice, unul dintre avantajele utilizării acestor lubrifianţi este reducerea emisiilor în aer prin fumul rezultat prin utilizarea lubrifianţilor convenţionali.

Date operaţionale

Substanţele descrise ca alternativă, în această secţiune, produc emulsii stabile care îşi păstrează caracteristicile pentru trei zile. [295, Spania, 2002].

Efecte generale adverse

276

În cazul utilizării uleiurilor hidro-solubile şi a unor utilajelor de spălat de mare eficienţă, efluentul rezultat este mai curat, acest lucru contribuind la îmbunătăţirea factorilor de mediu.

Aplicabilitate

Aceşti lubrifianţi pot fi utilizaţi atât în fabricile noi cât şi în cele existente. Totuşi au fost observate efecte corosive în unele instalaţii.

Cât priveşte tipul de fibră, lubrifianţii hidro-solubili prezentaţi pot fi utilizaţi pentru obţinerea tricoturilor din fibre celulozice şi amestecuri ale acestora şi din fibre sintetice, în special poliesterice şi poliamidice, şi din amestecurile acestora cu alte fibre sintetice sau naturale.

Întrucât tehnica necesită controlul direct asupra lubrifiantului, implementarea poate fi problematică în cazul instalaţiilor neintegrate, sau pentru operaţii de finisare individuale (şarje). În acest caz ar fi necesară atenţionarea beneficiarilor în vederea îndepărtării acestor substanţe din fibră.

Unele tricoturi sintetice trebuie termofixate înainte de spălare. În acest caz apare necesitatea tratării fumului emis din acest proces cu ajutorul unui precipitator electrostatic. Avantajul este acela că uleiul astfel recuperat poate fi depozitat separat de celelalte deşeuri contribuind astfel la reducerea contaminării efluentului. Economiile de energie sunt un alt avantaj al utilizării acestor lubrifianţi. Mai multe detalii în secţiunea 4.10.9.

Considerente economice

Costul total al implementării acestei tehnici este comparabil cu preţul tehnicii convenţionale. Deşi preţul lubrefianţilor hidro-solubili este mai mare, acesta este acoperit de operaţiunile de tratare a apei uzate şi a productivităţii mai bune obţinute.

Beneficiile implementării

Respectarea limitelor stricte impuse de legislaţia de mediu, pentru emisiile în aer şi apă.

Fabrici de referinţă

Multe fabrici.

Literatură de referinţă

[295, Spania, 2002]

4.2.4. Selectarea agenţilor de încleiere cu performanţe de mediu îmbunătăţite

Descriere

Agenţii de încleiere sunt aplicaţi asupra firului brut pentru a se evita ruperea sa în timpul operaţiunilor de ţesere. La sfârşitul operaţiunii aceşti agenţi de încleiere trebuie îndepărtaţi complet din material. Acest lucru se realizează într-un proces opus de descleiere în care sunt consumate cantităţi mari de apă şi substanţe. Efluentul rezultat conţine cantităţi mari de CCO/CBO (30 – 70%

277

din totalul de CCO) şi chiar de substanţe greu biodegradabile care ar putea depăşi procesul de tratare fără a fi diluate. În unele cazuri cantităţile de lichide pot fi recuperate, dar de obicei acestea sunt trimise direct la staţia de tratare.

Pe lângă tehnicile de reducerea a cantităţii de auxiliari necesari, cum ar fi preumezirea (Secţiunea 4.2.5) selecţia agenţii propuşi poate contribui la un impact pozitiv asupra mediului.

Aceşti agenţi optimizaţi ar trebui să se supună următoarelor caracteristici:- eficienţă ridicată cu necesari minimi de auxiliari- posibilitatea îndepărtării complete din material- uşor biodegradabili şi eliminabili (> 80% după şapte zile conform testului OECD 302 B)

În prezent există formule care conţin compuşi uşor biodegradabili / bioeliminabili, care acoperă toate necesităţile. Amidonul şi anumiţi compuşi galactani, alcooli polivinilici şi anumiţi poliacrilaţi pot satisface aceste necesităţi.

Mai mult chiar, ultima generaţie de poliacrilaţi pot îndeplini în întregime condiţiile de mai sus. În primul rând utilizarea acestor compuşi sintetici nu necesită o cantitate mare de alte substanţe şi nu afectează în nici un fel procesele de ţesere. În al doilea rând, aceşti poliacrilaţi pot fi îndepărtaţi cu apă, fără alte substanţe de adaos.

Aceste substanţe pot fi aplicate pe aproape orice material, excepţii făcând doar poliesterii de filare şi materialele supuse anumitor procese de finisare, care ar putea pune probleme de calitate. De exemplu, probleme tehnice în stadiul de finisare apar la poliacrilaţii de acest gen folosiţi la tratarea fibrei de bumbac care va fi trimisă la procesul de reducere „la intrarea la apă”. [281, Belgia, 2002]

Pentru aceste materiale, poliacrilaţii alternativi sunt folosiţi alături de alţi agenţi de încleiere, de obicei PVA pentru a creşte vâscozitatea mediului de prelucrare .

Principalele beneficii pentru mediu

Aplicarea agenţilor de încleiere biodegradabili / bioeliminabili conduce la reducerea semnificativă a concentraţiei CCO , care ar putea trece nedescompus de instalaţia de tratare a apei uzate şi descărcat în apele naturale.

Avantaje semnificative apar, în cazul utilizării agenţilor de încleiere uşor îndepărtabili prin spălare. Cantităţi mai mici de substanţe auxiliare, înseamnă cantităţi mai mici de CCO care trebuie descărcate în efluent; în timp ce procesul de spălare se realizează mai uşor, aducând cu sine economii de substanţe, agenţi şi apă. Utilizând utilaje eficiente de spălat , sunt necesare cantităţi mici de apă pentru a îndepărta agenţii, fără auxiliari adiţionali (emulsificatori).

Alcoolii poliacrilaţi, polivinil şi amidonul modificat nu sunt numai uşor biodegradabili, dar sunt şi potriviţi şi procesului de recuperare. Poliacrilaţii moderni au avantajul de a fi aplicaţi cu orice tipi de agenţi de încleiere. Acest lucru înseamnă că pot fi uşor de reutilizat în procesul de ţesere.

Date operaţionale

Curbele de biodegrabilitate pentru şapte combinaţii de agenţi alternativi bazaţi pe amidon modificat noua generaţie de alcooli polialchilaţi polivinil şi anumiţi galactani sunt prezentate în figura 4.3.

278

Figura 4.3: Curbele de bioeliminare a şapte agenţi alternativi de încleiere cu biodegrabilitate mai mare de 80% după 14 zile, bazate pe teste Zahn-Wellens [179, UBA, 2001]

Amidonul modificat este îndepărtabil cu ajutorul apei (totuşi mai greu decât în cazul poliacrilaţilor modificaţi), iar procesul nu necesită agenţi de descleiere enzimatici sau oxidanţi. Produşii sunt bioeliminabili, dar dau naştere unei vâscoze şi unui nămol filamentos, greu de stabilizat.

Alcoolul polivinilic este uşor de spălat la un pH mediu şi este recuperabil. În condiţii alcaline, îşi măreşte volumul şi dă naştere unei vâscoze greu de îndepărtat. Alcoolul polivinilic este biodegradabil doar în condiţii speciale, cum ar fi eliminarea nămolului activat rezultat, temperaturi nu mai mici de 150C şi cantităţi mici de bionutrienţi pentru mico-organisme (vezi Secţiunea 4.10.1). În condiţii alcaline, PVA poate provoca probleme de stabilizare.

După cum s-a menţionat mai sus, noii poliacrilaţi sunt foarte eficienţi şi necesită cantităţi mai mici de substanţe auxiliare, putând fi spălaţi doar cu apă. Spere deosebire de poliacrilaţii clasici, cei alternativi pot fi îndepărtaţi în cantităţi de peste 90%, în condiţiile testului Zahn-Wellens, chiar şi în concentraţii mari, prin absorbţia în nămol. Mai mult chiar, aceştia devin insolubili, formând complexe cu fierul. În aceste condiţii ei pot fi trece în precipitat în totalitate, folosind mici cantităţi de precipitanţi.

Reţetă obişnuită (amidon modificat, ceară)

Reţetă alternativă (poliacrilat modificat,PVA, ceară)

Auxiliari de încleiere 13% 10%CCO specific (g O2/100 kg de fir liber) 17800 11550Total CCO (t/an) (2) 712 462Reducere a nivelului de CCO - 35%Sursă: [179, UBA, 2001] cu referiri la „Steidel, 1998”Note: (1) condiţiile tipice de operare pentru încleierea firelor, sub jet de aer, la 650 rpm sunt:PVA: 7kg; acrilaţi modificaţi (lichide 25%): 7 kg; ceară: 0.4 kg; volumul lichidului de încleiere: 100 l; presiune parţială: 20 kN; viteză de încleiere: 100 m/min.(2) calculat pentru producţia anuală de 4000 t fir

Tabelul 4.4: Reducerea nivelului de CCO prin înlocuirea agenţilor de încleiere convenţionali cu cei alternativi pe bază de poliacrilaţi, prezentaţi în această secţiune

279

Efecte generale, adverse

Aplicarea acestor agenţi cu o biodegrabilitate/bioeliminare mai mare, conduce duce la formarea unei cantităţi mai mari de nămol de îndepărtat [179, UBA, 2001]. Acest nămol poate fi filamentos şi greu de stabilizat.

Aplicabilitate

Deşi teoretic şi tehnic aceşti agenţi modificaţi ar putea fi folosiţi în orice fabrică la toate operaţiunile de încleiere, organizarea mondiala a acestui sector conduce la o aplicare dificilă în instalaţiile neintegrate, din cauza influenţelor procesele ce urmează, pentru a nu modifica materialul introdus în următoarele procese [179, UBA, 2001].

Considerente economice

În cele mai multe cazuri, combinaţiile uşor biodegradabile/ bioeliminabile nu sunt mai scumpe decât agenţii convenţionali, care nu se încadrează în parametrii de emisie pentru echipamente (> 80% după şapte zile, conform OECD-testul 302 B)[179, UBA, 2001].

Detalii, cu privire la aplicarea agenţilor alternativi de încleiere sintetici pe bază de poliacrilaţi sunt date în tabelul de mai jos.

Reţetă tipică(amidon modificat, ceară)

Reţetă alternativă(poliacrilaţi modificaţi, PVA, ceară) (1)

Costuri pentru agenţi de încleiere (EURO/an)

260850 325850

Fire rupte (fire rupte/105 bătăi) 5.8 3.0Economii prin minimizarea firelor rupte (EURO/an)

- 225000

Economii totale (EURO/an)(1) - 160000Sursă: [179, UBA, 2001] cu referiri la „Steidel, 1998”Notă:(1) economiile sunt calculate pentru o instalaţie tipică de ţesere, cu o funcţionare de 8000 h/an (100 de utilaje de ţesut, 310 rpm)

Tabelul 4.5: Comparaţie între agenţii de încleiere convenţionali şi cei alternativi Beneficiile implementării

În general, micşorarea cantităţilor de CCO emise, este un obiectiv principal în ceea ce priveşte protecţia mediului (vezi EU Eco-marcare); utilizarea noilor agenţi de încleiere biodegradabili/ bioeliminabili, duce la atingerea acestui scop [179, UBA, 2001].

Utilizarea acestor agenţi alternativi biodegradabili/ bioeliminabili este încurajată la nivel european de anumite programe cum ar fi: EU Eco-marcare, OSPAR etc.

În plus, substituţia agenţilor convenţionali de încleiere cu noii agenţi de o eficienţă mai mare, este încurajată în ceea ce priveşte ţesătoriile, deoarece împreună cu tehnicile de umezire (Secţiunea 4.2.5), aceştia pot substitui cel puţin o 1/3 din agenţii de încleiere specifici procesului.

Fabrici de referinţă

Agenţii alternativi de încleiere sunt folosiţi în multe instalaţii la nivel mondial.

280

UBA raportează o iniţiativă voluntară a 20 de fabrici din Elveţia. Alţi şapte agenţi de încleiere alternativi cu structură bioeliminabilă au fost realizaţi (figura 4.3) şi pot fi utilizaţi pe orice tip de material, în orice proces de ţesere.Aceşti agenţi sunt bazaţi pe [179,UBA,2001]:

- amidon şi amidon modificat- anumiţi poliacrilaţi’- alcool polivinilic- anumiţi galactani

Literatură de referinţă

[51, OSPAR, 1994], P003, P004, P005, P008, P047, [179, UBA, 2001], [18, VITO, 1998], [169, Comisia Europeană, 2001], [77, EURATEX, 2000]

4.2.5. Reducerea cantităţilor de agenţi de încleiere, prin umezirea firelor

Descriere

Este bine cunoscut faptul că în instalaţiile de finisare a bumbacului, procesul de descleiere, este responsabil pentru 50 – 70% din totalul de CCO prezent în emisiile din apă. Minimizarea cantităţii de agenţi de încleiere aplicaţi firului este una dintre cele mai cunoscute tehnici de reducere ale încărcăturii organice din efluent.

Monitorizarea agenţilor auxiliari pentru procesul de descleiere este acum o tehnică disponibilă.

Tehnologia de umezire a materialului constă în introducerea firului în apă fierbinte, înainte de încleiere. Firul este scufundat în apă (o dozare a apei asupra firului ar fi posibilă), apoi surplusul de apă este îndepărtat prin presarea firului cu un tambur. Există sisteme în care acest proces se repetă de două ori.

Procesul de umezire permite o aplicare omogenă a agenţilor de încleiere, o adeziune mai bună a agenţilor şi reducerea scămoşării firului. Din analize experimentale s-a dovedit că nu mai apare efectul de încleiere a miezului, deci o cantitate mai mică de agenţi este necesară. În unele cazuri se poate vorbi chiar de o creştere a eficienţei procesului de ţesere.

Principalele beneficii pentru mediu

Reducerea cantităţii de agent de încleiere utilizat, duce la o cantitate mai mică de agent în apa rezultată în timpul procesului de pre-tratare, cu efecte directe asupra încărcăturii organice din efluentul final.

Date operaţionale

În funcţie de procesul de producţie a firului şi de tipul acestuia (de ex. densitatea firului, tipul de fibră din amestec), se pot observa reduceri ale cantităţii de agenţi de încleiere de până la 20 – 50%.

Efecte generale, adverse

Nu au fost raportate.

Aplicabilitate

281

Umezirea în prealabil a firelor a fost testată asupra firelor din bumbac şi asupra amestecurilor bumbacului cu PES şi vâscoze. Cele mai bune rezultate s-au obţinut în cazul firele medii – aspre. Aplicarea este recomandată asupra şarjelor mari de peste 5000 m (mai bine >10000 m) atât pentru firele răsucite cât şi pentru cele OE. Din contră, tehnica nu este aplicabilă pentru şarjele mici (< 5000 m) pentru că adaosul de substanţă nu poate fi bine controlat. Acesta este de obicei cazul firelor vopsite.

Pot apare probleme tehnice în ceea ce priveşte măsurătorile eficiente, controlul umidităţii mari ale firelor şi calibrarea utilajului de umezire. [281, Belgia, 2002]

Utilajele de încleiere, cu două cutii pentru proces pot fi uşor modificate, prin utilizarea primei cutii în scopul umezirii, iar celei de-a doua pentru aplicarea lichidului de încleiere.

Un procent mare de material folosit în fabricile din Europa este important din alte ţări ne-europene (India) unde aceste tehnici de control nu sunt în general utilizate. Ca rezultat, implementarea acestei tehnici este recomandabilă în fabricile integrate, faţă de instalaţiile individuale.

Considerente economice

Echipamentul de încleiere, cu secţiuni de umezire costă aproximativ 20000 – 75000 EURO, mai scump decât cele fără astfel de secţiuni. Costurile de operare sunt parţial mai mari, prin adăugarea apei pentru umezire, dar sunt acoperite de economia de substanţe realizată.

O comparaţie directă între încleierea cu şi fără un proces premergător de umezire (provenite de la o instalaţie Italiană pentru ţesături) arată economii de 27% şi o creştere a vitezei procesului de încleiere cu 22%; eficienţa de ţesere a crescut şi ea cu 0.2%. [179, UBA, 2001]

Beneficiile implementării

Reducerea consumului de agenţi de încleiere conduce la o creştere a productivităţii procesului de ţesere şi la o încărcătură mai mică a apelor uzate cu substanţe specifice acestor agenţi (economii în epurarea apei).

Fabrici de referinţă

În lume au fost vândute 100 de astfel de instalaţii cu secţiuni de umezire, de către Benninger Zell GmbH, Zell, Germania, 60 de Deutsche Babcock Moenus Textilmaschinen AG, Monchengladbach, iar Deutsche Babcock Moenus Textilmaschinen a furnizat 40 de astfel de echipamente. Un alt distribuitor de echipamente de acest tip este Karl Mayer Textilmaschinenfabrik GmbH, Obertshausen, Germania. [179, UBA, 2001]

Literatură de referinţă

[179, UBA, 2001]

4.2.6 Utilizarea tehnicilor care permit reducerea încărcăturilor de agenţi de încleiere pe fibră (torsiune compactă)

Descriere

În mod normal, în răsucirea în ring, după prima fază de formare a firului urmează o torsiune în triunghi. În momentul în care firele trec de procesul de torsiune, acestea nu sunt suficient de întărite.

282

Astfel apar ruperi sau scămoşări ale firului. În procesul de răsucire compactă, fibrele sunt comprimate după prima fază de torsiune, cu ajutorul unor utilaje pneumatice (presiuni mici) [179, UBA, 2001] cu referiri la „Artzt, 1995”. Rezultă astfel un fir de calitate mai bună (fibra este mai tare, mai puţin scămoşată şi are o rezistenţă mai mare la frecarea cu materialele abrazive).

Principalele avantaje pentru mediu

Comparativă cu tehnica tradiţională de torsiune în ring, firele obţinute prin tehnica de răsucire compactă au proprietăţi de utilizare mai bune şi un procent mai mic de rupere în timpul procesului de ţesere, chiar dacă aditivii de încleiere sunt reduşi cu 50%. Acest lucru duce la o reducere considerabilă a emisiilor de agenţi de descleiere în apa uzată. Datorită reducerii scămoşării, nu mai este necesară tratarea firelor cu parafină (parafinare). [179, UBA, 2001]

Date operaţionale

Nu există informaţii disponibile.

Efecte negative

Nu sunt raportate

Aplicabilitate

S-a dovedit aplicabilitatea în cazul firelor din bumbac pur. Trebuie luat în considerare faptul că forma şi proprietăţile tehnologice ale acestui tip de fir (pentru torsiunea compactă) sunt diferite faţa de cele ale firului obţinut prin procese convenţionale. Scămoşarea redusă a firelor nu este un efect dorit pentru industria tricoturilor.

Adaptarea instalaţiilor existente este parţial posibilă. [179, UBA, 2001]

Considerente economice

Costurile mai mari de producţie a firelor sunt acoperite de economiile din cadrul procesului de ţesere, datorită eficienţei mai mari şi a cantităţii mai mici de lichide utilizate. Se presupune că şi preţurile de finisare scad (apa uzată în urma procesului necesită mai puţine tratamente, datorită cantităţii mai mici de agenţi de încleiere).

Beneficiile implementării

O calitate mai bună a firului creează posibilitatea unui design mai bun şi deci încurajează instalarea acestor echipamente.

Fabrici de referinţă

În prezent există 250000 de astfel de instalaţii, cele mai multe în Italia („ITV, 2001”).

Aceste tipuri de instalaţii sunt fabricate de:

Literatură de specialitate

283

[77, EURATEX, 2000], [179, UBA, 2001]

4.2.7. Minimizarea reziduurilor ectoparaziticide organoclorurate (OC) din materialul brut, prin substituţie

Descriere

Acest tip de substanţe pot încă fi folosite, legal sau ilegal, pentru tratamentul oilor, în unele ţări. OC-urile sunt toxice pentru mediu, persistente şi biocumulative. Pot avea efecte pe termen lung şi sunt cele mai periculoase ectoparaziticide găsite în lână. Unele dintre aceste substanţe sunt suspectate a avea efecte endocrine. OC-urile nu sunt folosite pentru tratarea oilor în cazul principalelor ţări producătoare şi exportatoare de lână. Totuşi, materialele provenite din aceste ţări conţin cantităţi detectabile de OC, din diferite cauze. Sursele secundare de material lânos în care nu s-au eliminat OC-urile sunt: Argentina, Republica Cehă, Franţa, Spania, Turcia şi statele fostei Uniuni Sovietice. În prezent, cea mai credibilă informaţie asupra prezenţei OC-urilor este ţara de origine a lânii.

Un număr de organizaţii, deţin în prezent informaţii asupra conţinutului de pesticide de pe lâna brută şi spălată. Utilizatorii pot folosi aceste informaţii pentru a evita procesarea lânii suspecte, cu excepţia prezenţei certificatului care atestă un conţinut de OC-uri de sub 1 mg/kg. În acest fel, utilizarea OC-urilor va fi din ce în ce mai redusă. Dacă informaţii asupra conţinutului de OC-uri nu există, ar trebui prelevate mostre şi trimise la analiză, ceea ce ar implica costuri mult mai mari la producător.

În fabricile de vopsire a lânii, procesul de spălare îndepărtează o cantitate semnificativă de OC-uri din fibră, transformându-le în deşeuri lichide şi solide (secţiunile 2.3.1.2 şi 3.2.1). Totuşi în urma acestui proces lâna mai poate conţine încă un procent de sub 10% de astfel de produşi.

Lâna spălată astfel, conţine un nivel mic de grăsimi reziduale şi deci un nivel proporţional de OC-uri. Există totuşi nişte limite de eficienţă ale procesului, iar în unele cazuri este de dorit ca o cantitate de lanolină să rămână pe lână, pentru a ajuta procesele mecanice care vor urma. Lâna spălată, cu un conţinut de grăsimi de 0.4 – 1.0% este de obicei văzută ca optimă. Materialul care are un procent de grăsimi mai mare de 1%, nu a trecut probabil pentru-un proces eficient de spălare, iar utilizatorii ar trebui să evite utilizarea acestor materiale.

Principalele beneficii pentru mediu

Emisiile de OC-uri în apele uzate din procesele de spălare, vopsire şi finisare a lânii vor fi mai mici. Va scădea de asemenea concentraţia OC-urilor în apele de suprafaţă care vor primi efluentul tratat. Concentraţiile în nămolul rezultat în urma procesului de tratare vor fi mai mici.

Eficienţa măsurilor de control poate fi judecată din exemplul următorul din UK. Râul Calder din West Yorkshire primeşte efluenţi textili trataţi de la staţia de tratare Dewsbury Sewage. Această staţie de tratare primeşte ape uzate de la zece vopsitorii de procesare a fibrelor din lână pentru covoare, de la două instalaţii de spălare şi de la un complex de primire lânii. Râul este monitorizat regulat pentru încadrarea în normale de calitate ale UE.

Tabelul 4.6 indică concentraţiile pentru anul 2000, din apa râului (ng/l), în aval de staţia de tratare. Aceste măsurători au fost efectuate asupra factorilor de emisie care privesc industria textilă şi alte

284

industrii care varsă apele uzate, tratate în acest râu. Datele prezintă cantităţi mici de OC-uri, încadrabile în standardele UE.

GammaHCH (1)

Aldrin Dieldrin Endrin DDT (2)

Standardul de calitate al UE (EQS) (nanograme/litru)

100 10 10 5 25

Limita de cuantificare (nanograme/litru)

1,0 2,0 3,0 2,0 5,0

Numărul de recoltări analizate în 2 ani, înainte de iunie 2000

27 24 27 27 23

Numărul de recoltări peste limita de detecţie

19 0 2 0 23

Valorile maxime înregistrate(nanograme/litru)

61 - 6,0 - -

Valorile minime înregistrate (nanograme/litru) (3)

3,0 - 4,0 - -

Valorile medii înregistrate(nanograme/litru)

16,4 - 5,0 - -

numărul de recoltări sub limita de detecţie

8 24 25 27 23

Numărul de recoltări mai mari decât EQS

0 0 0 0 0

Sursă: [32, ENco, 2001]Note: (1) Alfa şi beta HCH sunt de asemenea înregistrate pentru toate probele recoltate mai mici 1ng/l. (2) Suma produselor DDT (orto-para şi para-para)(3) Aceste valori ignoră rezultatele situate sub limita detectabilităţii (LOQ). Dacă toate rezultatele sunt luate în considerare utilizând ca valoare de referinţă jumătatea valorii LOQ (pentru cele de sub limită), atunci valorile medii ar fi 11.7 pentru Gama HCH şi 1.7 pentru Dieldrin

Tabelul 4.6: Concentraţiile OC-urilor în râul Calder în aval de staţia de tratare Dewsbury. Date colectate timp de 2 ani, înainte de iunie 2000

Date operaţionale

Apariţia şi cantitatea OC-urilor în apa uzată provenită de la procese depinde mult de tipul de amestec de fibre utilizat, şi poate fi deci destul de neregulat. În majoritatea cazurilor, concentraţiile sunt sub limita de detecţie. Analizele efluenţilor oferă din acest motiv, date irelevante. O imagine reală asupra acestor substanţe este oferită de măsurarea concentraţiilor OC-urilor în materialele brute.

În prezent, analiza şarjelor mici nu este un procedeu viabil de detecţie. Totuşi, informaţiile disponibile de la un număr de surse, arată o variaţie a mediilor OC-urilor, în funcţie de provenienţa lânii. Utilizatorii ar trebui să monitorizeze tendinţele în acest domeniu, pentru a evita procesarea lânii contaminate.

Efecte generale, adverse

Efectele obţinute sunt pozitive.

Aplicabilitate

Această tehnică poate fi aplicată de către toţi producătorii care îşi cumpără singuri lâna brută şi de către instalaţiile de spălare/finisare care au contracte de cooperare cu clienţii.

Totuşi, dacă fabricile necesită o direcţionare către adoptarea acestor directive, acesta va fi rezolvată prin legislaţia impusă în domeniu.

285

Instalaţiile din Anglia care doresc să minimizeze emisiile de OC cumpără lână selectiv, din surse de încredere, sau acolo unde există suspiciuni, calitatea este certificată. Această strategie s-a dovedit utilă în acest proces de reducere a OC-urilor. Fabricile care realizează procesele de prelucrare, pot controla calitatea materialului brut, prin datele de la furnizori.

Considerente economice

Înlocuirea unui furnizor cu un altul, pe baza prezenţei OC-urilor în fibre poate fi un proces costisitor. Menţinerea unei afaceri profitabile, depinde foarte mult de preţul de cumpărare şi de calitatea materialului brut.

Pentru vânzători sau achizitori, costul analizei unei şarje de 10 tone este de 200 EURO sau de 0.02 EURO/kg. În cazul unor teste mai scumpe apar din nou probleme logistice de cost. Soluţia ar fi o clauză în contract, care să prevadă realizarea testelor la producător şi eliberarea unui certificat de calitate.

Costul ar putea fi eventual redus la 0, iar tehnica ar încuraja reducerea consumului OC-urilor în tratamentul oilor în ţările exportatoare.

Beneficii ale implementării

Beneficiile constau în reducerea emisiilor poluante în apă şi creşterea posibilităţii de utilizare a nămolului în agricultură; de asemenea tehnica ar putea reduce consumul de OC-uri în tratamentul oilor.

Fabrici de referinţă

Acest sistem de control al emisiilor de OC-uri prin cumpărarea lânii testate, este aplicat în Anglia în foarte multe instalaţii de spălare şi vopsire.

CSIRO, în Australia realizează teste şi eliberează certificate de calitate, pentru a încuraja cumpărătorii europeni în a cumpăra lână de proveninţă australiană.

Literatură de referinţă

[32, ENco, 2001], [187, INTERLAINE, 1999], [97, CSIRO, 2000], [202, Ian M. Russel, 2000]

4.2.8. Reducerea reziduurilor organofosforice (OP) şi a piretroizilor ectoparasiticizi sintetici (SP) din materialul brut, prin substituţie

Descriere

Aceste produse, cunoscute sub abrevierile OP şi SP sunt utilizate legal în cadrul proceselor de reproducţie a animalelor, sunt mai greu de înlocuit decât OC-urile. Apariţia OP-urilor şi a SP-urilor (pesticide) în apa uzată a instalaţiilor depinde de amestecul de fibră care este procesată la momentul respectiv. Emisia în apă poate fi sub limita detectabilităţii. Monitorizarea materialului brut, pentru prezenţa OP-urilor şi SP-urilor poate oferi o metodă mai realistă de controlare a cantităţilor intrate/ieşite (de bilanţ) în cadrul proceselor. Lâna de la anumiţi producători nesemnificativi este cunoscută a fi curată din punct de vedere al OP-urilor şi al SP-urilor, datorită faptului că aceste substanţe nu sunt disponibile în aceste ţări sau pentru că legile în vigoare nu permit utilizarea acestor substanţe. Cantităţile de fibră din aceste surse sunt mici, iar posibilitatea creşterilor de

286

producţie este limitată. Înlocuirea totală a lânii cu cea provenind din aceste surse nu este considerată viabilă.

În rândul producătorilor de lână a fost recunoscută necesitatea minimizării cantităţilor de OP-uri şi SP-uri utilizate, prin controlul procedurilor de aplicare şi prin recomandarea unei perioade optime între perioada de administrare a substanţelor şi perioada de tundere. În prezent, programe de cooperare între marii producătorii , au reuşit să reducă cantitatea OP-urilor şi SP-urilor de pe materialul brut intrat în fabrici. Industria continuă să dezvolte aceste strategii, care ar putea conduce cu timpul la realizarea unor materiale cu un conţinut mic de pesticide, poate chiar certificate.

Producătorii ar trebui să încurajeze utilizarea lânii cu un conţinut mic de pesticide prin colaborarea cu furnizorii.

Principalele beneficii pentru mediu

Emisiile de OP-uri şi SP-uri din apa uzată rezultată de la operaţiunile de vopsire şi spălare din activitatea textilă vor fi reduse la evacuarea în canal. Concentraţiile acestora în apele de suprafaţă vor scade, ca şi concentraţia în nămolul rezultat din operaţiunea de tratare a apei.

Date operaţionale

În prezent nu există informaţii asupra procesului de selecţie a lânii pe baza conţinutului de pesticide OP şi SP. Se poate spune din această cauză, că nu există o experienţă operaţională [32, ENco, 2001]. Totuşi, asociaţiile din domeniul producţiei lânii au acţionat prin realizarea de programe pentru a reduce progresiv utilizarea acestor pesticide şi deci a concentraţiei acestora.

O schemă de certificare a conţinutului de reziduuri OP şi SP este disponibilă prin CSIRO Textile and Fibre Technology în Australia.

Resursele necesare unei reduceri a consumului de astfel de pesticide sunt considerabile, dar eficienţa strategiei poate fi ilustrată prin referinţă la datele furnizate din Australia şi Noua Zeelandă.

Figura 4.4: Reziduurile de pesticide din lâna Australiană, între anii 1996 – 1999[202, Ian M. Russel, 2000]

287

Figura 4.5: Media reziduurilor de pesticide de pe lâna provenită din Noua Zeelandă, între anii 1994 – 2000[32, ENco, 2001]

Efecte generale, adverse

Efectele aplicării acestei tehnici asupra acestor materiale sunt presupuse pozitive.

Aplicabilitate

Aceste considerente pot fi aplicate de toţi producătorii din industria textilă, care îşi cumpără lâna direct de la producător, sau care au contracte cu furnizorii.

Considerente economice

Preţul lânii are un efect considerabil asupra tuturor ramurilor de producţie a firelor. Producătorii de fire (atât fabricile integrate cât şi torcătoarele individuale) selectează lâna pe baza proprietăţilor tehnice şi a preţurilor. Menţinerea unei afaceri profitabile înseamnă menţinerea unei balanţe între aceşti doi factori de producţie. Înlocuirea unui furnizor/producător cu un altul, pe baza politicilor asupra pesticidelor, poate avea implicaţii mari asupra costurilor. [32, ENco, 2001]

Literatură de referinţă

[32, ENco, 2001], [97, CSIRO, 2000], [202, Ian M. Russel, 2000]

4.3. Selectarea/substituţia substanţelor utilizate

4.3.1. Selectarea auxiliarilor şi coloranţilor textili conform concentraţiilor în apa uzată

Descriere

În ultimii 15 ani, diferite scheme de evaluare şi clasificare a toxicităţii au fost elaborate. Acest lucru include şi Metodologia Olandeză de Evaluare Generală, Sistemul SCORE în Danemarca, Conceptul BEWAG în Elveţia şi Schema TEGEWA dezvoltată în Germania.

288

Trei dintre aceste scheme – TEGEWA, SCORE şi Metodologia Olandeză de Evaluare Generală – au fost propuse de membrii germani, olandezi şi danezi ai TWG, ca tehnici de luat în considerare pentru determinarea BAT. Aceste metode sunt prezentate în secţiunea 13.

Principalele beneficii pentru mediu

Toate cele trei surse, prezintă schemele cele mai eficiente de evaluare ale substanţelor evacuate în sub aspectul ecotoxicităţii. Sunt aşteptate deci îmbunătăţiri sub aspectul calităţii apei, deşi acestea ar putea fi greu de evaluat.

Conform TEGEWA, introducerea acestei metode, în 1998 în Germania, a condus la o reducere a substanţelor de Clasa a III-a (produse cu relevanţă pentru apa uzată). Acest lucru este arătat în tabelul de mai jos.

Număr Cantitate (t/an) Cantitate (%)1997 1998 1999 2000 1997 1998 1999 2000 1997 1998 1999 2000

Clasa I 2821 3020 3242 3164 98446 105983 102278 104406 63 67 75 77Clasa a II-a 1499 1485 1358 1258 29972 29422 23321 22103 19 18 17 16Clasa a III-a 460 417 358 297 27574 23830 10231 9206 18 15 8 7Total 4780 4922 4958 4719 155992 159235 136130 135715 100 100 100 100

Tabelul 4.7: Auxiliari textili vânduţi în Germania între 1997 şi 2000: număr, cantitate şi procent de auxiliari, din clasele I, II şi III, confirm TEGEWA[179, UBA, 2001]

Efecte asupra altor materiale

Conform ambelor surse, nu există astfel de efecte. Totuşi, unele observaţii ar trebui făcute:- UE/OSPAR au realizat criterii de selecţie şi prioritate ale substanţelor. Criteriile UE/OSPAR

s-ar putea să nu coincidă cu cele stabilite de schemele prezentate- Un criteriu de evaluare al riscurilor, s-ar putea să ia în considerare numai proprietăţile

substanţei, şi nu riscul unei cantităţi mai mari în efluent. Este esenţială o diferenţiere a substanţelor în funcţie de factorul de risc. Riscul este o funcţie a periculozităţii şi a expunerii. Dacă unul din factori este 0 atunci factorul de risc este zero. În schimb, substanţe cu o periculozitate mai mică pot da un factor de risc mai mare, printr-un factor de expunere mai mare. Periculozitatea şi expunerea sunt principalele parţi ale evaluării riscului. O evaluare corectă a mijloacelor de control necesită o expunere realistă a factorilor de risc. [102, ETAD, 2001]

- Este important ca paşii unui proces, şi informaţiile care încadrează o substanţă într-o anumită clasă de risc să rămână transparenţi, pentru a permite o evaluare critică a rezultatelor.

Aplicabilitate

Din punctul de vedere al producătorului implementarea metodei TEGEWA nu necesită resurse în plus, deoarece producătorii de substanţe realizează şi o clasificare a acestora.

Implementarea sistemului danez SCORE implică alocarea din partea companiilor şi a autorităţilor a unui program de norme de lucru pentru punerea în funcţiune a sistemului. Odată cu punerea în funcţiune a sistemului acesta necesită un număr de 25 – 50 om- ore pe an.[192, Danish EPA, 2001]

289

Aplicabilitatea mare a sistemelor de acest fel la nivel european, depinde de gradul de acceptabilitate al metodei de către parteneri (industrie şi autorităţi naţionale).

Considerente economice

Conform surselor, aplicarea sistemelor de evaluare nu pune probleme economice, acestea fiind testate şi aplicate pe larg în Germania şi Danemarca.

Beneficiile implementării

Satisfacerea cerinţelor autorităţilor. [192, Danish EPA, 2001].

Fabrici de referinţă

Schema TEGEWA este fost aplicată în Germania din 1998, în timp ce Sistemul danez SCORE este o parte a sistemului de legislaţie a mediului pentru industria textilelor din Danemarca.

Literatură de referinţă

[192, Danish EPA, 2001], [37, TEGEWA, 2000], [179, UBA, 2001] cu referiri la:

Clasificarea oficială a auxiliarilor textili în funcţie de efectului asupra apelor uzate, din 27.11.1997 (1997).

4.3.2. Conceptul de factor de emisie (emisii în aer)

Descriere

Acest concept are în vedere emisiile de compuşi organici volatili, care ar putea fi găsiţi în gazele provenite de la tratarea termică, procesul cu termosol, impregnarea şi fixarea agenţilor de finisare. Conceptul a fost dezvoltat de autorităţile publice în cooperare cu asociaţia Germană (TVI-Verband) din industria textilă şi TEGEWA „LAI, 1997”.

Principiul fundamental al acestui concept este acela că emisiile produse de ingredientele aditivilor sunt cumulative. Ca rezultat, potenţialul de emisie al fiecărei reţete poate fi calculat pe baza factorilor de emisie ale ingredientelor (în unele cazuri, totuşi, corelarea între factor de emisie şi parametrii de proces este mai dificilă).

Este importantă diferenţierea între:

290

- factorul de emisie al unei substanţe şi- factorul de emisie al unui substrat (material)

După cum s-a afirmat în secţiunea 3.3.3.5.6, factorul de emisie al unei substanţe (fc sau fs) este (prin definiţie) cantitatea de substanţe (organice sau anorganice), în grame, care poate fi eliberată în condiţiile unui proces, de un kilogram de auxiliari. Există două tipuri de factori de emisie pentru substanţe: 1. fc, care indică emisia totală a unei substanţe prezente în reţetă, ca totalul de carbon organic; 2. fs, care indică emisiile atribuibile unei substanţe organice toxice sau cancerigene, sau unui compus anorganic (amoniu, HCl) prezent în reţetă.

În Germania, unde se aplică această tehnică, factorii de emisie specifici din industria textilă şi auxiliarii suplimentari sunt raportaţi de distribuitori, în Tabelul de Siguranţă al Materialelor. Aceşti factori se bazează pe măsurători calcule şi concluzii prin analogie (conform ghidului TEGEWA de calcul a factorilor de emisie). [287, Germania, 2002]

Factorii de emisie pentru substrat (material) (WFc sau WFs) sunt prin definiţie cantităţile de substanţe organice sau anorganice, în grame, care pot fi eliberate, în condiţiile unui proces, de al un kilogram de material, tratat cu o anumită cantitate de auxiliari. Factorul de emisie al substratului şi al materialelor poate fi calculat cunoscând factorii de emisie individuali ai ingredientului, concentraţia în lichid şi cantitatea de lichid utilizată. Un exemplu de astfel de calcul este prezentat în tabelul 3.44.

Factorii de emisie pentru substrat sau materiale WFc/s pot fi comparaţi cu valorile limită stabilite de autorităţi pentru aceşti factori de emisii (considerând un necesar de aer de 20 m3 aer/kg de material).

Principalele beneficii pentru mediu

Conceptul poate fi privit ca o modalitate de control şi prevenire a emisiilor în aer, provenite de la instalaţiile de finisare textile. Factorii de emisie ai unei substanţe, pot fi calculaţi pe baza factorilor de emisie individuali ai fiecărei componente. În acest mod, operatorul va cunoaşte emisiile rezultate din proces înainte de îndeplinirea acestuia, existând astfel posibilitatea unor măsuri de reducere a acestor factori (reducerea cantităţilor de auxiliari, selectarea unor auxiliari cu un factor de emisie mai scăzut).

Date operaţionale

Valorile tipice pentru factorii de emisie ai auxiliarilor pot fi găsiţi în Anexa IV.

Controlul emisiilor în aer rezultate în urma aplicării anumitor reţete de finisare a materialului ar trebui realizat periodic şi în special la schimbarea reţetei sau la schimbarea componentelor celei existente, valorile comparându-se cu cele rezultate din calcule.

Următoarele considerente privind valorile emisiilor în aer rezultate în urma unui raport aer/material de 20 m3/kg de material, aplicabile în Germania pot fi atinse mulţumită aplicării „Conceptului Factorilor de Emisie”:

- substanţe dăunătoare (toxice sau suspectate cancerigene): ≤ 0.4 g/kg de material, cu un debit de masă pentru întreaga fabrică de 0.10 kg/h sau mai mare.

- substanţe cancerigene cu un total de emisie de 0.02 g/kg de material, şi cu un debit de masă pentru întreaga fabrică de 2.5 g/h sau mai mare

- substanţe organice: ≤ 0.8 g C/kg de material cu un debit de masă de la întreaga fabrică de 0.8 kg C organic/h sau mai mare.

291

Toate substanţele din clasa I (3.1.17 TA-Luft) depăşind 500 ppm în auxiliar trebuie declarate. În plus, informaţii asupra substanţelor clasificate în 2.3 TA-Luft (cancerigene) depăşind 10 ppm sunt obligatorii („TA-Luft, 1986”).

Substanţele clasificate cancerigene, mutagene sau toxice reproducerii sub directiva 67/548 EEC îmbunătăţită prin directiva 1999/33/EG şi adoptată prin directiva 2000/33/EG trebuie să aibă imprimat etichetele de risc R45, R46, R49, R60, R61 şi ar trebui înlocuite cât mai rapid posibil cu substanţe mai puţin dăunătoare.

Efecte asupra altor materiale

Nu există.

Totuşi trebuie luat în considerare faptul că utilizarea unui astfel de factor duce la un acces greu la informaţii, dacă acestea nu sunt făcute publice [281, Belgia, 2002].

Aplicabilitate

Conceptul factorilor de emisie are o aplicabilitate generală în instalaţiile din industria textilă şi în special acolo unde există instalaţii de producţie care utilizează substanţe chimice sau cu termosoli.

Acest concept este aplicat în Germania, unde este acceptat de autorităţile de mediu. Pentru alte ţări aplicarea acestui concept depinde de schema de organizare naţională.

Considerente economice

Nu există costuri pentru aplicarea conceptului, în afară de cele necesare calculării factorilor de emisie pentru reţetele de finisare utilizate în cadrul proceselor, care este neglijabil. O alegere corectă a auxiliarilor cu factori de emisie reduşi poate reduce semnificativ costurile instalaţiilor de reducere a emisiilor în aer.

Beneficiile implementării

Aceste calcule realizate ajută la încadrarea în standardele în vigoare pentru emisiile în aer.

În Germania, unde conceptul factorilor de emisie este acceptat de autorităţile de mediu, un beneficiu este acela că implementarea acestei tehnici oferă posibilitatea reducerii sau evitării măsurătorilor costisitoare de emisii.

Fabrici de referinţă

Multe în Germania.

Literatură de referinţă

[179, UBA, 2001]

4.3.3. Substituienţi ai etoxilaţilor alchil-fenolici (şi a altor sulfactanţi periculoşi)

292

Mulţi sulfactanţi sunt periculoşi ridică probleme prin efectului lor asupra mediului datorită, a biodegrabilităţii mici, a toxicităţii (incluzând şi pe cea a metaboliţilor lor) şi a potenţialelor efecte endocrine.

Îndoielile se ridică în prezent şi de către etoxilaţii alchil-fenolici (APEO) şi în particular de către nonilfenolul (NEP) care sunt deseori prezenţi între ingredientele detergenţilor şi ale multor alţi auxiliari (de ex. agenţi de dispersie, emulgatori, lubrefianţi de toarcere).

Alchil-fenolii etoxilaţi sunt consideraţi endocrini şi cauzează mutaţii genetice ale peştilor masculi. Mai important chiar, sunt consideraţi a da naştere unor combinaţii metabolice cu potenţial endocrin mai important decât componentele lor. Cei mai cunoscuţi sunt octo- şi nano-fenolul. Nano-fenolul este încadrat ca o prioritate în lista celor mai periculoase substanţe, de către OSCAR şi EC Water Framework Directive, ceea ce înseamnă că deversarea lor este strict interzisă.

Alchil-fenolii etoxilaţi pot fi prezenţi şi în formulele auxiliarilor, iar în cantităţi mici chiar şi în aditivi. În ambele cazuri există substituenţi. Principalele alternative sunt alcoolii etoxilaţi (AE), dar există şi alţi sulfactanţi cu un coeficient ridicat de biodegrabilitate.

Substanţele sunt considerate biodegradabile, dacă într-o perioadă de 28 de zile sunt atinse următoarele nivele de degradare:

- pentru testele privind dizolvarea substanţelor organice (OECD testele 301A şi 301 E): ≥ 70% reducere CCO

- pentru testele de determinare a consumului de oxigen sau a emisiilor de carbon (OECD testul 301 B): ≥ 60% (din maximele teoretice).

Substanţele sunt considerate bioeliminabile dacă:- OECD test 302B, reducerea CCO ≥ 70% în 28 de zile- OECD test 302B, reducerea CCO ≥ 80% în 7 zile dacă se utilizează un „îngroşător” în

cadrul proceselor de tratare.

Cumpărătorul ar trebui să poată alege substanţele mai puţin periculoase, conform informaţiilor din Tabelul de Siguranţă a Materialelor.

Principalele beneficii asupra mediului

Utilizarea auxiliarelor fără APEO determină o reducere a cantităţilor de substanţe cu potenţial toxic, sau endocrin în apa uzată. Mai mult chiar, eliminarea substanţelor ne-biodegradabile conduce la un proces de tratare simplificat.

Date operaţionale

Nu sunt raportate deficienţe operaţionale sau de procesare, utilizând noile produse. [32, ENco, 2001

Pentru substituirea APEO din detergenţi, au fost dezvoltate noi formule, care pot fi aplicate în concentraţii egale cu cele ale produselor convenţionale. [180, Spania, 2001]

Conform altor surse ([187, INTERLAINE, 1999]), detergenţii pe bază de AE au o eficienţă puţin mai scăzută decât cei pe bază de APEO, ceea ce înseamnă necesitatea unor concentraţii mai mari pentru a se atinge aceleaşi performanţe. Investigaţiile conduse în cadrul proceselor de spălare a lânii au semnalat următoarele date: la utilizarea de alchil-fenoli etoxilaţi , se foloseşte în medie 7.6 g detergent/kg de lână brută (între 4.5 şi 15.8 g/kg), în timp ce la utilizarea etoxilaţilor alcoolici se consumă în medie 10.9 g detergent/kg de lână brută(între 3.5 şi 20 g/kg).

293

Efecte generale, adverse

Nu există efecte adverse în ceea ce priveşte protecţia mediului.

În cazul în care o cantitate mai mare de sulfactanţi trece prin staţia de tratare, există posibilitatea formării spumei în râu. Oricum, formarea spumei este specifică şi în cazul altor produşi, chiar şi în cazul APEO.

Aplicabilitate

Măsura poate fi aplicată în general în toate fabricile, atât noi, cât şi în cele existente. Totuşi, în cazul folosirii sulfactanţilor tari o mare parte din aceştia, se regăsesc în efluentul de la procesele umede, nu poate fi controlate de procesul de vopsire.În cazul APEO, ar trebui cunoscut faptul că auxiliarii pe bază de sulfactanţi au o aplicabilitate mare în aplicaţiile de uscare (de ex. lubrefianţii de torsiune uscată au utilizări în producerea vâscozelor). În aceste cazuri, substituirea acestor substanţe este scumpă şi nu constituie o prioritate. Într-adevăr prezenţa APEO aici nu este o problemă critică întrucât sulfactanţii nu intră în linia de procesare din mediul umed.

Considerente economice

AE sunt cu 20 – 25% mai scumpi decât APEO. Faptul că primii sunt mai puţin eficienţi decât APEO, conduce la o creştere a costurilor de producţie. Totuşi instalaţiile care au în vedere o schimbare a substanţelor de tip APEO cu AE, vor avea o posibilitate mai mare de optimizare a consumurilor. [187, INTERLAINE, 1999]

Un exemplu dat este cel al unei instalaţii de spălare din Anglia, care a făcut această substituţie în 1996. Costurile anuale pentru detergenţi au crescut de la 84700 EURO la 103600 EURO: o creştere de 1.09 EURO/tona de material. În ultima perioadă preţurile APEO au scăzut de la 1000 EURO/tonă la 700 EURO/tonă (1999). Ca rezultat costurile substituţiei ar putea fi chiar mai mari. [187, INTERLAINE, 1999]

În general, costurile formulelor îmbunătăţite sunt comparabile dar în unele cazuri sunt mult mai mari decât cele ale substanţelor convenţionale. Totuşi,managerii acceptă preţuri mai mari prin utilizarea unor substanţe mai bune pentru mediu , deci substituţia este realizabilă în cazul unei balanţe bune de producţie. [179, UBA, 2001]

Beneficiile implementării

Încadrarea în standardele impuse la nivel european, împreună cu respectarea recomandărilor PARCOM şi a produselor eco-etichetate.

Fabrici de referinţă

Multe, în toată lumea.

Literatură de referinţă

[187, INTERLAINE, 1999], [32, ENco, 2001], [179, UBA, 2001], [180, Spania, 2001], [51, OSPAR, 1994] cu referinţe particulare la P010, P011, P012, [61, L. Bettens, 1999].

294

4.3.4. Selectarea agenţilor de complexare biodegradabi/bioeliminabi, în procesele de pre-tratare şi vopsire

Descriere

Agenţii de complexare sunt substanţe aplicate pentru a fixa cationii alcalini şi ai metalelor de tranziţie, pentru a elimina efectul lor distructiv, în special în cazul procesului de pre-tratare, dar şi în cazul celui de vopsire(de ex. distrugerea catalitică a apei oxigenate).

Agenţii de separare sunt de obicei compuşi din polifosfaţi (ex: tripolifosfat),fosfonaţi, (de ex. 1-hidroxi-etan 1,1-acid difosfonic) şi acizi aminocarboxilici (ex: EDTA, DTPA şi NTA) (vezi figura)

Figura 4.6: Structura chimică a unor agenţi complexi conţinând structuri de N-, P[179, UAB, 2001]

Principala grijă asociată cu utilizarea acestor substanţe apare din conţinutul lor cu N- şi P-, coeficientul de biodegradare/bioeliminare şi proprietatea de a realiza complecşi stabili cu metalele, ceea ce ar duce la o remobilizare a metalelor grele (Secţiunea 8.5).

Înmuierea apei proaspete prin îndepărtarea fierului şi a cationilor alcalini, ca şi tehnica descrisă în secţiunea 4.5.6 sunt acum opţiuni disponibile pentru a minimiza/evita utilizarea agenţilor de complexare în diferite procese (înălbirea cu apă oxigenată, spălarea bumbacului după vopsirea cu coloranţi reactivi).

Când sunt utilizaţi agenţii de complexare, policarboxilaţii sau substituienţii acizilor polihidroxilici (de ex. poliacrilici şi acidul policrilat- maleic copolimerizat), acizii hidroxo-carboxilici (de ex, gluconic, citric) şi anumiţi acizi zaharo- acrilici copolimerizaţi, sunt alternative convenabile ale agenţilor convenţionali de separare. Nici unul dintre aceste produse nu conţine N sau P în structura moleculară. În plus, copolimerii acizilor hidroxi-carboxilici şi zaharo-acrilici copolimerizaţi sunt uşor biodegradabili.

Figura 4.7: Structura chimică a unor agenţi de complexare fără N- şi P-

Cel mai bun agent tehnic de complexare ( în sens tehnic, economic şi de mediu) este cel care întruneşte un echilibru între proprietăţile de eficienţă şi proprietăţile ecologice şi care nu afectează procesul de vopsire (demetalizarea coloranţilor).

295

Eficienţa este măsurată prin capacitatea de a complexa cationii alcalino- pământoşi, capacitatea de dispersie şi capacitatea de a stabiliza apa oxigenată

Din punct de vedere ecologic, următoarele considerente trebuie îndeplinite:- biodegrabilitate- posibilitatea bioeliminării- remobilizarea metalelor grele- conţinutul de azot (potenţial eutrofic)- conţinutul de fosfor (potenţial eutrofic)

O evaluare calitativă a proprietăţilor ecologice ale celor mai comune clase de agenţi de complexare este dată în tabelul 4.8, în timp ce tabelul 4.9 oferă o imagine asupra eficienţei lor.

Proprietate ecologică

EDTA, DTPA

NTA Polifosfaţi Polifosfonaţi Poli-carboxilaţi

Acid hidroxi carboxilic

Copolimeri ai zaharurilor

Biodegrabilitate Nu Da Anorganic Nu (1) Nu Da DaBioeliminabilitate Nu - - Da (2) Da - -Conţinut de N Da Da Nu Nu Nu Nu NuConţinut de P Nu Nu Da Da Nu Nu NuRemobilizarea metalelor grele

Da Nu Nu Nu Nu Nu Nu

Sursă: [179, UBA, 2001]Note:

(1) [179, UBA, 2001] cu referiri la „Nowack, 1997”(2) sub degradare foto-catalitică UV

Tabelul 4.8: Evaluarea calitativă a agenţilor de complexare existenţi pe piaţă

Principalele beneficii pentru mediu

Substituirea agenţilor convenţionali de complexare cu produsele menţionate mai sus are următoarele efecte pozitive:

- reducerea eutrofizării apei- îmbunătăţirea biodegrabilităţii efluentului- reducerea riscului de remobilizare a metalelor grele din sedimente

Date operaţionale

Agenţii de complexare sunt aplicaţi în multe domenii ale chimiei textile. Există deci reţete şi aplicaţii tehnice motiv pentru care sunt diferite procese specifice. Totuşi, utilizarea produşilor menţionaţi nu necesită schimbări majore faţă de agenţii de complexare convenţionali.

Ratele de bioeliminare/biodegradare pentru anumite produse care nu conţin P şi N în compoziţia moleculară sunt:

- copolimeri ai acizilor zaharo-acrilici: uşor biodegradabil, (OECD 301F; mineralizare: 100%); CCO: 194 mg/g; CBO5: 40 mg/g)(„CHT, 2000”)

- copolimeri ai acizilor zaharo-acrilici: uşor biodegradabil (OECD 301C; CCO: 149 mg/g; CBO5:)(„Stockhausen, 2000”)

- acid carboxi hidroxilic: bioeliminabil (OECD 302B, eliminare: 92%; CCO: 144 mg/g; CBO5:51 mg/g)(„CHT, 2000”)

- carboxilaţi: bioeliminabili (OECD 302B, eliminare: > 90%; CCO: 280 mg/g; CBO5:125 mg/g)(”Petry, 1998”)

296

- polizaharide modificate: uşor biodegradabile (OECD 301E, biodegrabilitate: 80%; CCO: 342mg/g; CBO5: 134mg/g)(„Clariant, 2000”)

NTA este biodegradabil doar dacă este tratat în staţiile de tratare, în condiţii de nitrificare (OECD 302B, eliminare: 98%; CCO: 370 mg/g; CBO5 30: 270 mg/g – „BASF, 2000”). Studiile recente arată că NTA joacă un rol minor în remobilizarea metalelor grele din sedimentele acvatice. Fosfonaţii nu sunt biodegradabili dar sunt bioeliminabili şi nu contribuie la remobilizarea metalelor grele (secţiunea 8.5).

Efecte generale, adverse

Luând ca punct de referinţă aplicarea agenţilor convenţionali, nu există efecte care să ridice probleme majore. În cazul agenţilor de complexare bazaţi pe poliacrilaţi, conţinutul de monomeri reziduali în polimer ar trebui luat în considerare (de notat că şi acrilaţii au o utilizare largă în alte industrii cum ar fi cea a detergenţilor, supraîncărcând procesul de tratarea a apei mai mult decât efluenţii textili).

Aplicabilitate

Agenţii de complexare prezentaţi în această secţiune pot fi folosiţi atât în procesele continui, cât şi în cele discontinui. Eficienţa diferitelor produse totuşi trebuie considerată în momentul înlocuirii agenţilor convenţionali.

Proprietate EDTA, DTPA

NTA Poli-fosfat Poli-fosfonat Poli-carboxilaţi

Acid hidroxi-carbocilic

Copolimeri zaharoşi

Înmuiere + + + ++ + 0 +Dispersie - - 0 + + - +Stabilizarea peroxidului

+ - - ++ 0 - +(produşi speciali)

Demineralizare ++ + 0 ++ 0 0 0Sursă: [179, UBA, 2001]Notă: eficienţa creşte în ordinea: -, 0, +, ++

Tabelul 4.9: Eficienţa agenţilor de complexare

Considerente economice

Preţurile pentru compuşii fără N- şi P-, şi în special ale copolimerilor zaharo- acrilici, sunt comparabile cu cele ale altor compuşi fără N- şi P-, deşi cantităţi mai mari pot fi necesare în unele cazuri.[179, UBA, 2001]

Beneficiile implementării

Încadrarea în legile impuse la nivel european în recomandările PARCOM şi înrecomandările schemelor eco-etichetării reprezintă principalele beneficii.

Fabrici de referinţă

Aceşti agenţi alternativi fără N- şi P- sunt aplicaţi în multe fabrici din lume. Consumul de policarboxilaţi poate fi semnificativ mai mare decât în cazul copolimerilor zaharo- acrilici şi al acizilor hidroxi-carboxilici.

297

Literatură de referinţă

[61, L. Bettens, 1999], [169, Comisia Europeană, 2001], [179, UBA, 2001] cu referiri la:

4.3.5. Selecţia agenţilor antispumanţi cu eficienţă îmbunătăţită asupra mediului

Descriere

Spuma excesivă duce la vopsirea neuniformă a materialului. Există o tendinţă constantă în consumul cât mai mare al agenţilor anti-spumanţi din cauza utilizării proceselor de mare viteză şi temperatură, reducerea consumului de apă şi a proceselor/echipamentelor continue. Agenţii anti-spumanţi sunt utilizaţi de obicei în cursul operaţiunilor de pre-tratare, vopsire şi finisare, dar pot apărea şi în cazul utilizării pastelor de imprimare. Caracteristicile de spumare mică sunt foarte importante în procesele de vopsire sub jet, întrucât agitaţia este intensă.

Produsele insolubile în apă şi care au o tensiune superficială mică la suprafaţă sunt potrivite ca astfel de agenţi. Aceştia înlocuiesc sulfactanţii din straturile lor de aer/apă. Fără îndoială că agenţii anti-spumanţi contribuie la încărcătura organică a efluentului final. Consumul lor ar trebui deci redus în primul rând; existănd următoarele posibilităţi:

- utilizarea jeturilor fără aer şi un proces mai diminuat de agitare a materialului- reutilizarea băilor tratate (vezi secţiunea 4.6.22)

Totuşi, aceste tehnici nu sunt disponibile întotdeauna, pentru că nu evită complet utilizarea agenţilor anti-spumanţi. Din acest motiv este importantă alegerea agenţilor cu un efect minim asupra mediului. Agenţii anti-spumanţi au de multe ori la bază uleiuri minerale (hidrocarburi).Prezenţa PAH-urilor trebuie luată în considerare când în formulă apar uleiuri minerale puţin rafinate.

Produsele îmbunătăţite nu conţin uleiuri minerale şi se caracterizează prin rate bune de bioeliminare.

Ingredientele active tipice pentru produsele alternative sunt siliconii, esterii acizilor fosforici (în special tributilfosfaţii), alcoolii multi-moleculari, derivaţi ai fluorului şi amestecuri ale acestor compuşi.

298

Principalele beneficii pentru mediu

Mulţumită utilizării produselor fără uleiuri minerale, încărcarea cu produse extractibile a efluentului, care este limitată de multe ori de legislaţie, este mai mică. Mai mult chiar, aceşti agenţi anti-spumanţi au emisii specifice de CCO mai mici şi rate de bioeliminare mai mari, decât hidrocarburile. De exemplu, un produs bazat pe trigliceridele acizilor graşi şi alcooli graşi ai etoxilaţilor (CCO: 1245 mg/l; CBO5: 840 mg/l) are un grad de bioeliminare mai mare de 90% (determinat şi modificat prin testul Zahn-Wellens, conform OECD 302B sau EN 29888) [179, UBA, 2001].

Pentru emisiile în aer, datorită substituţiei produselor pe bază de uleiuri minerale, este posibilă o reducere a emisiilor de COV în timpul proceselor la temperaturi ridicate (cauzată de transportul agenţilor antispumanţi pe material după procesul de umezire).

Date operaţionale

Agenţii anti-spumanţi fără uleiuri minerale pot fi utilizaţi ca şi agenţii convenţionali. Datorită eficienţei ridicate a produselor pe bază de silicon, cantitatea necesară proceselor poate fi redusă.

Efecte generale, adverse

Trebuie luate în considerare următoarele:- siliconii sunt eliminaţi doar prin procese abiotice din apa uzată. Mai mult chiar, peste

anumite concentraţii, aceste substanţe pot împiedica transferul de oxigen în nămolul activat- tributilfosfaţii sunt foarte mirositori şi iritanţi- alcoolii cu masă moleculară mare sunt foarte mirositori şi nu pot fi utilizaţi în lichidele calde

Aplicabilitate

Nu există limitaţii în privinţa aplicării agenţilor fără uleiuri minerale. Totuşi ar trebui luată în considerare eficienţa anumitor compuşi.

Dacă agenţii anti-spumanţi sunt bazaţi pe siliconi, există riscul apariţiei petelor pe material şi pe utilaje. [179, UBA, 2001]

De asemenea, trebuie luate în considerare restricţiile utilizării siliconilor în anumite condiţii. De exemplu, în industria automobilelor este interzisă utilizarea siliconilor, ca şi în materialele textile pentru această industrie.

Considerente economice

Costul agenţilor alternativi este comparabil cu al celor convenţionali.

Beneficiile implementării

Minimizarea substanţelor extractibile din efluent, este principalul beneficiu al înlocuirii agenţilor convenţionali.

Fabrici de referinţă

299

Multe fabrici din Europa. Există mulţi furnizori de astfel de substanţe.

Literatură de referinţă

[179, UBA, 2001] cu referiri la:

4.4. Spălarea lânii

4.4.1. Utilizarea ciclurilor integrate de îndepărtare a impurităţilor/recuperare a grăsimilor

Descriere

După cum s-a prezentat şi în secţiunea 2.3.1.1 (figura 2.4), o instalaţie de spălare a lânii operând în contracurent produce de obicei următoarele lichide uzate:

- un debit bogat în impurităţi, de la baza vaselor de spălare- un debit mai puţin concentrat de impurităţi, de la baza vaselor de clătire- un debit bogat în grăsimi, de la suprafaţa primului vas de spălare

Toate aceste ape pot fi parţial decontaminate şi reciclate de instalaţie, prin ciclurile de recuperare a grăsimilor şi de îndepărtare a impurităţilor.

Nu există un consens în ceea ce priveşte cea mai bună tehnică de epurare. Unele instalaţii preferă să trateze debitele de impurităţi şi grăsime separat, în timp ce altele le combină şi aplică un tratament de secţionare, mai întâi pentru îndepărtarea impurităţilor şi apoi pentru recuperarea grăsimii.

Pentru recuperarea grăsimii, sunt utilizate utilaje de centrifugare pe tavă. Acestea sunt de obicei protejate de efectele abrazive ale impurităţilor prin trecere prin hidrocicloane, în general în cazul proceselor separate de îndepărtare/recuperare. Procesul de centrifugare are o fază de început, cunoscută sub numele de cremă („cream”), din care rezultă grăsimi cu cantităţi mici de apă. Această „cremă” este de obicei trecută unei centrifugi secundare, care constă în trei faze. Din prima rezultă grăsimi fără apă, care pot fi vândute ca produse secundare. Ultima fază îndepărtează impurităţile şi poate fi trecută la prima fază a procesului de îndepărtare a impurităţilor. Din faza de mijloc rezultă grăsimi şi impurităţi, care pot fi reciclate parţial sau total prin introducerea în primul vas de spălare. O porţiune a procesului de mijloc poate fi trecută în efluent pentru tratare.Îndepărtarea impurităţilor necesită rezervoare de depunere, hidrocicloane şi centrifuge decantoare – sau combinaţii ale acestor utilaje.

În instalaţiile cu mai multe linii de spălare, acestea împart procesele de îndepărtare a impurităţilor/reciclare a grăsimii.

Pentru lâna fină şi extra-fină, când spălarea este realizată cu ajutorul utilajelor care au un debit continuu de nămol, procesul de reciclare a grăsimii trebuie să aibă în vedere şi îndepărtarea impurităţilor fine din grăsimi.

Principalele beneficii asupra mediului

300

Implementarea ciclurilor de îndepărtare a impurităţilor/reciclare a grăsimii permit:- reducerea consumului de apă cu procente situate între 25% şi 50%, considerând ca referinţă

procesele convenţionale- reducerea consumului de energie cu o rată egală cu rata energiei termice transferată

lichidului reciclat (temperatura lichidului este în general de 600C)- producţia unei grăsimi, care are preţul destul de ridicat- reducerea cantităţii de detergent necesare şi un consum de substanţe abrazive, echivalent cu

procentul de apă recuperat- conversia impurităţilor într-un nămol ingroşat lopătabil- reducerea încărcăturii (substanţe consumatoare de oxigen şi de solide în suspensie) trimise

către instalaţia de tratare a efluentului, ceea ce înseamnă o reducere a consumului de energie şi substanţe necesare pentru proces. Această reducere este proporţională cu gradul de îndepărtare la impurităţilor şi recuperare a grăsimii.

Date operaţionale

Instalaţiile de spălare medii şi mari (15000 – 25000 de tone de lână grasă per an), care utilizează cicluri de îndepărtare a impurităţilor/reciclare a grăsimii ar trebui să atingă consumuri de apă nete de 2 – 4 l/kg de lână pentru majoritatea tipurilor de lână. Atât instalaţiile de spălare a lânii fine cât şi cele pentru lâna mai aspră, au atins deja aceste cifre.

Cantitatea de grăsimi recuperată poate fi vândută ca produs auxiliar, în cantităţi de 10-35 g/kg de lână. Cea mai bună performanţă atinsă este de aproape 35 g/kg de lână pentru un utilaj de spălare a lânii fine; performanţa minimă de 13 g/kg de lână a fost atinsă în cazul lânii mai aspre. Aceste rate de recuperare reprezintă 25% din totalul de grăsimi care a fost estimat a se găsi pe lâna pentru spălat.

Există probabil o cantitate maximă de grăsimi care poate fi recuperată, care depinde de proporţiile grăsimilor hidrofobe şi mai puţin hidrofobe (grăsimi de suprafaţă şi grăsimi oxidizate) prezente pe material. [187, INTERLAINE, 1999]

Efecte generale, adverse

Impurităţile şi grăsimile irecuperabile pot fi transferate ca poluanţi din apă pe uscat.

IPM ZALAU

Principalele beneficii asupra mediului inconjurator

Principalul beneficiu asupra mediului rezultat din utilizarea vopselelor sulfurice cu continut scazut de sulfuri sau libere de sulfuri in combinatie cu agenti de reducere a sulfurilor libere, consta in minimizarea continutului de sulfuri in apele reziduale.

Pentru a optimiza beneficiile asupra mediului inconjurator in scopul tehnic propus, este foarte important ca numai o cantitate bine precizata de agent reducator necesara reducerii substantei colorante sa poata fi consumata. Consumul de agent de reducere de catre oxigen in masina ar trebui evitat pe cat posibil. O tehnica efectiva ce asigura acest proces este folosirea azotului pentru scoaterea oxigenului din solutie si a aerului din masina. [182, VITO,2001]

Date operationale

301

Va prezentam in continuare o reteta tipica de vopsire a bumbacului pe o masina cu jet (raport solutie 1:6 la 1:8, colorarea timp de 45 de minute la 950 C) [ 179,UBA,2001] (cu referire la “DyStar,2001”): Vopsea sulfurica neredusa: 10% Agent de umezire: 1g/l Solutie de soda caustica (38 Be): 15 –20 ml/l Soda calcinata: 8 – 10 g/l Sare: 20 g/l Glucoza: 10 – 12 g/l Ditionit de sodiu 8 –10 g/l sau hydroxiacetona 4 – 5 g/l sau sau acid formamidine sulfonic 4

– 5 g/l.

Efecte secundare

Cand se foloseste ditionit de sodiu ca agent reducator, se va tine cont de sulfurile continute in apa utilizata. (vezi Paragraful 2.7.8.1)

Utilizare

Vopselele si agentii de reducere descrisi in acest paragraf pot fi folositi atat in masinile de vopsire existente cat si in cele noi ( epuizarea colorantilor ca si proces continuu). Trebuie luate in consideratie posibile diferente de nuanta comparativ cu vopsirea sulfurica [179, UBA,2001].

Factori economici

Vospelele de sulfuri nereduse la sufuri libere sunt mult mai scumpe decat vopselele sulfurice. Nu sunt disponibile informatii detaliate [179, UBA,2001]

Factori de implementare

Trebuie tinut cont de siguranta si sanatatea muncitorului, de prezenta mirosurilor neplacute si problemelor cu apa reziduala datorita prezentei sulfurilor.

Instalatii de referinta

Multe fabrici din Europa si intreaga lume.

Bibliografie

[179,UBA,2001], [51,OSPAR,1994} P071, [183,VITO,2001].

4.6.7 Minimalizarea pierderilor de solutie pentru vopsit in tehnologia de fulardare

Descriere

Principalele surse de difuzie in procesul de fulardare au loc prin epuizarea substantei colorante reziduale in fulard, pompe si tubulatura la sfarsitul fiecarui lot cand se schimba culoarea (vezi paragraful 3.3.3.5.4 pentru detalii suplimentare privind difuzia & nivelul consumurilor).

Reducerea acestor pierderi se poate realiza prin efectuarea impregnarii intr-un sistem de cazi cu role sau prin micsorarea capacitatii cuvei de inmuiere (ex. mecanism flexibil, mecanism in forma de U).

302

Figura 4.15: Reprezentarea cuvei in forma de U (A) si a sistemului cu role (B) pentru solutia de vopsit

Reduceri suplimentare ale pierderilor se mai pot realiza prin: Sisteme de control a dozarii pentru introducerea materiei prime. Solutia coloranta si

auxiliarele se dozeaza pe baza unei retete specifice fiind dispensate separat si amestecate doar imediat inaintea alimentarii fulardului.

Dozarea solutiei pentru fulard bazata pe dimensionarea ridicatorului. Cantitatea de substanta consumata se masoara prin raportarea la cantitatea produselor procesate prin masurarea timpului de alungire a produsului si greutatii specifice. Valorile rezultate sunt procesate automat si folosite pentru prepararea urmatorului lot de comparatie in ideea minimizarii reziduurilor nefolosite de substanta coloranta. Acest sistem oricum nu poate evita prezenta substantei colorante reziduale in rezervorul de alimentare. Tehnica rapida de vopsire in loturi reprezinta o imbunatatire aditionala in acest sens. In acest caz e de preferat ca solutia sa se prepare intr-o singura etapa (pentru intregul lot) numai inaintea inceperii vopsirii lotului, in baza masuratorii directe a ridicatorului.

Principalele beneficii asupra mediului inconjurator

Fulardele conventionale au o capacitate de la 30 de litri pana peste 100 litri. Schimbarea intr-un mecanism in forma de U (12 litri capacitate) va permite reducerea reziduurilor de substanta nefolosita de la 60% la aproape 90% pe lot, comparativ cu sistemul conventional. Corespunzator in cazul colorarii prin sistem cu role (5 litri), se va atinge o valoare a reducerii peste 95%.Repartizarea separata a chimicalelor si colorantilor evita scurgerile inutile de materie prima care nu pot fi reutilizate. Prepararea lotului de substanta coloranta bazata pe masurarea directa a ridicatorului permite reducerea substantei colorante reziduale in rezervorul de alimentare de la peste 150 litri pana la 5 – 15 litri.

Mai mult colorarea moderna se face cu un flux minim de apa pentru limpezire, care permite economisirea suplimentara a apei cu 25%.

Date operationale

Intretinerea practica este esentiala pentru a asigura precizia si performantele adecvate ale echipamentului. In particular, precizia sistemului de dozare (ex. pompe) si a masuratorii ridicatorului ar trebui verificate la intervale regulate. In masurarea ridicatorului, greutatea specifica a produsului trebuie determinata pe produs inaintea colorarii si nu pe materia prima inaintea pre tratarii.

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Tehnica descrisa este recomandata atat pentru liniile noi continue si semicontinue de colorare cat si pentru cele deja existente. Oricum este mai convenabil sa se astepte instalarea completa a noii masini, decat sa se ataseze parti la masinile deja existente [59, L. Bettens,2000].

Vopsirea in mecanismul cu role nu este potrivita pentru produsele usoare (sub 220 g/m) sau pentru produsele cu o buna absorbtie a umezelii. Pentru textilele pufoase sau tunse timpul de ridicare poate fi prea scurt si reproductibilitatea are un efect advers.

303

O atentie speciala trebuie acordata tricoturilor si produselor elastice.

Factor economic

Costul investitiei pentru un sistem automat de dozare si un volum minimizat al cuvei (ex. sistemul in forma U) este de aproximativ 85000 EURO (luand ca referinta o largime de 1800mm). Pe de alta parte in cazul realizarii unei performante pe fabrica de 15 loturi pe zi se economisesc anual 85000 de EURO (salvand in medie 50 de litri pe lot la pretul de 0,5 EURO/l a substantei colorante). Rezulta un timp scurt de amortizare a investitiei. [179, UBA,201].

Suplimentar, trebuie luat in calcul si un castig datorat folosirii rezervoarelor cu volum redus pentru apa utilizata ce trebuie tratata.

Factori de implementare

Restrictiile legislative referitoare la mediul inconjurator (ex. coloranti in ape reziduale) au incurajat fabricile sa ia masuri de reducere a emisiilor de ape reziduale concentrate. Interzicerea risipei de materie prima (coloranti si auxiliare) impreuna cu cresterea reproductibilitatii si productivitatii dobandite datorita imbunatatirii procesului de control au un rol important in implementarea acestei tehnici.

Instalatii de referinta

In Europa si in afara acesteia sunt in jur de 40 instalatii care utilizeaza cu succes tehnica descrisa. Aceste instalatii sunt echipate cu sistem direct de dozare individuala a substantelor colorante si auxiliarelor combinate cu masuratori de ridicare pentru prepararea urmatorului lot de comparatie. Sistemul rapid de dozare a lotului pentru substanta coloranta este utilizat cu succes in cel putin o fabrica de finisare din Europa.

Sistemul de dozare rapida este dat de [179,UBA,2001]: E. Kusters machinenfabrik GmbH & Co. KG, comp. Textile, D-47805 Krefeld Klinewefers Textilmaschinen GmbH, D-47803 Krefeld Seybert & Rahier GmbH& Co. Betriebs-KG, 34376 Immenhausen

Bibliografie

[51,OSPAR,1994] (P082), [179,UBA,2001], [59, L. Bettens,2000].

4.6.8 Enzimare dupa sapunire in vopsea reactiva

Descriere

Vopsirea si imprimarea cu vopsele reactive atrage un numar de pasi de sapunire si clatire pentru indepartarea din substrat a cantitatii de vopsea nereactionate si hidrolizate. Indepartarea tuturor substantelor colorante este esentiala pentru obtinerea unei rezistente optime la umezeala, pentru reducerea consumurilor de energie, apa si chimicale in intreg procesul de vopsire.

Tehnica sugerata consta in adoptarea unui tratament enzimatic care sa inlature substanta coloranta nefixata nu numai din fibre ci si din baia de vopsea epuizata. Decolorarea enzimatica a substantei colorante reactive s-a facut cu Levafix, Remazol, Procion si Synozol [179, UBA,2001].

Folosirea compusilor enzimici de obicei au loc in patru sau cinci etape (vezi tabelul de mai jos).

Secventa tipica in cazul conventional Secventa in cazul enzimarii dupa

304

dupa sapunire sapunire5 min limpezire plina 5 min limpezire plina10 min 400 C 10 min 400 C ;neutralizare10 min 400 C; neutralizare 10 min 600 C 10 min 950 C 10 min 950 C10 min 950 C 10 min 500 C; tratament enzimatic10 min 500 C 10 min 300 C10 min 300 C -Sursa: [179, UBA,2001] cu referire la “Bayer,2000” Tabelul 4.20: Comparatia secventei pasilor intre un tratament conventional si unul enzimatic dupa sapunire (vopsire prin epuizare)

Principalele beneficii asupra mediului

Asa cum se vede si in tabelul 4.20 una dintre etapele fierbinti de limpezire poate fi evitata folosind tratamentul enzimatic. Economiile de apa, energie si detergent sunt principalele avantaje ale acestei tehnici [179, UBA, 2001].

Date operationale

Tratamentul enzimatic se realizeaza dupa cum urmeaza (proces discontinuu, pe lot) [179,UBA,2001]: Umplerea cu apa proaspata (500C) Adaugarea unei solutii tampon pentru ajustarea PH-ului Controlul pH-ului (adaugarea de acid acetic, daca este necesar) Adaugarea de componente enzimatice (0.25g/l) Functionare 10 minute Uscare

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Tehnica este deja folosita la vopsire prin epuizare cu vopsea reactiva. Aplicarea vopsirii in linie continua si imprimarea sunt in acest moment in plina dezvoltare.

Majoritatea substantelor colorante reactive pot fi decolorate enzimatic. Oricum, se recomanda un test de precautie la nivelul laboratorului.

Factori economici

Economia de apa si energie, reducerea timpului de procesare reprezinta suma beneficiilor de care dispune acest sistem.

Nu s-a dat nici o informatie privitoare la costul componentelor enzimatice.

Factori de implementare

Potentialul de reducerea cheltuielilor si imbunatatirea calitatii (rezistenta crescuta) produselor finite [179, UBA,2001].

Instalatii de referinta

Tratamentul enzimatic dupa sapunire se aplica in Gernmania in cateva fabrici de finisare si in toata lumea [179, UBA,2001]

Bibliografie

305

[179, UBA,2001]

4.6.9 Metoda de fixare cu silicati liberi pentru vopsirea fulardata discontinua la rece

Descriere

Silicatul de sodiu este des utilizat in tehnologia de fulardare discontinua la rece, in primul rand pentru a creste stabilitatea solutiei fulardate si evitarea carbonizarii marginilor. Pe de alta parte, silicatul de sodiu implica o crestere a numarului problemelor cum ar fi formarea depozitelor de silicat pe suprafata textilelor si pe echipament, cresterea sarurilor in apa reziduala, etc.

Solutiile alcaline apoase cu silicatii liberi de concentratie mare au fost imbunatatite si sunt disponibile pe piata. Acestea sunt produse gata preparate ( amestecuri ajustate cu grija de alcali in solutie apoasa) care pot fi usor folositi cu un sistem modern de dozare. Acestea sunt pregatite special pentru procesul de fulardare -infasurare la rece.

Principalele beneficii asupra mediului

Sunt indeplinite urmatoarele avantaje: Nu sunt reziduuri alcaline in rezervoarele de preparare deoarece cu silicat de sodiu alcalii

pot fi adaugati ca solutii gata preparate si nu necesita preparare. Nu este dificila curatarea depozitelor de pe substratul produselor sau echipament Nu necesita adaos de auxiliare in solutia de fulardare pentru evitarea depozitelor Continut scazut de electrolit in apa reziduala Posibilitatea folosirii membranelor tehnice in tratarea apei utilizate ( fara cristalizare in

filtre, tubulatura si valve sau membrane, cum este cazul silicatului de sodiu)

Date operationale

Pompe cu membrane cum sunt pompele-sera cu o ratie de 4:1 (solutie alcalina in vopsea) sunt potrivite pentru utilizarea produsului [179, UBA,2001]

In figura 4.16 este prezentata o curba tipica de dozaj. Folosind o curba in locul etapelor de adaugare a alcalilor conventionali se obtin avantaje in cresterea reproductibilitatii [179, UBA,2001].

Temperatura de fulardare: 20-250C

g/l coloranti bazati pe formula comerciala 100%

Figura 4.16: Curba de dozare pentru solutiile alcaline gata preparate [179, UBA,2001]

306

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Tehnica este aplicabila atat in instalatiile existente cat si in cele noi. Oricum pentru instalatiile deja existente masuratori suplimentare pentru optimizarea procesului si control pot fi necesare pentru garantarea conditiilor constante [179, UBA,2001].

Factori economici

Solutiile alcaline gata preparate sunt mult mai scumpe decat metodele de fixare conventionale.

Solutiile alcaline gata preparate sunt destinate cuvelor moderne cu volum minim, unde timpul de schimbare a solutiei fulatorului este foarte scurt si unde stabilitatea extrem de mare a solutiei fulardate nu este necesara. Cu toate acestea absenta silicatului de sodiu afecteaza stabilitatea solutiei de fulardare. Un control al procesului mult mai eficient (ex. controlul temperaturii solutiei colorante) este cerut si trebuie luate in calcul corespondentele costurilor investitonale.

Urmatoarele beneficii economice au fost luate in considerare [179, UBA,2001]: Investitia in sistemul avansat de dozare este scazuta deoarece sunt necesare numai doua

unitati de dozare (una pentru solutia de colorare si una pentru solutia alcalina gata preparata), in timp ce metoda de fixare conventionala bazata pe silicati, are nevoie de trei unitati de dozare (una pentru solutia de colorare, una pentru silicati si una pentru alcali). Investitia pentru o unitate de dozare este in jur de 12000 EURO.

Nu este necesara schimbarea cauciucurilor fulardului la intervale scurte datorita formarii depozitelor de silicati. Costurile pentru indepartarea cauciucurilor fulardului se estimeaza la 7000 – 10000 EURO.

Continutul scazut de electrolit a solutiei reduce concentratia vopselei hidrolizate, care este asadar usor de curatat. Aceasta implica un consum scazut de energie si apa in procesul de curatare.

O productivitate ridicata a fulardarii si spalarii. O mai buna reproductibilitate datorata conditiilor monitorizate ale procesului.

In concluzie se atinge o reducere a costurilor de proces, in comparatie cu metoda conventionala de fixare.

Implementare

Dintre principalele forte motoare evidentiem [179, UBA,2001]:

O mai buna reproductibilitate Reducerea costurilor totale ale procesului Manuirea usoara a produsului (posibilitatea de a avea alcali in forma lichida si dozabili in

concentratia corespunzatoare fara probleme de cristalizare) Fara depozite si comportare buna la curatat Posibilitatea folosirii membranelor tehnice pentru tratarea apei reziduale

Instalatii de referinta

In Europa sunt multe fabrici care care folosesc solutii alcaline gata preparate. Cateva exemple: Miroglio Italia, T.I.L, F-Lyon in Franta, Riedel & Tietz Textil GmbH, D-09212 Limbach-Oberfrohna in Germania si Fussenegger, A-Dornbirn in Austria.

307

Bibliografie

[179, UBA,2001]

4.6.10 Vopsirea prin epuizare a fibrelor celulozice cu vopsele reactive polifunctionale de inalta fixare

Descriere

Unul dintre principalele obiective ale studiilor de cercetare si dezvoltare il constituie imbunatatirea reactivitatii colorantilor cu cel mai bun grad de fixare (vezi de asemenea paragraful 9.8 si 2.7.8.1 – “Dyes”). Reactivitatea colorantului bifunctional (polifunctional) contine doua sisteme reactive similare sau nesimilare, care ofera un inalt nivel de fixare in vopsirea prin epuizare. Din cauza celor doua grupe de reactive, reactivul colorant bifunctional are o probabilitate crescuta a reactiei chimice cu fibrele celulozice in comparatie cu colorantii monofunctionali cu un grup reactiv. Daca unul din grupurile reactive hidrolizeaza in timpul procesului de vopsire, celelalt poate inca reactiona chimic cu grupul de hidroxili ai celulozei. Mai mult, se combina doua sisteme reactive in acelasi colorant avand avantajul a doua grupuri individuale (ex. grad mare de fixare cu nivel mare de rezistenta si spalare). Oricum, colorantii polifunctionali nu sunt neaparat mai buni. Numai combinatia corecta a grupului de reactivi ii face sa fie superiori colorantilor monoreactivi conventionali.

Exemple ale acestui domeniu de coloranti cu fixare mare sunt [179, UBA,2001]: Cibacron FN (evacuare calda) (Ciba) Cibacron H (evacuare fierbinte) (Ciba) Dimarene HF (Clariant) Levafix CA (Dystar) Procion H-EXL/XL+(Dystar) Sumifix HF (Sumitomo).

Figura 4.17 ilustreaza doua exemple. In primul avem doua grupuri de reactivi monofluoro triazin formand o punte de catene cu cromofor, al doilea (reactivul negru 5) are doua grupuri reactive de sulfat de vinil.Sunt de asemenea vopsele cu doua grupuri reactive diferite.

Figura 4.17: Exemple de doua vopsele polifunctionale [179, UBA,2001

Principalele beneficii asupra mediului

308

Fixarea vopselei reactive cu celuloza poate fi exprimata ca si procentaj din totalul vopselei aplicate (rata de fixare, uneori dnumita “fixare absoluta”) ori ca procentaj al vopselei epuizate (rata de epuizare, denumita uneori fixare eficienta). In cazul vopselelor monofunctionale, rata de fixare este de aprox. 60% (cu o rata a epuizarii in jur de 70%) deci 40% din vopseaua folosita este pierduta in efluent. In cazul vopselelor reactive bifunctionale, 80% din rata de fixare si peste 90% din cea de epuizare este atinsa. Consecintele imediate implica o reducere semnificanta a substantei colorante nefolosite finale in curentul de apa reziduala (reducerea culorii si incarcare organica).

Acesta este un advantaj specific cand se aplica tehnicile de oxidare pentru tratarea vopselei in efluent (vezi sectiunea 4.10.7). Trebuie sa specificam ca o cantitate scazuta de vopsea in efluent nu va produce in mod necesar o reducere in culoarea vizuala. Rezistenta tinctoriala a noilor vopsele reactive a fost imbunatatita semnificativ. Aceasta inseamna ca nuante mai intense si mai profunde se pot obtine cu vopsea mai putina decat era necesara pentru alte vopsele sau clase de vopsele. Mai putina vopsea inseamna o mai mica regasire a acesteia in efluent, insa culoarea vizuala poate ramane de inalta calitate. [190,VITO,2001].

Cu vopsele noi (inclusiv procese noi) exista potential de economisire a apei, energiei si chimicalelor. De exemplu procedeul recent introdus Levafix CA (Dystar) atinge mai mult de 90% fixare cu cantitati moderate de sare.

O relimpezire pentru obtinerea nivelului cerut de rezistenta la umezire poate fi atins rapid cu o cantitate relativ mica de energie si apa. Aceasta este in parte o consecinta a gradului inalt de fixare a vopselelor noi bifunctionale (numai o cantitate mica de vopsea nefixata va fi eliminata prin spalare). Mai important este faptul ca unele dintre vopselele reactive noi au molecule special destinate sa reduca afinitatea cand se gasesc in forma hidrolizata, ceea ce inseamna ca au proprietati de curatare prin spalare excelente.

O inovatie recenta facuta de Dystar (Procion XL+vopsea) permite un timp mult mai scurt de procesare in substraturi bine determinate prin combinarea etapelor de pretratare si vopsire folosind vopsele polifunctionale cu fixare la 900C. Se economiseste peste 40% apa si energie si mai mult de 30% saruri.

Date operationale

Pentru a usura selectarea si utilizarea, fabricantii de vopsele introduc sortimente mici de vopsea fiecare cuprinzand compatibilitati mari de vopsele cu comportament virtual identic in baile de vopsea. Fiecare dintre aceste sortimente compacte este angrenat pe un segment specific de utilizare. In acest fel matricele de compatibilitate ale solutiilor colorante sunt asigurate. Este un lucru important in obtinerea unei inalte reproductibilitati, a unei dependente scazute in conditii de vopsire (ex. rata lichidelor, temperatura vopselei, concentratia sarurilor) si un timp optim de vopsire.

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Marea capacitate de fixare a vopselelor reactive poate fi aplicata pentru toate tipurile de masini de vopsit, dar ofera avantaje specifice pe masinile de vopsit cu cea mai moderna rata scazuta de lichid, dotate cu senzori de control avand avantajul reducerii consumului de apa si energie [179, UBA,2001]. In particular, vopsele reactive noi cu o foarte buna solubilitate se pot folosi in rate ultra scazute de solutie [190, VITO,2001].

Factori economici

309

In comparatie cu vopselele reactive conventionale, vopselele reactive polifunctionale sunt mult mai scumpe pe kilogram, dar inalta fixatie si economiile de sare impreuna cu reducerea consumului de apa si energie conduc la o scadere semnificativa a costurilor totale.

Implementare

Legislatia in vigoare restrictioneaza deversarile colorantilor in efluenti, aceata fiind una dintre principalele ingradiri ale dezvoltarii unei fixari superioare a vopselelor. Un alt scop important este reducerea costurilor totale ale procesului care se pot realiza datorita unei fixari superioare a vopselelor [179, UBA,2001].

Instalatii de referinta

Multe instalatii in Europa.

Bibliografie

[179, UBA,2001], [190, VITO,2001], [180, Spain,2001].

4.6.11 Vopsirea prin epuizare cu vopsele reactive cu continut scazut de sare

Descriere

In mod obisnuit scoaterea vopselei din fibrele celulozice cu ajutorul solutiilor colorante reactive cerea o cantitate mare de sare pentru imbunatatirea epuizarii (de obicei 50-60 g/l, insa peste 100g/l pentru nuantele inchise – vezi sectiunea 2.7.3. si 2.7.8.1 – “Saruri”).Cativa producatori de vopsele au imbunatatit sorimentele de vopsea si utilizrea proceselor care au nevoie numai de doua treimi din aceasta cantitate. Exemple:

Cibacron LS (Ciba) Levafix OS (Dystar) Procion XL+(Dystar) Sumifix HF (Sumitomo).

Cele mai multe dintre aceste vopsele sunt vopsele polifunctionale si ofera un nivel superior de fixare, care duce la o reducere a cantitatii de vopsea nefixata in efluent.

Datorita reducerii cantitatii de saruri necesare pentru extragerea acestora, vopselele cu continut scazut in saruri sunt mai solubile si pot fi tinute in solutie la concentratie mare necesara pentru ratia scazuta de solutie a masinilor de vopsit. Aceasta ofera posibilitati suplimentare pentru reducerea tuturor sarurilor necesare asa cum este ilustrat in tabelul urmator.

Cada de vopsire cu vartelnita(rata solutiei 1:20)

Jet (R.S. 1:10) Jet cu rata sol. scazuta (R.S.1:5)

Vopsea reactiva obisnuita (sare 60g/l)

1200kg 600kg 300kg

Vopsea reactiva cu ontinut mic de sare (sare 40g/l)

800kg 400kg 200kg

Sursa [179, UBA,2001]

Tabel 4.21: Cantitatea necesara de sare pentru vopsea pe 1000 kg produs cu o intensitate medie de nuanta

Principalele beneficii asupra mediului

Consumul de sare pentru soaterea vopselei din fibrele celulozice este redus la aproape o treime din cantitatea de sare necesara in cazul vopselei reactive conventionale cu efecte pozitive asupra salinitatii efluentului si o curgere lina in tratamentul apei utilizate [179, UBA,2001].

310

Vopselele reactive cu continut scazut de sare sunt vopsele cu o afinitate superioara, ceea ce le face mai putin usor de spalat decat tipurile cu joasa sau medie afinitate. Oricum vopselele cu afinitate joasa in forma hidrolizata (nefixata) sunt diponibile din ce in ce mai mult facand relimpezirea mult mai usoara.

Date operationale

Concentratia scazuta de sare, o mai mare sensibilitate a sistemului in schimbarea parametrilor au influenta asupra epuizarii. Pentru a da vopsitorului o flexibilitate mai buna, producatorii de vopsele au imbunatatit combinatiile de vopsele tricromatice cu o compatibilitate crescuta (imbinand afinitatea si reactivitatea fiecarei vopsele si minimizand interactiunile dintre componente). Produsele cu proprietati de utilizare foarte apropiate sunt acum disponibile, fiind doar putin afectate de schimbarile in conditiile de vopsire. Se cere o optimizare a timpului de producere (ex. cu Cibacron LS) chiar si atunci cand marimea lotului si rata de solutie variaza, de exemplu cand amestecuri vopsite ca poliester/bumbac [190,VITO,2001].

Fiecare producator asigura informatii tehnice cuprinzatoare pentru sortimentele de vopsea cu continut scazut de sare, inclusiv recomandari detaliate asupra sarii pentru a obtine nuante bunei in tipurile de substrat, echipament in uz, etc.

Cele mai impresionante trasaturi ale vopselelor reactive avansate o reprezinta compatiilitatea mutuala a vopselelor incluse in fiecare sortiment de vopsea (imbinand afinitatea si rectivitatea fiecarei vopsele si minimizand interactiunea dintre componenti). Datorita tehnicilor moleculare sofisticate a fost posibil studiul vopselelor reactive care au profilul optim de maximizare a timpului de productie cel mai bun. L-au scos la o rata similara. Curbele trasate pentru fiecare nuanta de vopsea dupa temperatura si timp se pot suprapune practic fara variatii. Acest lucru este important in obtinerea unei reproductibilitati superioare, a unei dependente scazute asupra conditiilor de vopsire (ex. rata solutiei, temperatura de vopsire, concentratia de sare) si binenteles a unui timp de vopsire optim.

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Solutiile colorante reactive cu continut scazut de sare sunt utilizabile atat pentru echipamentele de vopsire existente cat si pentru cele noi, oferind avantaje specifice pe masinile de vopsit cu cea mai moderna rata de lichid scazut, avand avantajul reducerii consumului de apa si energie [179, UBA,2001].

Factori economici

Solutiile colorante reactive cu continut scazut de sare sunt mult mai scumpe decat cele conventionale (datorita in primul rand tehnicilor moleculare sofisticate aplicate). Depinde de circumstantele fiecarui producator ca aplicarea acestui procedeu sa fie benefica.

Factori de implementare

Solutiile colorante reactive cu continut scazut de sare au fost introduse pentru prima data in zone avand un climat arid si o balanta negativa a apei (ex. North Carolina si Tirupur, Tamil Nadu in India). Dar au avut succes in regiunile unde producatorii au folosit apa proaspata dar si acolo a fost nevoie de minimizarea efectelor saline.

311

Mai mult, nu ar trebui sa uitam coroziunea cauzata de prezenta sarii care este principala cauza a reciclarii defectuoase a apei.

Instalatii de referinta

Multe instalatii in Europa.

Bibliografie

[179, UPA,2001], [190, VITO,2001], [180, Spain,2001], [61, L.Bettens,1999}.

4.6.12 Omiterea folosirii detergentilor in prespalarea bumbacului vopsit cu vopsele reactive

Descriere

Atat literatura internationala cat si practica fabricilor de textile au demonstrat ca detergentii nu imbunatatesc indepartarea solutiilor reactive de vopsire hidrolizate din produs.

Din contra temperaturile inalte afecteaza eficienta limpezirii. Testele efectuate la limpeziri la 90- 950C au aratat ca limpezirea este mult mai buna si rapida la temperaturi inalte. In jur de 30% substante colorante reactive hidrolizate nefixate sunt indepartate dupa 10 minute de clatire la 950C si apoi la 750C.

Multi fabricanti deja folosesc clatirea la temperaturi inalte si exclud folosirea detergentilor in clatirea dupa vopsirea reactiva. Calitatea produsului fiind afectata negativ. Rezistenta produselor este mai buna dupa clatirea fierbinte ca cea dupa limpezirile traditionale cu detergenti, agenti complecsi si neutralizatori in prima clatire.

Beneficii asupra mediului

Principalul beneficiu il constituie reducerea consumului de detergenti si poluarea din apa utilizata. Potentialul de reducere a acestor factori variaza cu procedurile de vopsire aplicate in fiecare fabrica.

Experienta a doua fabrici de vopsit (una de tricotaje si cealalta de produse) arata ca media potentialului de reducere poate fi de 1 kg detergent, 1kg aget complex si 1 kg acid acetic pentru 100 kg de produs.

Avantaje suplimentare sunt economia de chimicale consumate pentru distrugerea vopselelor reactive prin procesul de tratament liber de radicali. In Fenton de exemplu radicalii OH reactioneaza foarte repede nu numai cu vopselele dar si cu detergentii, o cantitate mare de H2O2 poate fi economisita daca nu se folosesc detergenti.

Date operationale

Gradul mare de fixare si proprietati de curatare excelente a catorva noi solutii colorante reactive polifunctionale cu continut mic de sare (vezi sectiunea 4.6.10 si 4.6.11) sunt factori importanti care ajuta la obtinerea unei rezistente suficiente la spalare cu clatire fierbinte fara a fi nevoie de detergenti.

S-a constatat ca pot aparea dificultati la o oprire accidentala a masinii. In astfel de conditii temperatura mare a apei de clatire poate cauza ireversibile ruperi de legaturi intre grupul reactiv al vopselelor si grupul hidroxil al bumbacului sau vascozei [297, Germany,2002].

Efecte secundare

312

Substituirea apei reci cu cea fierbinte duce la un consum ridicat de energie, fara ca energia termala din efluentul de limpezire sa poata fi recuperata.

Utilizare

O fabrica textila daneza in ultimii 5 ani nu a folosit deloc detergenti in procesul de clatire dupa vopsirea reactiva. Fabrica vopseste in toate nuantele si culorile tricotaje si materiale de tesatura facute din bumbac sau bumbac/PES. Aplicarea acestei tehnici implica insa o schimbare a tipului de vopsea reactiva. Aceata fabrica lucreaza cu vopsele reactive bifunctionale ca Cibachron C sau Bezaktiv S. Se foloseste apa moale.

Si alte fabrici vopsitoare de tricoturi si tesaturi nu au utilizat detergenti in ultimii 5-6 ani, cu exceptia catorva (culori ca rosu, rosu inchis sau bordo).Singura schimbare a procedurii este ceea de omiterea detergentilor. Economia depinzand de numarul vopselelor reactive realizate de fabrica.

Factori de implementare

Costuri ridicate pentru chimicale si tratamentul apei folosite.

Instalatii de referinta

Multe instalatii in Europa. Cateva exemple de fabrici care aplica acest procedeu sunt: Kemotextil A/S, Sunesens Textilforaedling ApS, Mrtensen A/S.

Bibliografie

[78, Danish EPA,1999], [7,UBA,1994]

“Environmentally friendly method in reactive dyeing of cotton”. Stiinta si Tehnologia apei, Vol.33, nr.6, pag. 17-27, 1996.

“Reclamation and reuse of process water from reactive dyeing of cotton”. Desalinizare (1996) 195-20.

4.6.13 Procedeu alternativ pentru vopsirea continua (si semicontinua) a produselor celulozice cu vopsele reactive

Descriere

Tehnica consta intr-un proces de vopsire continua pentru fibrele celulozice care folosesc vopsele reactive selectate. Sistemul continuu de vopsire conventional prin fulardare nu cere folosirea de substante aditionale ca ureea, silicat de sodiu si sare, sau timp mai mult pentru fixarea vopselei.Reteta include: x g/l vopsea 1, y g/l vopsea 2, z g/l vopsea 3, 1-2 g/l agent de umezire si alcali. Celelalte auxiliare folosite normal in procese conventionale sunt inlocuite prin operarea cu continut de vapori controlati in timpul vopsirii.

Lichidul colorant este aplicat pe textile cu ajutorul unui fulard (bumbacul este stors 70% si vascoza la aprox. 80%) iar dupa o scurta trecere printr-un curent de aer, produsul este introdus direct in vopsitor (curent fierbinte) unde acesta ramane 2 minute.

In procesul conventional, ureea este folosita ca solvent pentru vopsire in sarja uscata. Ureea topita la 1150C si apa la peste 1000C, permit penetrarea vopselei in produs in timpul fixarii in abur. In procedeul de referinta acest lucru nu este necesar deoarece contitiile in uscator sunt setate (1200C ai 25 vol.-% continut de vapori) deci produsul ramane la temperatura specifica de 680C atat cat este umed.

Pe cand daca sunt folosite vopsele cu reactivitate mare, la o temperatura joasa a produsului (680C), pentru fixare sunt necesari alcali slabi si un timp scurt (2 minute).

313

Principalele beneficii asupra mediului

O reducere semnificanta a consumurilor de chimicale asa cum este aratat in fig. 4.18.

Figura 4.18: Consumul de baza de substante chimice pentru 10 milioane de metri cu sistemul fuldare-uscare-fuldare-vaporizare, fuldare-infasurare, fuldare-uscare-termofixare si metoda de referinta [180,Spain,2001]

Nu se consuma uree, sare (clorura/sulfat) sau silicat de sodiu iar alcalinitatea este de obicei scazuta (mai putin NaOH, datorita substitutiei cu Na2CO3 depinzand de vopseaua aleasa).

O fabrica care aplica sistem de trei schimburi pentru vopsirea continua prin procesul fuldare-uscare-termofixare sau fuldare-uscare-fuldare-vaporizare la o rata de 40 m/min, va consuma aproximativ 423 t/an de uree sau 540t/an de NaCl. Pe de alta parte o fabrica care aplica tehnica de referinta tot pe sistemul triplu va consuma numai 22 t/an de bicarbonat de sodiu care va ajunge in efluent. In concluzie apa utilizata la spalare va contine numai 4-5 % din incarcatura chimica produsa in celelalte procese de vopsire conform tehnologiilor recente [190,VITO,2001].

Eliminarea ureei rezultata din o cantitate scazuta de nitrogen ca si component continut in apa utilizata si evitarea prezentei ureei divizate in aerul evacuat, tipica in procesul fuldare-termofixare.

Absenta sarii este un avantaj nu numai pentru ca rezulta o incarcatura mica de sare in efluentul final ci si pentru ca fara sare vopseaua nefixata este usor de indepartat perin spalare (reducerea consumului de apa si energie la operatia de pre limpezire). Mai mult, vopseaua cu o scazuta substantivitate in forma hidrolizata este acum angajata, ceea ce conduce la proprietati bune de curatare.

Suplimentar, consumul de energie este redus datorita controlului aerului evacuat.

Date operationale

Temperatura si umiditatea in timpul procesului de fixare este ilustrat in figura de mai jos:

314

Figura 4.19: Temperatura produsului si umiditatea in tipul procesului de vopsire folosind tehnica de referinta [180,Spain,2001]

O unitate de umezire se foloseste la pornirea masinii pentru asigurarea conditiilor ambientale in camera de uscare setate la 25 vol.-%.

Uneori, cantitatea de apa scoasa din produsele foarte usoare nu este suficienta pentru pastrarea uscatorului la 25 vol.-%. In acest caz se foloseste un injector cu aburi pentru a pulveriza cantitatea necesara de vapori.

Performante maxime sunt obtinute numai prin alegerea corecta a pretatarii produsului si o formula inginereasca bine selectata a vopselei.

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Procesul in sine este simplu si ideal atat pentru loturile mici cat si pentru cele mari. Este o optiune economica viabila pentru fabrici de a reivesti.

In plus asigura o versatilitate si aplicabilitate mare pentru o gama larga de produse, calitate buna a produsului comparativ cu alte tehnici de vopsire. Aceasta include, de exemplu [180, Spain, 2001]: Usurinta in manuire datorita conditiilor de fixare moderate Minimizarea migratiei printr-o fixare rapida si umiditate controlata (importanta in special

pentru produsele plusate, unde rezistenta la frecare este imbunatatita datorita unei mai slabe migratii a vopselei)

Imbunatatirea penetrarii vopeslei in produsele mai dificile (comparativ cu tampon-termofixare) datorita prezentei umiditatii si temperaturii mari a produsului

Imbunatatirea acoperirii bumbacului inutilizabil comparativ cu tehnologia de fulardare-infasurare sau vopsire prin epuizare

Vopsirea PES/vascozei si PES/bumbac amestecat intr-o singura baie cu rezultate excelente

Factori economici

Nici un IR prevopsitor nu este necesar, cu exceptia produselor grele care necesita vopsire. Costurile initiale ale investitiei pentru o noua instalatie de flux fierbinte este in jur de 0,75 milioane de EURO, excluzind costurile pentru un aparat automat de vopsit [190,VITO,2001]. Aceasta investitie este compensata prin economiile uriase de chimicale/auxiliare, energie, de o imbunatatire a productivitatii si a mediului (mai putine emisii in aer sau in poluarea apei tratate)Costul scazut al chimicalelor si auxiliarelor apare datorita evitarii silicatului de sodiu, clorurii de sodiu si ureei din reteta de vopsire. In multe cazuri, consumul de vopsea este redus comparativ cu alte procedee ca fulardare -infasurare . Acesta este ilustrat in tabelul de mai jos:

Fulardare in loturi/metoda cu silicat de sodiu

Tehnica de referinta

Diferenta %

Levafix Yellow CA 15.0 g/l 13.7 g/l -8.7Levafix Red CA 12.0 g/l 11.6 g/l -3.3Levafix Navy CA 10.4 g/l 10.1 g/l -2.9Total vopsea 37.4 g/l 35.4 g/l -5.3Uree 100 g/l - -100Agent de umezire 2 g/l 2 g/l 0

315

Silicat de sodiu 380Be 50 m/l - -100Soda caustica 50% (*) 14 m/l 6 m/l -57Carbonat de sodiu (*) - 10 g/l +100

Total substante chimice

166 g/l 18 g/l -89

Timp de actiune 12 ore 2 minuteSursa: [180, Spain,2001]Nota: (*) Diferente in operatie (depinde de vopseaua aleasa) se poate permite deplina substituire a sodei caustice si carbonatului de sodiu cu bicarbonat de sodiu (alcalinitate mai scazuta)

Tabelul 4.22: Comparatie intre un proces coventional de fulardare-infasurare si tehnica de referinta aplicata pentru mercerizarea bumbacului 100% cu tesatura in diagonala, 300 g/m, cu 75% ridicare.

Productivitatea crescuta obtinuta prin eliminarea timpului lung de sarjare are ca rezultat economii semnificative peste procedeul traditional. In ciuda costurilor scazute ale mecanismelor pentru echipamentul de fulardare-infasurare, acest proces alternativ pare a fi mai scump. Nu trebuie asteptat pana a doua zi pentru a vedea nuantele ceea ce implica un serviciu imbunatatit si o livrare mai rapida catre clienti.

Implementare

Minimizarea consumurilor, o tehnologie curata.

Instalatii de referinta

Tehnica de referinta este disponibila pe piata sub denumirea de Econtrol, care este inregistrata sub marca DyStar.

Instalatii in Spania, Belgia, Iatlia, Portugalia, China, Turcia, India, Pachistan si Coreea.

4.6.14 Tehnica de vopsire cu PH controlat

Descriere

Fibre ca lana, poliamidele si matasea contin acizi slabi si gupuri de baza slabe(functiuni carboxilice si amino). La fel ca si amino acizii din care deriva toate proteinele, aceste fibre prezinta caracteristici zwitterionice la valori ale pH-ului apropiate de punctul izoelectric (Ph-ul la care fibrele contin cantitati egale de protoni de baza si grupuri acide ionizate)

La un PH sub punctul izoelectric, anionii de carboxilat sunt neutralizati progresiv de catre absorbtia protonilor si fibrele capata o incarcatura net pozitiva (vezi ecuatia 1):

(1) H3N+- (fibra)-COO- +H+ = H3N+- (fibra)-COOH

Dimpotriva, ca pH-ul sa urce peste punctul izoelectric, fibra se incarca cu sarcina negativa ca rezultat al disocierii grupului de acid carboxilic (ecuatia 2) si deprotonizarea grupului amino prin adsorbtia ionilor hidroxid sau a altor anioni cum se arata in ecuatia 3:

(2) H3N+- (fibra)-COOH +OH- = H3N+- (fibra)-COO-+H2O(3) H3N+- (fibra)-COO- +OH- = H2N- (fibra)- COO-+H2O Pe baza acestor reactii fibrele cu caracteristici zwitterionic pot fi vopsite prin impunerea unui profil al pH-ului la o temperatura izo, in locul unei temperaturi la izo PH.

Procesul de vopsire porneste in conditii alcaline peste punctul izoelectric. La acest pH, grupurile carboxil disociaza si grupurile incarcate anionic resping anionii vopselei.Prin aceasta putem controla adsorbtia vopselei in fibre printr-o scadere graduata a pH-ului.

316

La un pH suficient de scazut cand numarul incarcaturilor cationice in fibre creste, vopseaua este atrasa de fibra print-o interactiune columbica, care asigura forte de legatura suplimentare care nu pot fi rupte de catre agitatia termica.

La izo-PH, parte di grupurile carboxilice sunt neutralizate si la temperaturi ridicate vopseaua patrunde rapid cu minima energie printre fibre.

Principala diferenta intre temperatura vopselei si pH-ul controlat al acesteia este ca procesul la temperatura controlata a vopselei este controlat de catre baia de vopsea epuizata si migratia termica a vopselei, pe cand cu un profil controlat al pH-ului vopsirea este controlata de catre adsorbtia vopselei printre fibrele ionice.

Profilul pH-ului poate fi controlat in timpul vopsirii si prin dozarea unui acid puternic sau a unei baze sau prin crearea unui sistem tampon in timpul vopsirii (un amestec de acid slab si bazele derivate sau vice versa). Doua metode sunt folosite in mod normal pentru generarea sistemului tampon. Una dintre acestea este de dozare a unui acid slab (acid acetic) pornind de la o baie alcalina continand o baza puternica (sau un acid tare pornind de la o baza slaba), alte metode constau in folosirea unui acid sau baze donoare pentru un pH moale (sulfatul de maoniu si esteri organici hidrolizabili sunt exemple de acizi donori)

Principalele beneficii asupra mediului

Unul dintre avantajele vopsirii isotermice este faptul se poate evita folosirea agentilor de un nivel specific organic sau intarziati (adaosuri tipice in baia de vopsea pentru a permite vopsirea).

Timpul si energia folosite pentru vopsirea cu pH controlat sunt mai scurte decat in procesul cu control al temperaturii. Se economiseste energie deoarece baia de vopsea (si masina) nu au nevoie de incalzire pentru ca temoperatura camerei sa creasca peste temperatura de migrare (peste temperatura optima de vopsire). Se economiseste si timp deoarece fazele de incalzire si racire sunt scurtate si nu se cere timp in plus pentru procesul de migrare.

Mai mult aceata tehnica ofera noi oportunitati de recuperare a loturilor de vopsea uzata. Cu sistemul de pH cotrolat caldura baii poate fi recirculata pentru urmatorul lot, si nu racita inainte de reutilizare. Acest fapt nu este posibil in sistemul de vopsire cu temperatura controlata deoarece in acest caz ciclul de vopsire nu poate incepe la asa numita “temperatura tratata” ci trebuie sa inceapa la o temperatura joasa (500C) pentru prevenirea unei vopsiri neregulate cu asperitati.

Asa cum am mentionat, pH-ul stabilit in timpul vopsirii in lot poate fi imbunatatit prin echiparea masinii cu sistem de dozare pentru acizi si alcali. Acesta este cea mai buna metoda deoarece minimizeaza cantitatile de substante chimice consumate pentru schimbarea pH-ului. Un control precis al pH-ului cu aceata metoda este dificil pentru ca masurarea acestuia ar trebui sa fie continua si baia tot timpul omogenizata. Aceasta tehnica este limitata pentru masinile unde produsele si solutia sunt foarte bine amestecate, cum ar fi jeturile si troliile moderne pentru covoare. Daca se foloseste un acid mineral (acidul sulfuric) si alcali, continutul de sare in baia de vopsire poate creste peste nivelul aceptabil in timpul reciclarii apei.

In locul folosirii instrumentelor de masurare a pH-ului alta tehnica este cea de generare a unui pH tampon in timpul vopsirii. In acest caz nu este necesar sa se masoare pH-ul in intreg sistemul. Balanta pH-ului chimic si dinamic poate prezice pH-ul si mai important poate crea un consistent si repetabil profil al pH-ului [171, GuT, 2001]. Din acest motiv aceasta tehnica de altfel mult mai scumpa (consum ridicat de substante chimice) si poluanta (incarcaturi organice crescute in efluent), tind a fi preferate de fabrici din acest sector.

Folosirea apei decarbonizate este cel mai bun mod de asigurare a unui control optim al pH-ului , in special cand se folosesc acisi slabi ca donori (cand apa nu este decarbonata acidul va fi consumat pentru formarea CO2 in loc sa schimbe pH-ul in baie)

Efecte secundare

317

Folosirea tehnicii propuse nu are efecte secundare semnificante. Divizarea termica a sulfatului de amoniu degaja amoniacul in atmosfera.

Utilizare

Procesul cu pH controlat este aplicabil fibrelor cu comportare zwitterionica ca lana, poliamidele, matasea, etc. Tehnica este de comun aplicata in procesul de vopsire uni, acesta prezinta cateva limitari cand combinatiile de fibre sunt vopsite pentru obtinerea diferentelor de nuanta (vopsiri diferite). Aici daca doua sau mai multe tipuri de fibre nu au pH-ul compatibil se prefera vopsirea la izo pH.

Procesul de vopsire cu pH controlat este mai putin folosit pentru fibre numai cu continut functional al grupurilor acid sau bazic. Pentru vopsirea fibrelor acrilice este mai avantajoasa vopsirea cu baze si in principal aceata poate fi folosita pentru toate tipurile de fibre cu “pH neutru de vopsire” a vopselelor reactive.

Tehnica la care ne referim este in general considerata cea mai valabila tehnica in vopsirea in loturi si vopsirea continua a covoarelor si poate fi setata si pentru alte produse textile [59,L.Bettens,2000].

Factori economici

Baia nu trebuie incalzita si racita conform unei temperaturi prestabilite. Rezultatul se regaseste in economia de timp care este un avantaj major al acestei tehnici.

Economie de timp si energie se face la recircularea baii fierbinti de vopsea deoarece solutia de vopsea poate fi reutilizata pentru urmatorul ciclu fara a fi necesara racirea si incalzirea acesteia.

Costurile investitiei, acceptabile, constau in echiparea masinii de vopsit cu unitate de dozare si de control al pH-ului.

Nu se cere nici o alta investitie daca controlul pH-ului are loc prin sistemul tampon sau donarea acida/bazica.

Factori de implementare

Economia de timp si energie sunt principalii factori de implementare a acestei tehnici.

Instalatii de referinta

Aceasta tehnologie a fost aplicata de multe fabrici (in special pentru covoare) inca de acum 17 ani.

Bibliografie

[171,GuT,2001], [59, L. Bettens,2000]

4.6.15 Metoda de dupa cromare cu continut de crom scazut si ultrascazut pentru lana

Descriere

318

Vopsirea cromatica a lanii este un proces foarte important de obtinere a unor nuante intense la un pret scazut si cu proprietati de rezistenta excelente.

In 1995, pe piata mondiala a vopselelor lanii erau aproape 24000 tone, cu un procentaj ridicat in Asia, China si Japonia mai mult decat in Europa. Vopselele cromatice reprezinta 30 % din piata globala a vopseler. Sunt folosite in special pentru obtinerea nuantelor inchise, 50 – 60% pentru negru, 25- 30% bleu marin si restul de 10 –25 % pentru diverse alte culori ca maro, bordo sau verde [179, UBA,2001].

Metoda dupa cromare (vezi sectiunea 2.7.4 si 9.6) este in prezent cea mai raspandita tehnica in utilizarea vopselelor cromatice, cromul (ca sodiul si potasiu dicromat) este un metal folosit in general ca mordant. In aplicatiile vopselelor cromatice, metode ineficiente de cromare pot conduce la dispersarea cromului in solutiile de vopsele consumate (vezi sectiunea 2.7.8.1 „Agenti de oxidare”). In scopul minimizarii cromului rezidual in efluentul final o atentie deosebita se acorda tehnologiei de vopsire cromatica cu cromare scazuta (stoichiometric) si ultra scazuta (substoichiometric) unde se dozeaza numai o cantitate minima de dicromat necesara pentru formarea complecsilor vopselei in fibre.

In timpul ultimilor 10 –15 ani , asa numita tehnologie de vopsire cu cromare scazuta a fost din ce in ce mai folosita. Metoda consta intr-un dozaj stoichiometric a cromului (peste maximul de 1.5% o.w.f) impreuna cu un control atent al pH-ului (3,5 – 3,8) cu adaos optional de agent reducator, care ajuta la conversia CrVI in CrIII si accelerarea epuizarii in fibre [191,VITO,2001].

Oricare mare producator a publicat date referitoare la adaosul de crom si tehnologia de vopsire care a fost adoptata pe scara larga (Bayer, Ciba-Geigy, Sandoz).Prin folosirea tehnologiei de cromare scazuta este posibila reducerea CrIII rezidual in baia de cromare consumata de la 200mg/l (procese tipice sau conventionale) pana la 5 mg/l in conditii practice. CrVI este de asemenea eliminat. In laborator concentratia scazuta a CrIII rezidual (in jur de 1 mg/l) poate fi atinsa , cateva rezultate sunt date in literatura de specialitate, dar nu sunt intotdeauna indeplinite in practica [191, VITO,2001].

Tehnologia de cromare ultra scazuta este aplicata pentru realizarea unui nivel scazut de crom rezidual sau in cazuri specifice (lana care trebuie vopsita in nuante profunde) unde tehnologia de cromare scazuta nu poate garanta nivelul rezidual de crom sub 5 mg/l in baia de cromare folosita. Cromul este dozat substoichiometric pe baza vopselei necesare fibrei.

Tehnologia de cromare ultra scazuta foloseste masuri suplimentare comparativ cu procesul de cromare scazuta, pentru asigurarea unei epuizari maxime a baii vopselei. In baia de vopsea epuizarea este incompleta inaintea cromarii, vopseaua reziduala in solutie va fi cromata si ramane in solutie, prin difuzia cromului. Pentru a asigura o maxima epuizare a vopslei, contaminarea din partea acestei surse poate fi redusa aceasta ducand de asemenea la o maxima rezistenta. Epuizarea baii de vopsea poate fi imbunatatita prin asigurarea unui

319

nivel destul de scazut al pH-ului baii, asa cum a aratat si Bayer, prin racirea baii la 90 – 800C la sfarsitul stadiului vopsirii. Rezultate optime se obtin prin scurgerea solutiei de vopsit si prepararea unei bai proaspete de cromare [191,VITO,2001].

Principalele beneficii asupra mediului

Metodle folosind cantitati exact calculate de dicromat si conditii speciale au ca rezultat scaderea cromului in apa utilizata .

Un factor de emisie de 50mg crom pe kilogramul de lana tratata este realizat, cu o corespondenta a concentratiei de crom de 5 mg/l in baia folosita de cromare cu o ratie a solutiei de 1:10 [191, VITO,2001].

Date operationale

Pentru a asigura o acuratete a dozarii si minimizarea manipularii intamplatoare a substantelor chimice de catre operator, utilizarea tehnologiilor de cromare scazuta /(ultra scazuta) cere folosirea unei dozari automate si sistem de dispersare pentru dicromat, control al pH-ului si vopselelor. Cantitatea necesara de dicromat este alimentata direct in masina de vopsit printr-o conducta (fara transfer manual, fara contact cu operatorul, fara pierderi). Sistemul este prevazut cu sisteme de control pentru controlul volumetric al cantitatii alimentate, care comuta intregul sistem in unul de urgenta daca parametrii normali sunt incalcati [161, Comm.,2001].

Suplimentar, precautii speciale de securitate sunt recomandate pentru depozitarea dicromatului. Containerele continand solutie de dicromat de sodiu trebuie depozitate in zone izolate pentru evitarea interactiunii cu alte substante chimice).

Pentru o eficienta maxima a cromarii este esential sa eliminam din baia de cromare orice substante chimice care inhiba interactiunea crom vopsea. Doua clase principale de substante chimice au acest efect. Prima clasa include toate substantele chimice care pot forma complecsi solubili cu cromul, prin aceasta are loc pastrarea metalului in solutie in baie si adaosul in incarcatura efluentului. Exemple de astfel de produse sunt agentii de separare si acizii policarbonici cum este acidul citric. A doua clasa a compusilor sunt cei care inhiba evacuarea anionilor dicromati, cel mai comun exemplu il reprezinta anionul sulfat. Folosirea sulfatului de sodiu si acidului sulfuric ar trebui evitate, cu exceptia modului indicat prin metodele specifice Bayer [191,VITO,2001].

Chiar si fara adaosul de agent reducator, speciile reducatoare eliberate de lana in baia de vopsea vor transforma CrVI aproape cantitativ la CrIII. Ca execeptie, de exemplu pentru lana s-au sugerat tratamente oxidice de rezistenta a intrarii la apa, deoarece in acest caz moleculele de lana sunt deja oxidate si potentialul de reducere va fi scazut.

Efecte secundare

Luand metodele conventionale ca referinta, nu se mentioneaza nici un efect secundar.

320

Trebuie luate in considerare chiar cand: 1) Sunt angajate metode speciale de aplicare care implica reducerea CrVI la CrIII; 2) Cromul este incurajat sa se combine cu grupurile de carboxili dintre fibre; 3) O dilutie suplimentara a efluentului de limpezire este incorporata, este inca o provocare uriasa de a reduce nivelul cromului in crom total in efluentul de vopsire (baia de vopsea = apa de clatire consumata) la peste 300mg/l la doar 1 mg/l. Pentru aceasta viitorul vopsirii dupa cromare este deschis [188,VITO,2001].

Daca o baie proaspata este pregatita pentru cromare, prin tehnica de cromare ultra scazuta, consumul suplimentar de apa trebuie luat in considerare [280, Germany,2002].

Utilizare

Metoda de cromare scazuta este ieftina, usor de aplicat si deja folosita.

Optimizarea nivelului de adaos dicromatic completeaza si asigura nivelul necesare de crom al vopselei, in conditii specifice cromarii. Aceasta minimiare a oxidarii si trecerii legaturii in fibra, si reducerea deteriorarii fibrelor.

Trebuie luat in considerare ca o cantitate prea scazuta de dicromat poate avea efecte adverse ale reproductibilitatii nuantelor cerute [280, Germany,2002].

Factori economici

Este de comun acceptat faptul ca pe termen lung, introducerea sistemelor de dozare si dispersie automate vor duce la economii ale substatelor chimice datorita imbunatatirii acuratetei dozarii, insa nu sunt disponibile date cantitative in acest sens [161, Comm.,2001].

Adaugarea de agenti de reducere creste costurile datorita ciclului lung de vopsire si a productivitatii reduse [161, Comm.,2001]. Toate acestea sunt valabile si in cazul prepararii unei bai proaspete pentru faza de cromare, dupa cum se cere in tehnolohia de cromare ultra scazuta [280, germany,200].

Factori de implementarea Cerintele de securitate impuse de legislatie sunt probabil principalele forte motoare pentru aplicarea acestei tehnologii. Trebuie specificat ca multe initiative descurajeaza folosirea vopselei cromatice mordante (OSPAR, GuT, EU-Ecolabel, etc.). Vopseaua fara crom mult mai atractiva pentru fabricile care nu sunt obligate sa utilizeze vopsele cromatice.

Instalatii de referinta

Multe in Europa.

Bibliografie

[51,OSPAR,1994], P091, [161,Comm.,2001], [188,VITO,2001], [179,UBA,2001], [191,VITO,2001].

321

4.6.16 Vopsirea fara crom a lanii

Descriere

Folosirea dicromatului de sodiu (sau potasiu) ca mordant in vopsirea lanii cu vopsele cromatice a fost deja discutata in sectiunea 2.7.8.1 9 (agenti oxidanti). Tehnica de vopsire cu cromare scazuta permite o imbunatatire considerabila a acestui proces, dar nu este permisa prezenta libera a cromului in apa reziduala si in namol. Multi intreprinzatori descurajeaza folosirea vopelelor cromatice mordante (OSPAR,GuT, EU-Ecolabel).

Pana nu de mult folosirea vopselelor cromatice a fost considerata inevitabila pentru folosirea pe articole de lana, in special pentru nuante inchise datorita unei excelete rezistente la umiditate a vopselelor. Recent noi vopsele reactive au fost lansate pe piata putand asigura nivele ale rezistentei comparabile cu cele ale vopselelor cromatice chiar si pentru nuante inchise.

Acesti noi coloranti sunt vopsele reactive bifunctionale continand grupuri reactive de bromoacrilamide sau vinilsulfat. Structura vopselelor reactive bifunctionale pentru tipul de bromoacrilamide este aratat in figura 4.20. Sortimentul de vopsele este construit pe un sistem tricromatic unde CE galben (sau galben auriu CE) CE rosu sau CE albastru pot fi folosite ca baza pentru colorarea nuantelor iar CE bleumarin si CE negru ca baza pentru nuantele intense de negru si bleu.

Figura 4.20. Structura unei vopsele reactive bifunctionale tipice pentru lana pe tipul bromoacrilamidei

Sase culori reactive diferite sunt disponibile pe piata impreuna cu substante ajutatoare ale acestora, pe care le vom prezenta in urmatoarele doua tabele impreuna cu detalii referitoare la compozitie si cateva caracteristici ecologice.

Denumireacomerciala

CaracteristiciChimice(toate Produsele de vopsit au sunt in forma de praf)

Simbol de periculozitate

Biodegradare/Bioeliminare (%), metode de testare

COD. Specific(mg O2/g)

BOD5

spec.(mg O2/g)

Metale grele

(mg/g)

Organohalogeni(mg/g)

Nitrogen(mg/g)

Lanasol CE Galben

Mixtura vopsele azo

Xn 40 – 50, OECD 303A

790 55 65 39

Lanasol CE galben auriu

Vopsele azo Xi <10,OECD 302B

99 0 <1 Ca.10

Lanasol CE rosu

Mixtura de azo vopsele

Xi <10,OECD 302B

70 329 <1 56

Lanasol CE Mixtura de Xn 40 – 50, 928 57 <1 36

322

albastru azo & antraquinone vopsele (continand reactiv negru 5)

OECD 303A

Lanasol CE bleu

Mixtura de azo vopsele (continand reactiv negru 5)

Xn 20 – 30,OECD 302B

1032 0 <1 64

Lanasol CE negru

Mixtura de azo vopsele (continand reactiv negru 5)

Xn 20 – 30,OECD 303B

Ca.800 96

Sursa: [179, UBA,2001]

Tabelul 4.23: Compozitia si informatii ecologice a cinci vopsele reactive comerciale pentru lana

Denumireacomerciala

CaracteristiciChimice(toate Produsele de vopsit au sunt in forma de praf)

Simbol de periculozitate

Biodegradare/Bioeliminare (%), metode de testare

COD. Specific(mg O2/g)

BOD5

spec.(mg O2/g)

Metale grele

(mg/g)

Organohalogeni(mg/g)

Nitrogen(mg/g)

Cibaflow CIR

Agent deaerating continand alchilpolialkene-glicoleteri si esteri

Xi 80 – 90,OECD 302B

410 135

Albegal B Amfoteric hidroxietilat derivat gras de amin acid

Xi 60 – 70,OECD 302B

1025 0 33

Sursa: [179, UBA,2001]

Tabelul 4.24: Compozitia si informatii ecologice a doua substante ajutatoare folosite cu „Lanasol Dyes”

Trebuie mentionat ca produsul relatat contine o suma de substante ajutatoare (agenti anti praf) care sunt complet dispersati in solutia evacuata.

Datorita ratei superioare de fixare, vopseaua eliberata dintr-o cantitate minima a toatalului COD din vopsea, oricum o reala contributie vine si din partea altor componenti continuti in vopsea si din substante ajutatoarele folosite in proces (nivelul agentilor).

Trasaturile generale ale acestor noi vopsele reactive comparativ cu vopselele cromatice sunt redate in urmatorul tabel:

Vopsele cromatice Vopsele reactiveMecanism de fixare Mici molecule de vopsea

acide intregite cu crom Legatura chimica covalenta

Rata de fixare a vopselei Vopsea cromatica traditionala 83% (*)Vopsea cromatica optimizata <99% (*)

Vopsea reactiva optimizata <95% (*)

Formulare Numai un cromofor produce culorea neagra

Combinatie de vopsea necesara producerii culorii negre

Proprietati de uniformizare

Proprietati bune de uniformizare

Proprietatile depind de substante ajutatoarele vopselelor si de combinatia

323

reactivilor (uniformizarea este dificila fara existenta substantelor ajutatoare)

Rezistenta Un standard ridicat de rezistenta

Rezistenta comparabila cu a vopseleor cromatice

Reproductibilitate Nuantele intrunesc dificultati

Foarte buna

Proces de vopsire Doua faze ale procesului de vopsire (vopsirea si cromarea)

O singura faza de proces (dar pentru nuante inchise se cere un pretratament)

Sursa: [179,UBA,2001], [191,VITO,2001]Nota: (*) vopsea nefixata: compus metalic al vopselei: 3 – 7% (Entec si Ciba); 1:2 complex de metale 2 – 5% (Ciba); vopsea cromatica 1 – 2% (Entec); vopsea reactiva 7 – 20% (Entec), 5 – 15% (Ciba).

Tabelul 4.25: Analiza comparativa a caracteristicilor vopselelor cromatice si vopselelor reactive pentru vopsirea lanei

Principalele beneficii asupra mediului

Schimbarea vopselei reactive, manipularea cromului hexavalent necesita conditii speciale de securitate, datorita toxicitatii cronice si cancerigene, dar toate acestea pot fi evitate.

In ceea ce priveste apa reziduala, prezenta cromului nu numai in forma chelatica dar mai important ca metal liber este interzisa. In acest sens trebuie tinut cont de faptul ca vopsitoriile care accepta vopsirea fara vopsele cromatice pot inca utiliza vopsele complexe metalice. In vopselele cu complex de metal, metalul este prezent in forma chelatica care implica riscuri mai mici decat aceiasi cantitate de crom eliberata dupa cromare (vezi sectiunea 2.7.8.1 – „Emisia de metale grele”)

Date operationale

Ciclul de vopsire este mai lung in cazul vopsirii cu vopsele reactive datoita clatirii si curatarii (aproximativ cu o ora mai mult ciclul standard de 2 ore si 30 de minute cu vopsele cromatice) [163,Comm.,2001]. Aceasta tehnica este in curs rapid de imbunatatire si experienta industriala arata ca in majoritatea cazurilor vopsirea este posibila la 1050C iar procesul dupa curatare se realizeaza in baia de vopsea fara scaderea rezistentei la umezire (vezi curba de vopsea di figura 4.21) [280,Germany,2002]. Rezulta o economie de apa si energie.

324

Figura 4.21: Curba vopselei in cazul utilizarii vopsirii reactive a lanii prin vopsire prin epuizare

Efecte secundare

Trebuie acordata atentie culorii, AOX si incarcaturilor organice din agentii care nu sunt biodegradabili.

Vopsirea reactiva produce efluenti colorati in numar multa mai mare decat vopsirea cromatica. Aceasta se atribuie tipurilor de culoare cu o putere superioara a acestor coloranti. In termeni cantitativi la aceiasi cantitate de culoare, cantitatea de vopselei eliminate poate fi comparabila sau putin mai mica cu cea a vopselelor traditionale [61, L.Bettens,1999]. Cercetarile EU arata ca sunt valabile cai efective si economice pentru distrugerea vopselelor reziduale (Enhanced Thermal Fenton & Enhanced Photo Fenton reaction EPF) [191,VITO,2001].

Pentru o evaluare obiectiva a incarcaturii organice produse in procesul vopsirii, trebuie tinut cont de compozitia vopselei si valorile COD a celorlalti constituienti ai formulei chimice a vopselei alaturi de substante ajutatoarele folosite in proces. Insusi vopsirea datorita ratei relativi mari a fixarii aduce o contributie minora incarcaturii organice in efluentul final. Pe de alta parte incarcatura organica produsa de agentii egalizatori adaugati in solutia coloranta sunt semnificanti pentru intreaga balanta. Acestia sunt etoxilati grasi de amine care sunt greu biodegradabili si numai 60 – 70% bioeliminabili. In timp ce aceste componente au afinitate fata de lana se estimeaza ca 50% din cantitatea folosita va ramane in fibra, cealalta cantitate de 50% va ajunge in apa reziduala sau in namol. La un nivel minim de utilizare de 1% o.w.f. (10 g/kg fibra), 1,5 g/kg CD din agentul egalizator vor fi eliberate in apa reziduala (10 g/kg X 0,5 X 0,3 X 1025 mg COD/g) , in afara de cazul cand se aplica metoda distrugerii radicalilor liberi.

Vopsirea in conditiile de pH controlat (incepand in conditii acide unde apar reactii de reducere si schimbarea pH-ului in unul alcalin atata timp cat temperatura de fierbere este atinsa) va permite o evacuare optima a vopselei cu un minim impact asupra mediului (nu este necesara pentru pentru agenti de egalizare). Un pH tampon poate fi folosit ca si consumator de alcali, in locul neutralizarii baii acide cu alcali ((care vor da un rezultat intamplator). Acesti componenti trebuie sa fie controlati pentru lipsa de periculozitate si posibille formatiuni de produse daunatoare.

Faptul ca vopselele reactive pot contine legaturi organice de halogeni trebuie privita prin prisma cerintelor de mediu, in special in tarile in care AOX este un parametru reglementat prin legislatia mediului. In cazul vopselelor reactive , AOX regasit in apa reziduala nu este rezultatul reactiei haloforme si in consecinta prezinta un nivel de risc scazut asupra mediului inconjurator. Cu atat mai mult AOX de baza din vopselele reactive nu ramane in mediu datorita hidrolizarii (vezi sectiunea 2.7.8.1, „AOX”).

De retinut faptul ca multe dintre vopselele bleu si negre nu contin deloc AOX [280,Germany,2002].

325

Consumul final de apa si energie: - vopsirea cu vopsea reactiva in doua etape de clatire la aproximativ 800C facuta in mod normal dupa vopsire, pentru indepartarea vopselei nefixate duce la un consum ridicat de apa (aproximativ cu 30% mai mult [163, Comm.,2001]) si consum de energie de asemenea.

Asa cum am mentionat anterior experientele industriale recente arata ca in multe cazuri procesul de recuratare poate avea loc direct in baia de vopsea evacuata, economisindu-se in acest fel apa si energie (consumul specific de apa este de aprox. 25 l/kg) [280, Gemany,2002].

Utilizare

Vopselele reactive descrise in aceasta sectiune se preteaza la lana si poliamide si pot fi utilizate pentru toate tipurile de masini de vopsit.

Proprietatile de rezistenta pot fi foarte bune si chiar comparabile cu cele obtinute in cazul vopselelor cromatice. Importanta vopselelor reactive in substitutia vopselelor cromatice este in crestere lenta pentru urmatoarele motive:

Nu toti fabricantii sunt de acord cu faptul ca articolele de lana tratate cu doua clase diferite de vopsele intrunesc impreuna stndardele finale de calitate, in special cele de rezistenta. Cativa dintre acestia inca considera ca vopslele cromatice sunt singurele vopsele care garanteaza nivelul de rezistenta cerut.

Nu este posibila imbinarea aceleasi nuante (metamerism) si implicit o diferenta neinsemnata in produs obtinuta prin substitutie.

Este dificila schimbarea vopselei reactive, in special pentru producatori, deoarece clientii cer adesea o anumita clasa specifica a vopselelor.

Producatorii se adapteaza greu noilor conditii tehnice deoarece acestea implica schimbarairadicale ale procedurilor deja stabilite.

Vopsirea cu vopsele reactive este mult mai scumpa decat cea cromatica.

Factori economici

UBA declara ca in ceea ce priveste costurile acestea sunt comparabile cu metoda cromatica daca se ia in considerare intregul cost al procesului [179,UBA,2001].

Conform cu CRAB-Italia, pe de alta parte, vopsirea cu vopsele reactive este mult mai scumpa decat cea cromatica [163,Comm.,2001]. Aspectul economic ce implica inlocuirea vopseleor cromatice cu cele reactive sunt prezentate in tabelul de mai jos:

Articol Costuri suplimentare Economii ObservatiiVopsele si substante ajutatoare

CRAB-Italia declara ca a observat o crestere cu 30% a costurilr in reteta (0,25 EURO/kg) datorita costului ridicat si onsumului mare de vopsea reactiva [163,Comm.,2001]

Un cost comparativ total se cere pentru sustinerea acestei declaratii

Apa Cresterea consumului de apa datorita unui consum mare in fazele de clatire (cu 30%mai mult decat la vopselele cromatice) [163,Comm.,2001]

Apa folosita pentru cromare depaseste 25 – 35 l/kg (produs tricotat), dar mai putina pentru fibrele neimpletite, virfuri, fire textile. Complexul metalic al vopselei pentru fire de lana semipieptanata este ca. 25 l/kg. Vopseaua reactiva probabil are nevoie de mai multa apa cand se face un tratament suplimentar in baie separata.

Energie termica

Cresterea onsumurilor de energie datorate unui consum mare in fazele de clatire (estimat la 3 – 5 MJ/kg mai mult decat la vopselele cromatice) [163,Comm.,2001]

Estimarile au fost facute pe baza urmatoarelor prezumtii:

- doua etape de clatire- 1:10 ratia de lichid- apa incalzita de la 20 la 800C

(4,2 kJ/10C)

Tratamentul apei reziduale

Costuri energetice ridicate in tratamentul de ozonizare al efluentului final amestecat datorita cresterii nivelului coloratiei [163,Comm.,2001]

Cercetarile EU arata ca o eficienta mai buna si si costuri nu atat de mari (ETF & EPF) sunt disponibile pentru distrugerea vopselelor reziduale in vaporii apei reziduale segregate [191, VITO,2001]

Eliminarea deseurilor

Economii datorita

326

absentei cromului in namol

Sursa: [163, Comm.,2001] si observatii din [191,VITO,2001]

Tabelul 4.26: Evaluarea aspectelor economice in ceea ce priveste vopsirea cromatica si cea reactiva

Factori de implementare

Motivele economice nu sunt considerate a fi un impediment pentru implementarea acestei proceduri. Cerintele de siguranta impuse de legislatie joaca un rol mult mai important in procesul de substituire a vopselelor cromatice.

Asa cum s-a mentionat la inceput folosirea vopseleor cromatice sunt descurajate de diferite initiative la nivel European (marca GuT pentru covoare, marca Eco pentru produse textile, etc). Membrii GuT de exemplu au consimtit sa nu mai foloseasca vopsirea cromatica pentru covoarele de lana si European Eco-label Criteria sunt de acord cu aceleasi directive pentru textile.

Marcile GuT si EU nu exclud complexul metalic al vopselelor. OSPAR recunoaste necesitatea vopselelor cromatice dar sunt recomandate limite stricte pentru minimizarea cantitatii de crom eliberat.

Instalatii de referinta

Vopselele reactive au intrat de mult pe piata si sunt aplicate cu succes si in prezent in multe fabrici din Europa si din intreaga lume.

Bibliografie

[179,UBA,2001], [163, Comm.,2001], [61, L.Bettens,1999], [59, L.Bettens,2000], [51,OSPAR,1994].

4.6.17 Reducerea emisiilor in vopsirea lanii cu vopsele cu compusi metalici

Descriere

Vopsirea firelor de lana neimpletite si a varfurilor pieptanate se face inca prin vopsirea dupa cromare sau vopsirea cu metal complecsi. Vopselele dupa cromare pot fi substituite de catre vopsele reactive fara metale in multe cazuri. Cand substitutia nu este posibila o alternativa este cea a folosiri vopslelor cu metal complecsi in conditii potimizate (in specila cu un control al pH-ului).

In cazul raportului 1:2 a vopslelor cu compusi metalici, vopsirea poate fi imbunatatita prin: folosirea substantelor ajutatoare ( amestecuri de etoxilati frasi alcoolici o o afinitate

ridicata pentru fibre si vopsele) inlocuirea acidului acetic cu acidul formic.

Procesul optimizat este cunoscut sub denumirea de „Lanaset TOP process”, lansat de ofertantii de vopsele si auxiliare textile in 1992.

Controlul pH-ului si folosirea unui amestec de diferiti alcooli grasi etoxilati scurteaza mult timpul de vopsire comparativ cu procedeul conventional. Suplimentar rata de extractie este de 100 %, ceea ce face vopsirea mai usoara intr-o baie stabila [179,UBA,2001].Aditional avantajelor pentru mediul inconjurator procesul permite reproductibilitatea vopsirii cu proprietati ridicate de rezistenta (durabilitate).

Principalele beneficii asupra mediului

327

Datoita unei ridicate epuizari si ratei de fixare, cantitatea de vopsea in solutia evacuata este redusa, in directa corelare cu continutul scazut de crom din efluent. Nivelul de crom rezidual sub 0,1 mg/l s-a realizat in baia de vopsea epuizata intr-un test de laborator pentru o nuanta marina (o nuanta inchisa). Au fost confirmate aceste valori mici ca fiind realizabile. In practica insa valori mai mari de 1mg/l sunt luate in considerare ca fiind realistice. Factorii de emisie de 10 – 20 mg/kg de lana tratata se pot realiza, ceea ce corespunde la 1 – 2 mg/l crom consumat in baia de vopsea cu o rata de 1:10 a solutiei [320,Comm.,2002].

Un nivel scazut al concentratiei deschide drumul pentru vopsire in baie stabila fara efecte negative si limitari prin aparitia cromului.

Substituirea acidului acetic (care are un COD specific de 1067 mg/g) cu acid formic (cu un COD specific de numai 235 mg/g , fiind un acid mai tare decat cel acetic) contribuie la o mai scazuta incarcatura a COD in efluent.

Un beneficiu suplimentar este faptul ca s-a redus timpul de vopsire. Cand se aplica aceasta tehnica se poate scurta timpul de fierbere la o treime din procesul conventional, economisind astfel energie si timp.

Date operationale

Figura 4.22 arata curba vopsirii intr-un proces coventional si cea a unui proces optimizat (lanaset TOP process)

Figura 4.22: Vopsirea fibrelor de lana neimpletite si a varfurilor pieptanate: comparatie intre curba vopselei intr-un proces conventional (curba continua) si cea a unui proces optimizat (lanaset TOP process) (partea punctata a curbei) [179,UBA,2001].

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Tehnica se aplica atat in instalatiile noi cat si in cele existente. Este in principal folosita pentru vopsirea fibrelor in masa (fibrelor destramate) de lana si a varfurilor pieptanate care reprezinta aproximativ jumatate din fibrele de lana procesate anual.

328

Factori de implementare

Cerintele legislative asupra mediului de reducere a continutului de crom continut in apa reziduala si dorinta de a creste productivitatea au constituit principalii factori pentru implementarea acestei tehnici.

Instalatii de referinta

Procedeul a fost pus in practica de catre multi vopsitori din intreaga lume.

Bibliografie

[179,UBA,2001]

4.6.18 Folosirea lipozomilor ca substante ajutatoare in vopsirea lanii

Descriere

Folosirea lipozomilor ca produse ajutatoare in vopsirea cu vopsele acide permite o evacuare buna a baii de vopsea la 800C in 40 de minute. Avantajele sunt:

deteriorarea superficiala a fibrelor de lana (datorita unei temperaturi scazute produsul devine mai moale la pipait)

economie de energie nu se foloseste electrolit incarcatura scazuta de COD in apa reziduala

Pentru amestecurile de lana – poliester pentru a permite difuzia vopselei in fibrele de poliester este necesar sa se opereze la temperaturi inalte (1000C) si adaugarea unei concentratii scazute de transportori (carausi). Lipozomii au un efect de crestere a difuziei vopselei in fibrele de lana (vezi sectiunea 2.7.7 – „Amestecuri de lana poliester”). Asadar este importanta realizarea selectiei potrivite a dispersiei vopselei pentru evitarea efectelor negative asupra proprietatilor de rezistenta a produsului vopsit.

Principalele beneficii ambientale

Principalele beneficii asociate cu folosirea lipozomilor includ: economia de energie incarcatura joasa a COD in apa reziduala conductivitate scazuta a apei reziduale

Date operationale

Vopsirea lanii cu vopsea acida in prezenta lipozomilor are loc la 800C in 40 minute, intr-o baie continand [308,Spain,2002]:

lipozomi 0,1 – 0,2% o.w.f. acid formic vopsea acida

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Lipozomii ca substante ajutatoare au o aplicabilitate generala in fabricile de vopsirea lanii [308,Spain,2002].

329

Factori economici

Economiile de energie si o calitate mai buna a produsului compenseaza costurile lipozomilor. [308, Spain,2002].

Factori de implementare

Principalul factor de impementare a acestui procedeu il constituie imbunatatirea calitatii produsului.

Instalatii de referinta

Doua instalatii din Barcelona au implementat aceata tehnica [308,Spain,2002].

Bibliografie

[308,Spain,2002], [180,Spain,2001].

4.6.19 Optimizarea echipamentului in baia de vopsea

Descriere

Producatorii de echipamente textile devin din ce in ce mai constienti de necesitatea economisirii apei, substantelor chimice si energiei. Acestea sunt obiective cheie pentru conceperea de noi tehnologii de constructie a masinilor. Mai mult este necesara optimizarea instalatiilor nu numai datorita aspectului ambiental dar si datorita proceselor mai economice.

Ratia solutiei este unul dintre parametrii care influenteaza performantele ambientale ale procesului de vopsire si recent o atentie distincta s-a acordat de catre producatorii de echipamente reducerii proportiei baii. Termeni ca raport de solutie „scazut” si „ultrascazut” sunt des folositi de catre producatorii de echipamente de vopsire pentru definirea caracteristicilor masinilor cu baie de vopsire (vezi sectiunea 2.7.8.2 pentru definirea acestor termeni). O trasatura remarcabila a acestor masini moderne este aceea ca ele pot fi folosite la o rata aproximativ constanta de solutie fiind incarcate la un nivel scazut de 60% din capacitatea normala (sau chiar 30% din capacitatea nominala la masinile de vopsire a firelor textile). Chiar si loturi de marime mica pot fi vopsite la o rata optima de solutie. Acest lucru este important in special pentru fabricile brevetate care au nevoie de o mare flexibilitate a productiei.

Masinile cu rata scazuta a baii de vopsea economisesc substantele chimice, apa si energia asigurand totodata o fixare eficiente. Asa cum am explicat deja in alte sectiuni ale acestui document (vezi sectiunea 4.1.4) consumul total de apa este determinat nu numai de ratia de solutie a etapelor de vopsire, dar si de procesele de limpezire si spalare.

Coreltia intre proportia baii si consumul total de apa nu este intotdeauna exact si alti factori decat rata de solutie trebuie luati in considerare la evaluarea performantelor ambientale a masinii de vopsit.

Un factor important este separarea totala intre diferite parti ale masinii, in special separarea totala intre baia de vopsea evacuata si apa de limpezire.

La cateva masini de vopsit in locul limpezirii abundente sau a drenarii baii si reumplerii vasului cu apa de limpezire, matreialele textile sunt clatite in mod continuu in jet continuu separat de apa prin evitarea racirii sau diluarii baii de evacuare. In acest caz solutia fierbinte de vopsea evacuata si apa de limpezire sunt separate, ceasta permite refolosirea sau cel putin tratarea separata a acestora cu recuperare de energie termica.

Diferite tehnici se pot aplica pentru a creste eficienta limpezirii. Extractia mecanica a solutiei este o metoda posibila pentru reducerea apei retinute in produs, care altfel este retinuta in substrat si va interactiona in faza urmatoare. Suflarea, extragerea aerului din produs sunt de

330

asemenea tehnici folosite pretutindeni. Tehnica de vidare este cea mai eficienta, dar nu este aplicabila pentru toate tipurile de produse si implica un consum suplimentar de energie.

Un alt factor care afecteaza consumul specific de apa si energie in procesul de vopsire este durata ciclului. Un timp scurt al ciclului nu inseamna neaparat o productivitate ridicata reprezinta insa o reducere a consumurilor electrice si de energie termica. Se pot aplica difreite tehnici pentru reducerea timpului in ciclul de lucru. Acestea includ pompele de drenaj si umplere, rezervoare de incarcare (folosite pentru pre prepararea solutiei in paralel cu alte operatii), sisteme combinate de racire si limpezire, etc. La sfarsit apa rece trece prin schimbatorul de caldura al masinii in timpul fazei de racire si este apoi alimentata direct in jgheab ca apa fierbinte de limpezire. Cantitatea de apa de limpezire poate fi controlata, depinzand de temperatura finala, de rata dorita de racire si la unele masini de calitatea ceruta a limpezirii.

Alte scurtari ale timpului unui ciclu pot fi obtinute prin imbunatatirea contactului intre textile si solutie prin obtinerea unei omogenizari a baii mult mai rapide (prin scurtarea timpului de tranzitie) dupa o schimbare a conditiilor de operare (alcali/injector de vopsire, cresterea si descresterea temperaturii).

Alte trasaturi comune masinilor moderne de vopsit includ:

sistem automat pentru dispersia vopselelor si substantelor chimice si un control al ciclului de vopsire: aceasta permite imbunatatirea eficientei si reproductibilitatii procesului. Risipa de substante chimice, pierderile prin manipulare si intretinerea echipamentului sunt reduse.

controlul automat al nivelului solutiei si controlul temperaturii si masurarea acesteia: acolo unde masinile sunt echipate numai cu un control manual al valvelor pentru apa exista o mai mare probabilitate de risipire a apei in timpul procesului de umplere si clatire. Se poate varsa apa si datorita unei excesive fierberi in timpul fazei finale a vopsirii. Masinile moderne sunt echipate cu sisteme de control capabile sa controleze cu acuratete nivelul solutiei si a vaporilor.

sistem indirect de incalzire si racire: reprezinta deja o practica obisnuita in instalatiile moderne de vopsit prevenind scaderea si risipirea apei

orificii si usi: pierderea de vapori poate fi redusa printr-o inchidere etansa a tuturor orificiilor masinii.

Principalele beneficii asupra mediului

Optimizarea tehnologiei descrisa mai sus pentru masinile de vopsit conduce la o imbunatatire a performantelor asupra mediului atat in ceea ce priveste consumurile (apa, energie si substante chimice ) cat si in ceea ce priveste poluarea. Aceste aspecte sunt redate in tabelul urmator:

Imbunatatiri tehnologice Beneficii asupra mediuluiDozarea vopselelor si subst. Chimice

Manual Automatizare, control cu microprocesoare

Reducerea scaparilor, manipularii si reziduurilor chimice care sunt in final eliminate in apa

Controlul nivelului solutiei si al temperaturii

Manual Automatizare, control cu microprocesoare

Reducerea scaparilor si risipei de apa

Incalzirea Vapori directi, fierbere

Incalzire indirecta Reducerea scurgerilor si scaparilor de apa

Etanseitate Deschis Etans Reducerea energiei si a vaporilor pierdutiRaportul de solutie Inalta Scazut Reducerea folosirii:

- apei in faza de vopsire- Energiei pentru incalzirea baii de

vopsea- Substantele chimice din faza de

vopsireRaportul constant de solutie la diferite cantitati de incarcatura

Masina trebuie sa fie umpluta cu acelasi volum indiferent de marimea lotului

Masina poate mentine o ratie constanta de solutie, fiind incarcata la un nivel scazut de 60% din capacitatea nominala

Mentinerea acelorasi beneficii cu o ratie scazuta de solutie (vezi mai sus) dar la o incarcatura redusa

Secventa incarcaturii si operatiilor de limpezire

Amestecul incarcaturii Curent separat de apa (separare maxima intre diferite incarcaturi)

Evitarea contaminatiei apei de limpezireEvitarea contaminarii si racirii baii fierbinti de vopseaPosibilitatea refolosirii baii de vopsea(*)

331

Tratament imbunatatit al fluxurilor concentrate

Limpezirea Prin tehnici de scurgere, drenare si umplere

O eficienta inalta a tehnicilor de limpezire (prin extractie mecanica)

Reducerea consumului de apa si energie in faza de limpezireManipularea unui volum scazut de apa reziduala

Sursa: [171, GuT,2001]Nota: (*) In particular separarea totala a baii fierbinti de evacuare de apa de limpezire este avantajoasa in special cand vopsirea are loc in coditii de pH controlat. In acest caz baia fierbinte de evacuare poate fi direct refolosita pentru urmatorul lot deoarece vopsirea incepe la temperaturi inalte.

Tabelul 4.27: Beneficii asupra mediului asociate cu optimizarea incarcaturii masinilor de vopsit

Date operationale

Variabile corespunzator tipului de echipament considerat (mai multe informati puteti obtine din exemplele prezentate in sectiunile de la 4.6.20 la 4.6.21.3)

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Multe dintre principiile descrise in aceasta sectiune sunt aplicabile pentru toate tipurile de incarcaturi ale instalatiilor de vopsire. Cele la care ratia de solutie poate fi redusa depinde de tipul substratului ce trebuie procesat. Producatorii de echipamente pot oferi pentru fiecare substrat, masini cu ratii de solutie reduse comparativ cu masinile conventionale, cu mentinerea acelorasi calitati standard ale produsului final.

Exemple de astfel de masini de vopsit unde sunt aplicate principiile descrise au fost mentionate in de la sectiunea 4.6.20 la 4.6.21.3.

Factori economici

Variabile corespunzator tipului de echipament considerat (mai multe informati puteti obtine din exemplele prezentate in sectiunile mentionate mai sus)

Factori de implementare

Principalii factori de implementare a procesului raman productivitatea si reproductibilitatea mare, urmate de economii de apa, substante chimice si energie.

Bibliografie

[176,VITO,2001], [171GuT,2001], [177, Comm.,2001], [179,UBA,2001], [116,MCS,2001], [120, Brazzoli,2001], [127,Loris Bellini,2001].

4.6.20 Optimizarea echipamentului aplicata troliului masinii de vopsitDescriere

Troliul masinii de vopsit este descris in detaliu in sectiunea 10.3.1.1. In multe sectoare ale industriei textile acestea au fost inlocuite cu alte tipuri de echipament (jet) dar vopsirea cu troliul ramane inca o importanta tehnologie pentru vopsirea materialelor textile voluminoase cum ar fi covoarele, tapiteriile, prosoapele flausate si produsele tubulare. Pentru aceste tipuri de textile moliciunea este determinata prin volumul obtinut in timpul vopsirii, troliul masinii avand avantajul impunerii unei tensiuni scazute in produs in timpul mentinerii unei actiuni mecanice ridicate.

O seama de imbunatatiri tehnologice au fost introduse in aceasta tehnica cu precadere la [171,GuT,2001]:

332

Incalzire: solutia in scripetii de inceput de obicei a fost incalzita prin injectarea directa cu vapori printr-o teava perforata. Acest sistem asigura atat o incalzire rapida si o buna agitare in baie, dar trebuie tinut cont de scapari. Incalzirea si racirea indirecta sunt acum mult mai utilizate evitand scaparile si varsarile de apa.

Contactul solutie – produs: la scripetii moderni atat solutia cat si produsul puse in miscare pentru a imbunatati schimbul dintre solutie si produs. Covoarele sunt trecute periodic prin solutia de vopsit acestea sunt invartite si storse continuu printr-un filtru cilindric pentru indepartarea scamelor. Acest sistem circulator asigura o omogenizare rapida a baii si chiar a distributiei culorilor pe covor.

Rata de solutie: recent troliile functioneaza la o rata a solutiei redusa comparativ cu a altor masini conventionale. O trasatura remarcabila o constituie faptul ca mici loturi pot fi vopsite cu aproximativ aceasi rata de solutie ca la o incarcatura maxima.

Limpezirea: trolii moderne sunt proiectate sa indeparteze covorul fara a picura in baie si fara a raci sau dilua apa de limpezire. Datorita sistemului de „scoatere fierbinte” covorul este scos automat si trecut printr-un extractor de vid care indeparteaza apa. Solutia recuperata se intoarce in baia de vopsea. Covorul este apoi pulverizat si trecut printr-un alt proces de stoarcere unde apa de limpezire este colectata.

Suplimentar celor mentionate mai sus, troliile moderne sunt echipate cu capace de etansare pentru mentinerea temperaturii si reducrea pierderilor. Acestea sunt de asemenea echipate cu sisteme de dozare automate si de control al procesului pentru temperatura si injectarea substantelor chimice in timpul vopsirii.

Figura 4.23: Troliu inaltat pentru covoare [171,GuT,2001]

Principalele beneficii asupra mediului

Caracteristicile descrise mai sus aduc o substantiala economie de apa, substante chimice si energie. Reducerea de 40% - 50% a apei proaspete pe intregul proces de vopsire(mai mult de 94% economii in apa de limpezire) si reducerea cu 30% a consumului de energie [171, GuT,2001].

Pentru acest tip de troliu faza de clatire nu mai este realizata in lot ci in mod continuu intr-o sectiune separata a instalatiei fara contact intre substrat si baie. In acest mod curentul de apa de limpezire nu se amesteca cu baia fierbinte de evacuare, ceea ce face posibila reutilizarea atat a fluxului de apa cat si a energiei termice.

Date operationale

Ratia de solutie utilizata in acest sistem pentru covoare este de obicei de 1:30 sau mai mare. Recent au fost fabricate trolii cu latime deschise functioneaza la o ratie a solutiei intre 1:15 – 1:20, depinzand de tipul de substrat, incarcare si constructia produsului. In cateva instalatii se foloseste cu succes un astfel de troliu cu ratia de solutie intre 1:9,5 si 1:19.

333

In vopsirea textilelor, ratia de solutie pentru troliile conventionale este tipic cuprinsa intre 1:15 – 1:25. Un troliu fabricat recent pentru textile are o ratie nominala a solutiei fosrte scazuta 1:5 – 1:8 (depinzand de tipul de substrat) [171,GuT,2001].

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Noi generatii de trolii pot inlocui vechile masini peste tot unde folosirea acestora este necesara (textile voluminoase cum sunt covoarele, tapiteriile, prosoapele flausate).

Aceste noi echipamente din pacate nu pot fi fixate in masinile de vopsit deja existente, drept urmare acestea trebuie inlocuite cu totul. Cateva tipuri de masini vechi pot fi imbunatatite printr-un sistem special de „extractie fierbinte”).

Factori economici

Nu sunt date referitoare la acest sistem.

Factori de implementare

Principalii factori raman inalta productivitate si reproductibilitate urmati de economii de apa, energie si substante chimice.

Instalatii de referinta

Sunt multe in industria textila din intreaga lume. Un exemplu il constituie Supraflor si Novacarp Carpet Winch.

Bibliografie

[171,GuT,2001].

4.6.21 Optimizarea instalatiei la masinile de vopsit cu jet

S-au introdus concepte noi care pot imbunatati considerabil nu numai productivitatea ci si performantele ambientale ale procesului de vopsire cu jet pentru produse tratate in forma de funie. Cateva exemple de tehnologii valabile sunt prezentate in aceasta sectiune:

4.6.21.1 Masina de vopsit cu jet de aer

Descriere

Vopsirea cu jet este deja o tehnologie cunoscuta. Printre ultimele imbunatatiri produsul este trecut printr-un amestec de aer au un amestec de vapori si aer in totala absenta a lichidului. Vopseaua, substantele chimice si adaosurile sunt injectate in jetul de gaz. Ratia solutiei de 1:2 poate fi atinsa pentru tesaturi PES, in timp ce ratia de 1:4,5 este cea mai joasa limita atinsa pentru tesaturile de bumbac cu astfel de masini cu jet.

Figura urmatoare arata ca nivelul baii este intotdeauna sub nivelul textilelor procesate. Produsul nu mai sta in contact cu solutia (baia este sub cosul care tine produsul in circulatie). Deci conditiile baii pot fi schimbate fara modificarea fazei de proces a substratului (de exemplu, adaosul de chimicale, interactiunea bailor intre ele).

334

Figura 4.24: Ilustrarea unei masini de vopsit cu jet de aer cu indicarea circulatiei aerului si sistemul de injectare a baii. [280,Germany,2002].

Operatii mai putine ale baii de vopsea sunt principalele trasaturi ale acestei masini, in cealalta este prezentat un circuit separat al solutiei fara a intra in contact cu produsul textil. In contrast cu masinile traditionale, pe durata intregului proces de limpezire (vezi figura 4.25) valva de jos este deschisa si limpezeste apa, initial era pulverizata pe produs cand acesta intra in jet, acum este drenata imediat fara vre-un contact aditional cu produsul. Astfel, limpezirea nu mai constituie o operatie in chimb se ofera toate avantajele unei procesari continue (economisind timp, posibilitatea de a deccarca baia dupa vopsirea la temperaturi ridicate la 1300C pentru o optima recuperare de caldura totala separare intre baia de solutie si apa de limpezire, etc).

Figura 4.25: Ilustrarea unei faze de limpezire in masina cu jet de aer cu indicarea valvei deschise pentru a realiza o limpezire continua [280,Germany,2002].

Principalele beneficii asupra mediului

Ratia extrem de scazuta a solutiei si sistemul de limpezire continuu rezulta intr-un virtual proces non stop cu:

Energie mai putina datorita unei rapide incalziri si raciri si o recuperare optima de caldura din solutia de vopsea evacuata.

335

Reducerea consumurilor catorva substante chimice (sarea) a carui dozaj se bazeaza pe o anumita cantitate i baia de vopsea (aprox. 40% [179,UBA,2001]).

Mai putina apa (peste 50% apa economisita comparativ cu masinile conventionale care functioneaza la o rata de 1:8 – 1:12) [179,UBA,2001].

Evacuarea baii de vopsea la temperatura procesului si fara scapari de apa pentru limpezire deschide drumuri noi pentru o degradare eficienta a resturilor de vopsea la un pret scazut, precum si a auxiliarelor greu de tratat folosind un tratament avansat de proces „ETP &ETF” (Enhanced Thermal Fenton reaction & Enhanced Photo Fenton reaction).

Date operationale

In tabelul 4.28 sunt prezentate consumurile pentru vopsirea bumbacului cu vopsea reactiva intr-o operatie conventionala cu jet la o ratie de 1:8 – 1:12 si in masina cu insuflare de aer descrisa mai sus. Datele deriva din masuratorile facute in procesul de productie.

Modelul cu insuflare de aer descris in aceasta sectiune este destinat mentinerii ratiei sale de solutie la un nivel scazut chiar si cu masina subincarcata.

Consumuri U.M. Regim de exploatare conventional cu jet cu ratia de solutie intre 1:8 – 1:12

Regim de exploatare cu jet de aer la o ratie de 1:2 – 1:3 (PES) – 1:4,5 (bumbac)

Apa (*) l/kg 100 – 150 (***) 20 – 80 (***)

Auxiliare g/kg 12 – 72 4 – 24Sare g/kg 80 – 960 20 – 320Vopsele g/kg 5 – 80 5 – 80Abur kg/kg 3,6 – 4,8 1,8 – 2,4Electricitate kWh/kg 0,24 – 0,35 0,36 – 0,42Timp (**) minuteSursa: [179,UBA,2001]Nota: (*) Inclusiv limpezirea(**) Inclusiv incarcarea / descarcarea(***) Variatia in consumul de apa a fost apreciat la 20 l/kg in cazul PES si 80 l/kg in cazul celulozei. Masina cu jet de aer insuflat poate folosi pana la 16 l/kg de apa pentru peroxid in locul a 32,5 l/kg pentru jetul conventional si 26,6 l/kg pentru vopsirea reactiva si spalarein loc de 43 l/kg pentru jetul conventional [176,VITO,2001]

Tabelul 4.28: Comparatia intre consumurile specifice pentru vopsirea bumbacului cu vopsea reactiva in sistemul cu jet conventional (ratia solutiei 1:8 – 1:12) si cea a masinii cu jet de aer descrise mai sus.

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Masina se poate folosi atat pentru tricotaje cat si pentru tesaturi si pentru toate tipurile de fibre apropiate. Produsele continand fibre de elastina care sunt intotdeauna dificil de vopsit datorita stabilitatii dimensionale pot fi vopsite in conditii foarte bune folosind sistemul de insuflare cu jet de aer. Restrictiile de folosire ale aceastei masini se refera la lana si amestecuri de lana cu un procentaj al lanei de 50% datorita problemelor de pasluire. Aceasta tehnica nu se recomanda vopsirii produselor din panza deoarece scamele panzelor cauzeaza probleme masinii. Tehnica a fost aprobata pentru matase dar nu este des aplicata. Procesul a fost imbunatatit prin minimizarea oxidarii cuvei si a vopselelor sulfurice de catre oxigenul din aerul injectat.

Factori economici

Folosirea acestei tehnici presupune investitii in noi echipamente. Masinile deja existente nu pot fi reechipate cu noua tehnologie. Costurile de investitie pentru aceasta masina sunt cu o treime mai mari decat cele cu jet conventional , insa trebuie tinut cont de faptul ca perioada de recuperare a investitiei este relativ scurta[179, UBA,2001].

336

Factori de implementare

Principalii factori raman productivitatea si repetabilitatea superioara urmate de reducerea consumurilor de apa substante chimice si energie.

Instalatii de referinta

Masinile cu insuflare de aer functioneaza in mult fabrici textile din intreaga lume. Masinile cu Jet fara baie cum au fost descrise in aceasta sectiune in care textilele sunt trecute numai prin jet de aer sunt fabricate de THEN Gmbh, D-74523 Schwabish Hall. ATYC SA Terrassa Barcelona produc un jet de aer ULLR (masina AIRTINT EVO H.T.) unde produsele sunt introduse in jeturi separate de aer si apa. Alti producatori de masini folosesc aerul si apa pentru deplasarea produselor cu diverse bai reduse sunt (e.g.Thies GmbH. 48653 Coesfeld; MCS, I-24059 Urgnano-Bergamo;Scholl AG,CH-5745 Safenwil).

Bibliografie

[179,UBA, 2001], [176,VITO, 2001].

4.6.21.2 Masini de vopsit cu flux moderat fara contact intre baie si produs

Descriere

Acest model de jet foloseste apa pentru mentinerea produsului in circulatie. Diferenta intre aceasta instalatie si cea cu jet conventional care functioneaza cu ajutorul unui sistem hidraulic o constituie faptul ca produsul (franghia) este pastrata in circulatie pe parcursul intregului proces (de la incarcare la descarcare) fara oprirea circulatiei solutiei sau a produsului in fazele normale de scurgere si umplere.

Principiul acestei tehnici consta in faptul ca apa proaspata intra in cuva printr-un schimbator de caldura si ajunge intr-o zona speciala de interactiune si in acelasi timp solutia contaminata este indreptata spre sistemul de drenaj, fara a veni in contact cu produsul sau cu noua baie in interiorul masinii.

Limpezirea are loc in mod continuu asa cum s-a aratat mai susla masina cu jet de aer insuflat. Eficienta limpezirii creste datorita folosirii unui sistem special de contra curent.

Principalele beneficii asupra mediului

Caracteristicile acestei masini implica semnificante economii de timp ( 17 – 40%), apa ( in jur de 50%) si abur ( 11 – 37%) comparativ cu alte masini cu flux moderat de aceiasi categorie.Situatia performantelor este data in sectiunea „Date operationale”.

Separarea eficienta a fluxurilor diferite ofera avantaje suplimentare cum ar fi o recuperare optima a caldurii si posibilitatea refolosirii tratamentului.

Date operationale

Tabelul 4.29 contine rezultatele comparatiei facute pentru aceiasi procedura de vopsire pe o masina conventionala, o masina din noua generatie (avand sistem de sarjare a rezervoarelor, pompelor de drenaj & optiuni de umplere si limpezire continua) si intre masina cu flux moderat prezentata mai sus.

337

Consumuri U.M. Masina conventionala cu jet

Masina cu jet din noua generatie

Masina de referinta cu flux moderat

Apa (*) l/kg 82 87 42Auxiliare g/kgVopsele g/kgAbur kg/kg 3,95 4,84 3,07Electricitate kWh/kgTimp (**) minute 472 341 284Sursa: [176,VITO,2001]Nota: (*) Include limpezirea(**) Include incarcarea - descarcarea

Tabelul 4.29: Comparatia performantelor vopsirii bumbacului cu vopsele reactive intr-o masina conventionala, in una de noua generatie (avand sistem de sarjare a rezervoarelor, pompelor de drenaj & optiuni de umplere si limpezire continua) si masina de referinta cu flux moderat. Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Aplicare tipica pe masinile cu insuflare slaba.

Factori economicei

Folosirea acestei tehnici presupune investitii in noi echipamente. Masinile deja existente nu pot fi reechipate cu noua tehnologie. Nu sunt prezentate date asupra costurilor investitionale.

Factor de implementare

Cresterea productivitatii.

Instalatii de referinta

Masinile descrise in aceasta sectiune sunt produse de catre Sclavos (VENUSTM cu AquachromTM)

Bibliografie

[176,VITI,2001.

4.6.21.3 Masina de vopsit cu flux printr-o singura rola

Descriere

Configuratia acestei masini cu jet este prezentata in figura 4.26. Modul in care este manipulat produsul si ciclul de vopsire care este foarte diferit de masinile de vopsit conventionale prin role. In primul rand este numai o rola care trece prin toate baile de flux si compartimente, reintorcandu-se in primul compartiment dupa ce suprapunerea este completa.

Accesul unei singure role asigura atat o uniformitate optima a sistemului cat si repetabilitate.

Uniformitatea ridicata se realizeaza datorita trecerii continue prin diferite duze si diferite jgheaburi la fiecare suprapunere. In masinile cu mai multe role sunt generate conditii diferite in fiecare compartiment din motive diferite ( diferite viteze ale sculului datorate fluxurilor diferite in albie, etc), sistemul cu o singura rola asigura omogenizarea conditiilor de operare in intreg sistemul. Aceasta inseamna ca echilibrul baii este atins mult mai rapid cand conditiile de operare se schimba (alcali/vopsire prin injectie, cresterea si descresterea temperaturii). O

338

consecinta imediata rezulta din faptul ca injectia chimica este mult mai rapida si gradientul de temperatura poate fi semnificant imbunatatit fara a dauna fibrelor.

Tehnica cu o singura rola introduce un nou concept in asigurarea repetabilitatii: folosirea unui numar de suprapuneri (infasurari) apoi tinerea acestora un timp pentru controlul procesului. Lasand la o parte timpul de fixare care ramane un parametru dependent de timp, adaugarea vopselei si substantelor chimice in masina, cresterea si descresterea temperaturii, etc., sunt facute printr-un numar de suprapuneri in locul unui timp pre setat. Continuitatea suprapunerilor este foarte usoara si asigura vopsirea lot cu lot a produsului trecut printr-un proces echivalent. Un alt avantaj al acestor suprapuneri il reprezinta faptul ca durata ciclului este automat ajustata la viteza rolei si la incarcarea masinii (o mai scurta lungime a rolei duce la scurtarea duratei ciclului masinii).

Se va tine cont de economiile de timp datorate puterii de umplere si evacuare, un volum de incalzire totala, un program avansat de clatire, etc.

Masina poate mentine o rata constanta a solutiei (1:6) cat timp incaractura este la un nivel scazut de 60% din capacitatea nominala.

Figura 4.26: Masina de vopsit cu o singura rola

Principalele beneficii asupra mediului

Un ciclu de lucru foarte scurt precum si alte caracteristici descrise mai sus se regasesc intr-o semnificanta reducere a consumurilor de apa, energie (peste 30%) comparativ cu masinile conventionale cu mai multe role.

Inalta repetabilitate si fiabilitate a rezultatelor finale aduce beneficii suplimentare asupra mediului. Optimizarea timpului de productie are unul din cele mai importante beneficii asupra prevenirii poluarii deoarece evita consumurile suplimentare, risipa de substante chimice, masurile corective ca revopsirea, ajustarea nuantelor, reintoarcerea produsului in proces, etc. O reducere a reintoarcerii produsului in proces de la 5% la 2% s-a contatat in fabricile unde este folosit acest procedeu [177,Comm.,2001].

Date operationale

In tabelul de mai jos sunt date cateva rezultate din procesul de vopsire pentru trei tipuri de masini

- masina conventionala (cu rata solutiei 1:10 – 1:12), - masina din noua generatie (1:8 si echiparea cu cele mai noi sisteme de economisire a

timpului)- masina cu un singur scul descrisa mai sus (1:6).

Datele deriva din masuratorile facute in practica.

339

Consumuri U.M. Masina conventionala cu jet

Masina cu jet din noua generatie

Masina de referinta cu flux moderat

Apa (*) l/kg 100 – 130 50 –90 30 –70Auxiliare g/kg 15 – 75 8- 40 5 – 25Vopsele g/kg 10 – 80 10 – 80 10 – 80Auxiliare g/kg 100 – 900 80 – 640 60 – 480Abur kg/kg 4 –5 2 – 3 1.5 – 2.5Electricitate kWh/kg 0.34 – 0.42 0.26 – 0.32 0.18 – 0.22Timp (**) minute 510 - 570 330 - 390 210 - 220Sursa: [177,Comm.,2001]Nota: (*) Include limpezirea(**) Include incarcarea - descarcarea

Tabelul 4.30: Compararea performantelor pentru vopsirea bumbacului cu vopsele reactive intre:

- masina conventionala (cu rata solutiei 1:10 – 1:12), - masina din noua generatie (1:8 si echiparea cu cele mai noi sisteme de

economisire a timpului)- masina cu o singura rola descrisa mai sus (1:6).

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Masina cu o singura rola este folosita cu succes atat pentru tricotaje si tesaturi pentru aproape toate tipurile de fibre. Cu execptia folosirii modelului orizontal al acestei masini, limitarile au fost observate pentru vopsirea lanii, matasii si amestecurilor acestor doua fibre.

Factori economici

Investitiile pentru acest tip de masina sunt cu 20 – 30% mai mari comparativ cu tipurile conventionale de masini, insa datorita economiilor realizate si productivitatii superioare recuperarea investitiei se poate realiza in 10 luni.

Factori de implementareProductivitatea ridicata, repetabilitatea si versatilitatea sunt punctele forte ale acestei masini. Minimizarea consumurilor de energie sunt alte bonusuri demne de luat in seama.

Instalatii de referinta

Multe astfel de instalatii functioneaza in industria textila din intreaga lume. Un exemplu de astfel de masina este fabricata de catre MCS Urgnanao (BG) Italia.

Bibliografie

[177, Comm.,2001], [116,VITO,2001].

4.6.22 Reciclarea apei in proceselor de vopsire in baie

Descriere

Oportunitatea minimizarii consumului de apa se poate regasi in reconstructia baii de vopsire si refolosirea apei de clatire pentru urmatoarea vopsire.

340

Reutilizarea baii de vopsea este procesul prin care epuizarea baii de vopsea fierbinti este analizata din punct de vedere al colorantilor reziduali si concentratiilor auxiliarelor, reaprovizionarii si refolosirii vopselei. Sunt posibile doua proceduri. In prima dintre acestea baia de vopsea este pompata intr-un rezervor (sau intr-o alta masina identica), in timp ce produsul este limpezit in aceiasi masina in care a fost vopsit. Baia de vopsea este apoi returnata in masina pentru lotul urmator de materiale. In cea de-a doua procedura, produsul este scos din baia de vopsea epuizata si introdus intr-o alta masina pentru limpezire. In acest caz nu este nevoie de rezervor, dar materialul este manipulat suplimentar. Analiza baii poate fi imbunatatita prin folosirea spectrofotometrului si/sau prin experienta practica bazata pe nivelul de exhaustare, volatilizare si de scoatere a solutiei de vopsire [11, US EPA,1995].

Datorita faptului ca baia de vopsea uzata este fierbinte este mai convenabil sa se economiseasca timp si energie prin refolosirea acesteia. Pentru asigurarea nivelului necesar vopsirii trebuie sa se porneasca de la 500C. Baia uzata de vopsea este racita si apoi incalzita din nou. In acest caz acest lucru se poate evita. Noile tehnologii imbunatatite permit inceperea procesul de vopsire la temperatura procesului. In schimbul monitorizarii temperaturii se poate controla potentialul chimic al vopselei (ce se intampla de exemplu prin adaugarea de hidroxid de sodiu in vopseaua reactiva). Aceste tehnici sunt valabile pentru vopsirea lanii cu vopsele acide, vopsirea acrilica (aceasta exclude adaugarea agentilor de egalizare) si pentru bumbac in cazul vopsirii sulfuroase sau a vopsirii reactive prin extractie [204, L.Bettens,2000].

Cea de-a doua tehnica propusa este similara dar de aceasta data baia de clatire uzata este refolosita pentru formarea urmatoarei bai de vopsire.

Principalele beneficii asupra mediului

Reducerea in apa si consumul de substante chimice. Economii de energie (refolosirea baii de vopsea fierbinte), in unele cazuri (vezi mai sus) cand adsorbtia vopselei este controlata prin pH si baia devine aproape complet epuizata fara racire la sfarsitul vopsirii.

Date opreationale

Date operationale sunt date prin UBA pentru o instalatie care vopseste fibre in masa (fibre destramate) de PES di lana. Lana este vopsita prin procedeul dupa cromare sau cu vopsele cu metal complecsi, in timp ce fibrele PES sunt vopsite cu vopsele de dispersie. Ambele vopsiri se caracterizeaza prin rata inalta de epuizare care permite refolosirea baii uzate de vopsea pentru urmatorul lot. Toate masinile de vopsit cu capacitate de la 50 la 100kg (1:8) sunt echipate cu rezervoare, temperatura si pH controlat si sistem de dozaj automat pentru acidul formic. Majoritatea rezervoarelor sunt constant folosite pentru acelasi tip de vopsea si aceeasi nuanta (ex. baie dupa cromare pentru nuante inchise, etc). Ca rezultat al acestor imbunatatiri s-a realizat o scadere a consumului de apa de la 60 la 25 l/kg [179,UBA,2001].

O alta experienta operationala este relatata de Enco pentru o fabrica de vopsirea fibrelor de lana neimpletite. Aceasta companie opereaza cu masini avand cuva conica si incarcaturile transportoarelor de fibre cu fibra uscata. Consumul specific de apa in acest caz pentru vopsirea conventionala si ciclul de limpezire este de 9.5 l/kg si respectiv 7.8 l/kg (1.7 l/kg sunt retinuti de fibra incarcata intre vopsire si limpezire). Astfel consumul de apa pentru un ciclu conventional ar fi de 17.3 l/kg.

Cand se refoloseste solutie de limpezire pentru urmatoarea vopsire este necesar sa se adauge o medie de 1.7 l/kg de apa proaspata la vopsire pentru a reduce apa pierduta cand fibra umeda este scoasa din baia anterioara de vopsea. Experienta indica faptul ca o medie de numai patru cicluri de aceiasi nuanta poate fi sustinuta prin reutilizre. Consumul total de apa pentru acest sistem de vopsit in patru loturi este redus la aproximativ 33% comparativ cu ciclul conventional. [32,Enco,2001].

Efecte secundare

Nu sunt.

341

Utilizare

La reutilizarea apei in procesul de vopsire (ambele tehnici) rezervoarele sunt necesare in mod normal pentru stocarea baii uzate. Cateva modele moderne de bai ale masinilor de vopsit (ex. jigheri, jeturi si trolii) au rezervoare incorporate care permit o separare automata neintrerupta a concentratiilor pentru apa de limpezire.

Cand se folosesc masini de vopsit cu incarcare de varf (tipic folosite pentru fibre in masa (fibre destramate) si in unele cazuri pentru firele textile) baia de limpezire se poate retine in masina la sfarsitul procesului si refolosita pentru lotul urmator de materiale fara a fi necesare rezervoarele.

Refolosirea bailor de vopsea si a apelor de limpezire implica cateva diferente fundamentale in folosirea baii proaspete. Cele mai simple sisteme de a conduce procesul sunt cele ale claselor de vopsele care au afinitate inalta (epuizare) si care sufera schimbari minime in timpul procesului de vopsire. Ca exemple avem vopselele acide pentru naylon si lana, vopsele bazice pentru produse acrilice, vopsele directe pentru bumbac si vopsle de dispersie pentru fibrele sintetice. Cea mai usoara modalitate este de refolosire a baii de vopsea pentru repetarea aceleasi nuante cu aceiasi vopsea si aceleasi echipament raportat la aceleasi tipuri de fibre. Se cere plenificarea catorva productii de a ajunge de la nuante pale la nuante intense (care pot limita flexibilitatea operatiilor baii de vopsea).

Numarul derefolosiri ale ciclurilor este limitat de formarea imuritatilor ce provin din cateva surse. Una dintre acestea este reprezentata de impuritatile prezente in materialele textile cum sunt impuritatile naturale ale lanii si bumbacului, uleiurile de la tricotare, agenti de preparare a fibrelor, etc, apoi impuritati care provin din formulele compusilor de vopsire, auxiliare (agenti de uniformizare), electroliti, sarea introdusa cu acizii si bazele pentru controlul pH-ului, etc.

In concluzie, limitarile sunt mai putin severe la masinile cu separare interna intre baia uzata contaminata si apa de limpezire, unde se foloseste sistemul de vopsire tricromatic iar adsorbtia de vopsea este controlata prin pH (cu economii asupra baii de vopsea fierbinte) si unde baia devine aproape complet epuizata fara racire la sfarsitul vopsirii [204,L.Bettens,2000].

Factori economici

Cateva exemple in ceea ce priveste instalatiile descrise mai sus (raportate de UBA) in ceea ce priveste pretul de achizitionare al apei si costurile cu evacuarea efluentilor sunt prezentate in continuare, acestea difera insa de la tara la taracu economii de 3.20 EURO/m3 (0.6 Euro/ m3

pentru apa proaspata, inclusiv tratamentul acesteia si 2.60 EURO/m3 pentru evacuarea efluentului). Enco specifica urmatoarele preturi pentru UK: 1.09EURO/m3 pentru apa si 1.62 EURO/m3 pentru efluent (calculate in acord cu formulele de putere standard Modgen) [32, Enco,2001].

In exemplele de instalatii prezentate de UBA costurile de investitie pentru rezervoare, tubulaturadi sisteme de control este de 0.8 milioane de EURO [179, UBA,2001].

Instalatii de referinta

Multe in Europa.

Bibliografie

[204,L.Bettens,2000], [179,UBA,2001], [11,US EPA,1995], [51,OSPAR,1994], (PO87,PO88), [32,Enco,2001].

4.7 Imprimarea

4.7.1 Substitutia ureei si/sau reducerea in imprimare reactiva

Descriere

342

Continutul de uree in pasta reactiva de imprimare poate fi peste 150 g/kg de pasta. Urea este de asemenea folosita in pastele de imprimare pentru coloranti de cada, dar intr-o concentratie mult mai mica (in jur de 25 g/kg pasta). Urea se foloseste la: Cresterea solubilitatii vopselelor cu solubilitate scazuta de apa Cresterea formarii condensarii care este necesra pentru permiterea impregnarii vopselei

din pasta pe fibrele textile La condensarea cu un punct inalt de fierbere (1150C) conditiile de operare constanta sunt

scazute (conditii de operare neconstante pot afecta negativ reproductibilitatea daca nu se foloseste uree)

Ureea poate fi substituita prin controlul suplimentar al umezelii (10 wt-% pentru produsele de bumbac, 20 wt-% pentru vascoza si 15 wt-% pentru amestecurile de bumbac). Umezirea se face prin spumare sau prin pulverizarea unei cantitati determinate de apa.

Principalele beneficii asupra mediului

In industria textila sectiunea de imprimare este principala sursa de uree si de produsi de descompunere ai acesteia (NH3/NH4

+). In timpul tratamentului apei reziduale, nitrificarea amoniului in exces implica un consum mare de energie. Eliminarea ureei, amoniului si nitratilor conduce la o toxicitate ridicata a solutiilor. Minimizarea continutului ureei reduce semnificant aceste efecte adverse.

In imprimarea reactiva continutul de uree in pasta de imprimare poate fi redus de la 150 g/kg de pasta la zero prin folosirea umidificarii. In cazul complexului vopselelor reactive ftalocanine reducerea este posibila numai la 40 g/kg pasta din cauza proastelor proprietati de migrare tipice acestor vopsele cu molecule mari [179,UBA,2001].

Date operationale

Prin evitarea folosirii ureei in pastele reactive de imprimare, concentratia de amoniu in amestecul de efluenti scade de la 90 – 120 mg NH4

+ - N/l la aproape 20 mg NH4+ - N/l

[179,UBA,2001]

Fara utilizarea tehnicilor de referinta cantitatea de uree consumata poate fi redusa la aproximativ 50 g/kg de pasta de imprimat pentru matase si la 80 h/kg pentru vascoza, mentinand aceleasi standarde de calitate.

Efecte secundare

Pentru aplicarea umezirii se consuma energie, dar acest consum este semnificant mai scazut decat energia necesra producerii ureei [179,UBA,2001]

Utilizare

Sistemele de spumare si pulverizare sunt aplicabile atat pentru instalatiile noi cat si pentru cele existente cu imprimare reactiva [179,UBA,2001].

Pentru articolele de matase si vascoza, nu este posibila evitarea completa a folosirii ureei prin sistemul de pulverizare. Tehnica nu este destul de sigura pentru asigurarea dozajului uniform a unei umiditati scazute cerute pentru aceste tipuri de fibre si in special pentru articolele de mare finete, au fost inregistrate cazuri in care sistemul de pulverizare nu indeplinea standardele de calitate.

Din contra, sistemul de spumare asigura cu succes de cativa ani completa eliminare a ureei pentru vascoza [179,UBA,2001]. Aceasta tehnica poate fi in principiu viabila si pentru matase, dar acest lucru nu a fost inca dovedit. Matasea este cunoscuta a fi mai putin problematica ca fibra decat vascoza.

Factori economici

343

Costurile investitionale pentru sistemul de pulverizare inclusiv masurarea directa a umiditatii sunt in jur de 30000 EURO, sistemul de spumare este insa mult mai scump, aproximativ 200000 EURO cu o capacitate de productie peste 80000 metri liniari pe zi. Tehnologia de spumare a fost utilizata in profit pe instalatii de 30000, 50000 si 140000 metri lineari pe zi.

Factori de implementare

Limitele stricte de deversare a NH4+ - N in apa reziduala impuse de autoritati datorita

eutroficarii si toxicitatii acvatice la suprafata apei au condus la introducerea acestei tehnici.

Folosirea acestei tehnici este foarte atractiva pentru deversarile efluentilor fabricilor in uzinele municipale d tratarea apelor uzate. Datorita consumului mare de energie nitrificari biologice multe dintre aceste uzine se confrunta indirect cu deversari ale emisiilor de nitrogen.

Instalatii de referinta

Multe in Europa. Exemple: Ulmia, D-Ravensburg-Weissenau; KBC, D-Loerrach; Textilveredlung, D-Wehr [179,UBA,2001].

Bibliografie

[179,UBA,2001].

4.7.2 Imprimarea reactiva in doua etape

Descriere

Asa cum am descris in sectiunea 4.7.1, imprimarea conventionala intr-o singura etapa cu vopsea reactiva ureea este folosita pentru cresterea solubilitatii vopselelor si imbunatatirea impregnarii pastei de imprimat in fibrele textile.

Minimizarea sau chiar substituirea ureei este posibila prin aceasta metoda in doua etape prin controlul suplimentar al umiditatii.

Metoda de imprimare in doua etape implica urmatorii pasi: Fulardarea pastei de imprimat Uscare intermediara Fulardarea cu solutie alcalina a agentilor de fixare (in special apa de pahar) Fixarea prin aburi suprafierbinti Faza de spalare (pentru indepartarea stratului gros si imbunatatirea proprietatilor de

rezistenta)

Procesul se desfasoara fara uree.

Principalele beneficii asupra mediului

Semnificante reduceri a continutului de amoniu in apa reziduala si reducerea emisiilor de gaze sunt principalele imbunatatiri ambientale. In plus timpul de viata al pastelor de imprimare este prelungit ceea ce ofera posibilitatea reciclarii pastelor reziduale. [179,UBA,2001].

Date operationale

O reteta tipca pentru pasta de imprimat este redata in continuare [179,UBA,2001]:Solutii de ingroasare:Alginat pe baza de aglutinanti 700 gAgent oxidant 50 gAgenti complecsi 3 gAgenti de conservare 0.5 – 1 gApa X gTOTAL 1000 g

344

Pasta de imprimat:Aglutinant 800 gVopsea reactiva X gApa Y gTOTAL 1000 g

Fixarea este realizata in aburi la (90 – 1250C).

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Imprimarea in doua etape se poate realiza in substraturi de bumbac si vascoza. Fixarea solutiei are nevoie de o combinatie intre impregnare si vaporizare. Aburul supraincalzit este necesar. Se pot folosi vopsele pe baza de monoclorotriazina si vinilsulfonat. [179,UBA,2001].

Trebuie mentionat ca aceasta tehnica este mult mai complexa si mai inceata decat procesul intr-o singura etapa.

Factori economici

Nu sunt date.

Factori de implementare

Aspecte de protectia mediului si calitative.

Instalatii de referinta

[179,UBA,2001] cu referire la: “DyStar,2000”, DyStar, D-Frankfurt/Main, Product information (2000).

4.7.3 Paste de imprimare cu pigmenti cu optimizarea performantelor asupra mediului

Descriere

Etapa finala in imprimarea pigmentata consta in vopsirea si fixarea produselor imprimate cu aer fierbinte.In ambele etape emisia de compusi organici volatili in aer este semnificanta (vezi sectiunea 2.8.3 si 8.7.2).

Alcoolul alb folosit pentru emulsia aglutinantilor a constituit o sursa majora a compusilor organici volatili in trecut. Apa in ulei (emulsie totala) aglutinantii se folosesc nu de mult in Europa iar pastele de imprimare pe jumatate emulsionate (ulei in apa) sunt folosite numai ocazional.Hidrocarburile (predominant alifatice) regasite in aerul eliminat, rezultate in principal din uleiurile minerale continute in aglutinantii sintetici. Potentialul lor de emisie poate fi peste 10 g Org.-C/kg textile.

Noua generatie de aglutinanti contin cantitati minime de solventi organici volatili. Acesti se bazeaza pe compusi acizi poliacrilici sau glicol polietilene in locul uleiurilor minerale. Produsele au fost imbunatatite de asemenea deoarece nu mai contin nici un solvent volatil. Acestea sunt livrate in granule fara praf sau in forma de pudra.

O alta sursa de emisii de aer in imprimarea cu pigmenti sunt agentii de fixare. Agentii de legatura continuti in aceste auxiliare se bazeaza pe compusi methyol (compusi melaminici sau

345

folmadehida-ureea precondensati) aceasta face sa creasca formaldehida si alcoolii (in principal metanolul) in aerul evacuat. Sunt disponibile noi produse formaldehidice joase.

Pastele optimizate de imprimare sunt fara APEO (auxiliarele pigmentilor de imprimare pot fi gasite in apa reziduala ca rezultat al operatiilor de curatare, etc.) si au un continut scazut de amoniu. Amoniul este folosit ca aditiv in legaturi si este sursa de poluare a aerului.

Principalele beneficii asupra mediului

Tabelul 4.31 arata nivelele emisiei pentru trei tipuri de ingrosatori care pot aparea din uscare si fixare.

Operatia Reteta I de pigment de imprimare

(g Org.-C/kg textile)

Reteta II de pigment de imprimare

(g Org.-C/kg textile)

Reteta III de pigment de imprimare

(g Org.-C/kg textile)

Uscare 2.33 0.46 0.30Fixare 0.04 0.73 0.06Total 2.37 1.19 0.36Sursa: [179,UBA,2001]

Tabelul 4.31: Emisii volatile de carbon organic in pigmentii de imprimare

In reteta I este prezentat un ingrosator optimizat, dar care inca contine hidrocarburi. In cea de-a doua reteta uleiul mineral este inlocuit cu glicolpolietilena, in timp ce reteta III foloseste un ingrosator pulbere. Cu reteta III emisia de formaldehida poate fi tinuta sub 0.4 CH2O/kg textile (presupunand 20 m3 aer/kg textile). Ca reaultat ramasitele de substante volatile din imprimare la sfarsitul procesului pot fi reduse la < 0.4 g Org.-C/kg.

Folosind paste optimizate emisiile de amoniu pot fi reduse sub 0.6 g NH3/kg textile (presupunand 20 m3 aer/kg textile).

Date operationale

Nu exista nici o dovada a variatiilor in conditiile de operare, in calitatea produsului sau in controlul procesului [180,Spania,2001]

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Tehnolofia este aplicabila in instalatiile noi si in cele deja existente [179,UBA,2001], [180,Spain,2001].

Ingrosatoarele din pulberi pot genera praf sau blocarea matritelor [179,UBA,2001].

346

Factori economici

Costul mare al pastelor de imprimare este compensat de reducerea costurilor de tratarea aerului (mai putine emisii de compusi organici volatili) [180,Spain,2001], [179,UBA,2001].

Factori de implementare

Legislatia mediului (in ceea ce priveste limitarea emisiilor pentru carbonul organic volatil, formaldehide si amoniu) reprezinta principalul motiv de folosire a pastelor optimizate de imprimare [179,UBA,2001].

Instalatii de referinta

Multe fabrici in Europa si in intreaga lume.

Bibliografie[180,Spain,2001], [51,OSPAR,1994], (PO96, P), [61,L.Bettens,1999], [179, UBA,2001].

4.7.4 Minimizarea volumului sistemului de alimentare a pastei de imprimat in masina cu tambur rotativ

Descriere

Un sistem tipic de alimentare a pastei pentru masinile cu tambur rotativ de imprimat sunt ilustrate in figura 2.22. Volumul depinde de diametrul tevilor si sulului de cauciuc cat si de designul pompelor si lungimea tubulaturii.

Sistemul de alimentare a pastei care poate fi peste 20 pe masina de imprimat, trebuie sa fie curatat dupa fiecare schimbare a culorii sau a matritei astfel incat o cantitate considerabila de pasta se va regasi in apa reziduala. Pentru sabloanele de modele un numar tipic de diferite culori pe macheta va fi de 7 pana la 10. In tabelul 4.32 este aratat un sistem volumetric in sistemul conventional si cel optimizat pentru textile. De mentionat ca datele existente in aceasta sectiune nu sunt aplicabile pentru imprimarea cu tambur rotativ a covoarelor (tamburii in sistemul rotativ pentru covoare sunt mult mai mari cu 5 – 6 m latime iar volumul de pasta ce trebuie alimentat este mult mai mare decat in celelalte imprimari textile).

Latimea imprimarii

(cm)

Sistem conventional (*)

(litri)

Sistem optimizat (*)

(litri)164 5.1 2.1184 5.2 2.2220 5.5 2.3250 5.8 2.4300 6.2 2.6320 6.5 2.7

347

Sursa: [179,UBA,2001]Nota: (*) inclusiv tubulatura, pompe si perii

Tabelul 4.32: Volumul unui sistem conventional si a unuia optimizat de alimentare a pastei de imprimat pe masinile cu sistem tambur rotativ pentru textile

La acest volum pasta reziduala de imprimare in sistemul rotativ cu tambur trebuie luata in considerare ca putand fi de 1–2 kg. In sistemele conventionale pierderile in sistemul de alimentare sunt mai mari de 8 kg.

Daca acest volum este comparat cu cantitatea de pasta aplicata pe produsul imprimat (vezi tabelul de mai jos ) devine evident ca volumul sistemului de alimentare este semnificant marit si poate chiar depasi cantitatea de pasta imprimata pe produs (pentru sablon/incarcatura lungimea in jur de 120m). In ultimi ani in Europa media lungimi pachetului de imprimare a scazut la numai 400 – 800 m.

Sablon/incarcatura

Lungimea (m)

Greutatea (*)

(kg)

Pasta necesara de imprimare in acord cu gradul de acoperire (kg)

25% 60% 90%120 21.6 5.4 13.0 19.5500 90.0 22.5 54.0 81.01000 180.0 45.0 108.0 162.01500 270.0 67.5 162.0 243.0Sursa: [7,UBA,1994]Nota: (*) adoptand 180g/metru rulat

Tabel 4.33: Cantitatea de pasta de imprimat ceruta pentru imprimarea diferitelor lungimi de produs la diferite grade de acoperire

Minimizarea volumului sistemului are efecte majore in reducerea emisiilor pastei de imprimat in apa reziduala. Diametrele tubulaturii si a sulurilor de cauciuc au fost reduse cu 20-25 cm ducand la economii substantiale.

Cu un volum minimum de alimentare a sistemului, reziduurile de pasta pot fi minimizate prin imbunatatirea recuperarii pastei din insusi sistemul de alimentare. Pompe noi pot fi folosite in ambele directii. La sfarsitul fiecarei rulari pasta de imprimat poate fi partial pompata inapoi in rezervor. Problemele de scoatere a aerului prin orificii in sulurile de cauciuc poate fi rezolvata prin aplicarea tehnicii descrisa in sectiunea 4. 7. 5.

Masuri suplimentare sunt: Folosirea sulurilor de cauciuc cu o distributie a pastei peste intreaga

latime a materialului (minimizarea pastei reziduale in tambur) Oprirea manuala a pastei alimentate cu putin timp inainte de terminarea

rularii in scopul minimizarii pastei reziduale in tamburul rotativ

Pentru lungimi mici de rulaj se pot lua in considerare urmatoarele: Nefolosirea sistemului de alimentare in schimbul injectarii manuale de

cantitati mici de pasta (1 – 3 kg) direct in sulul de cauciuc sau prin insertia manuala de cantitati mici de pasta in cuva ( cu sectiunea transversala de 3x3 cm sau 5x5 cm)

348

Minimizarea tubulaturii prin alimentarea pastei direct din palnia pozitionata deasupra pompelor

Principalele beneficii asupra mediului

Volumul sistemului si pierderile pot fi reduse semnificativ ( corespunzator practicii industriale este posibila o reducere de peste o treime). Toate acestea depind si de vechimea echipamentului [ 179, UBA, 2001]

Date operationale

Masuri ca injectarea manuala sau insertia pastei de imprimat si oprirea manuala a sistemului de alimentare a pastei cu putin inaintea terminari rularii necesita un personal calificat cu experienta. Cateva fabrici au pus in practica injectia manuala a pastei de imprimat dar altele au relatat ca, pentru loturi mici ( peste 120 m) tehnica este dificil de aplicat. Reproductibilitatea poate fi afectata deoarece cantitatea de pasta de injectat variaza corespunzator cu matrita, ceea ce este dificil de condus de catre personal , mai mult un nivel constant de pasta de imprimat cuprinsa in tambur nu poate fi mentinuta ceea ce afecteaza nivelul constant al calitatii imprimarii.

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Tehnologia descrisa mai sus este aplicabila atat pentru instalatiile noi cat si pentru cele existente.

Factori economici

Instalatia cu 12 seturi de tuburi si suluri de cauciuc cu volum minimizat cer costuri investitionale de aproximativ 25000EURO.

Factori de implementare

Nevoia de minimizare a costurilor de productie prin scaderea pierderilor de pasta si problemele privind deversarea apelor reziduale sunt principalii factori de implementare a acestei tehnici.

Instalatii de referinta

Multe fabrici in Europa si in intreaga lume au fost reechipate cu sisteme minimizate de alimentare a pastei.

Bibliografie

[179,UBA,2001], [51,OSPAR.1994], (P100).

4.7.5 Recuperarea pastei de imprimare din sistemul cu tambur rotativ a masinii de imprimat

Descriere

Tehnica permite recuperarea pastei de imprimare ramase in sistemul de alimentare rotativ la sfarsitul fiecarui rulaj. Inaintea umplerii sistemului se introduce o bila in

349

tambur care este apoi transportata de pasta pana la final. Dupa finalizarea imprimarii, bila este impinsa prin controlul presiunii aerului, pompand pasta din sistemul de alimentare inapoi in rezervor pentru refolosire. Sistemul folosit pentru reutilizarea pastei reziduale este descris in sectiunea 4.7.6.

Tehnica este ilustrata in figura de mai jos, unde se poate observa bila in timpul fazei in care pompa transporta pasta inapoi in cilindru.

Figura 4.27: Recuperarea pastei de imprimat din sistemul de alimentare prin pomparea inapoi cu o bila inserata [179,UBA,2001] cu referiri la „Stork,2001”

Principalele beneficii asupra mediului

Pasta imprimata este redusa drastic. In textile de exemplu la o latime a materialului de imprimat de 162 cm, pierderile sunt reduse de la 4.3 kg (in cazul unui sistem neoptimizat) la 0.6 kg.

Masina cu sistem rotativ de ciururi are mai mult de 20 de sisteme de alimentare, cu toate ca in practica pentru matritele de modele se intalnesc 7 – 10 paste de imprimat diferite. Rezulta 3.7 kg de pasta economisita pe un sistem de alimentare care se va multiplica cu 7 – 10. Poluarea apei poate fi de asemenea minimizata.

Date operationale

Tehnica descrisa este aplicata cu succes in fabricile textile de finisare in special in combinatie cu reciclarea pastei recuperate.

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Tehnica este aplicabila noilor instalatii (noi masini cu tambur rotativ). Cu siguranta si masinile deja existente pot fi reechipate. Exista doar un furnizor pentru aceasta tehnica (Stork Brabant B.V., NL-5830 AA Boxmeer). Toate masinile lor noi denumite RD-III (este RD-IV si toate celelate modele subsecvente) pot fi reechipate cu sistemul descris.

Asa cum am mentionat mai devreme tehnica este aplicata in fabricile de finisare a textilelor (pentru produse netede). In principiu acest sistem poate functiona si pentru covoare, dar nu se aplica din diferite motive. Probabil principalul motiv este dat de tipul ingrosatorilor mult mai des fplosit in imprimarea cu pasta a covoarelor.

350

Acestea se bazeaza pe guar-gum (cauciucuri garantate) care sunt mai putin scumpe dar au o limita de valabilitate, deci nu poat fi stocate timp indelungat inaintea refolosirii (sunt biodegradabile si se inmultesc bacterii si alte organisme ca: fermentii care distrug rapid vascozitatea ).

Factori economici

Investitia pentru reechiparea acestui sistem de recuperare cu o masina de imprimat cu tambur circular cu 12 suluri cauciucate noi si tubulatura ( cu o latime a imprimarii de 185 cm) este de aproximativ 42000 EURO. Urmatorul tabel prezinta cateva performante in fabricile de referinta.

Numarul schimbarilor pastei de imprimat pe zi

8

Numarul zilelor lucratoare pe an 250Media numarului de pasta de imprimat pe model

7

Economia de pasta pe sistem de alimentare

3.7 kg

Pretul pastei de imprimat 0.6 EURO/kgEconomii pe an 31080 EURO/anSursa: [179,UBA,2001]

Tabelul 4.34: Calculul performantelor intr-o fabrica tipica de textile prin instalarea sistemului de referinta cu recuperare a pastei ( numarul schimbarilor ca si numarul pastelor de printare pentru design poate fi mai mare in practica industriala)

Exemplul nu include costurile de investitie pentru pompe noi, deci un nivel al vascozitati este necesar a fi mentinut. In cazul in care este necesara o variatie mare a vascozitati pompele trebuie schimbate. Costul total al investitiei este intre 90000 si 112000 EURO.

O perioada de 2 ani pentru recuperarea investitiei poate fi considerata reala dar numai in cazul in care intreaga cantitate de vopsea recuperata este refolosita. In practica acest lucru nu se intampla in special in fabricile care folosesc cateva tipuri diferite de pasta de imprimare.

In astfel de fabrici datorita problemelor logistice (limitarea stocurilor si capacitatilor de manipulare) s-a constatat o rata de refolosire de numai 50 – 75%, care prelungeste semnificativ perioada de recuperare a investitiei [ 179, UBA, 2001].

Factori de implementare

Principalii factori ii constituie problemele legate de apa reziduala si nevoia de reducere a pierderilor de pasta de imprimare.

Instalatii de referinta

In intreaga lume si in special in Europa.

Bibliografie

[179, UBA, 2001], [180, Spain, 2001].

4. 7. 6 Reciclarea pastelor de imprimat reziduale

Descriere

Pastele de imprimat sunt preparate de concentratie mare ce se compun din coloranti, ingrosatori si diferite alte auxiliare corespunzator tipurilor de pasta

351

( pigmenti, reactivi, paste de dispersie si cuva). Rezidurile de pasta de imprimat pot atinge un nivel inalt de 40 – 60% cu un echipament neoptimizat. O parte mare din aceste reziduri sunt evacuate in efluent cauzand considerabile probleme apei reziduale (vezi sectiunea 2.8.3).

Un timp indelungat pastele de imprimare erau preparate manual, rezidurile fiind refolosite. Extinderea acestui mod de folosire depindea foarte mult de muncitorul responsabil cu aceasta problema si de programul de productie. In zilele noastre asistenta sistemelor computerizate ofera multe oportunitati pentru reciclarea pastelor de imprimare. In multe fabrici pastele de imprimare sunt pereparate in sistem computerizat (fiecare pasta are reteta proprie salvata electronic). La sfarsitul rulajului fiecare pasta reziduala este cantarita si trimisa intr-o locatie bine definita pentru stocare. Compozitia este salvata electronic si programul calculatorului calculeaza formula noii paste de imprimat tinind cont de compozitie si durabilitatea reziduurilor de a fi refolosite (care normal nu este o problema).

Alta optiune este aceea de golire a tuturor vaselor de pasta reziduala si sortarea in acord cu caracteristicile chimice ale acesteia (pe tip de colorant si ingrosator). Vasul se curata cu o racleta pentru minimizarea pierderilor de pasta, apoi este spalat si refolosit pentru prepararea pastei noi.

Principalele beneficii asupra mediului

Cantitatea de pasta reziduala de care se dispune este semnificant redusa atat in apa reziduala cat si in reziduurile solide. Cantitatea de pasta reziduala este redusa la cel putin 50% si in multe cazuri chiar la 75% [179,UBA,2001], [192,Danish EPA,2001].

Date operationale

Fabricile de textile care au aplicat aceste tehnici au relatat ca un astfel de sistem necesita timp pentru implementare in rutina zilnica, dar dupa aceea se lucreaza bine. Sistemele de reciclare descrise aici sunt mult mai eficiente in fabricile care folosesc numai una sau doua feluri de paste, este destul de dificil sa se lucreze cu un numar mare de amestecuri (probleme logistice, limitarea capacitatii de stocare, etc.). In aceste cazuri rata de reciclare poate fi numai intre 50-70% [179,UBA,2001].

Operand cu masini moderne de imprimare cu sisteme incluse de indepartare a pastei din tubulatura si sistemul de alimentare, va creste cantitatea de pasta colectata pentru refolosire (vezi sectiunea 4.7.5).

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Sistemul de reciclarea pastelor se aplica in industria textila atat in instalatiile existente cat si in cele noi. Pentru un sistem computerizat total sectiunea de imprimare trebuie sa aiba o marime minima de 3 tamburi rotativi si/sau tamburi plati de imprimare [179,UBA,2001].

Ete nevoie de un personalul instruit si motivat pentru operatii ca razuirea tuturor cuvelor urmarind cresterea ratei de recuperare. Fabricile de imprimare se plang insa ca personalul specializat nu este dispus sa razuiasa aceste vase, in special datorita numarului mare de vase ce trebuiesc razuite pe zi pentru 12 pozitii tipice de imprimare care trebuiesc schimbate la fiecare 600 – 800 m I medie.

Aceasta tehnica nu se aplica in industria covoarelor din aceleasi motive explicate in sectiunea 4.7.5.

352

Factori economici

Costurile investitionale sunt in jur de 0.5 – 1 milion de EURO, depinzand de marimea numarului de paste diferite care trebuiesc reciclate. Perioada de recuperare a investitiei se situeaza intre 2 si 5 ani depinzand de circumstantele individulae [179,UBA,2001].

Factori de implementare

Consideratiile economice si problemele privind recuperarea pastei sunt principalii factori de implementare [179,UBA,2001].

Instalatii de referinta

Multe in Europa si in intreaga lume.

Furnizori importanti: Stork Brabant B.V.,NL-5830 AA Boxmeers GSE Klieverik Dispensing, NL-6971 GV Brummen I.A.S. Industrial Automation Systems S.R.L., I-22077 Oligate Comasco

Bibliografie

[179,UBA,2001], [192,danishEPA,2001].

4.7.7 Reducerea consumului de apa in operatiile de curatare

Descriere

Echipamentul auxiliar folosit de masina de imprimat (tamburi, cupe, sistem de alimentare) trebuie sa fie bine curatat inainte de utilizarea unei noi culori. Referitor la operatiile de curatare redam mai jos cateva cai de reducere a consumului de apa:A. Controlul pornirilor si opririlor pentru curatarea curelelor de transmisieB. Indepartarea mecanica a pasteiC. Refolosirea apei curate de limpezire din curatarea sulurilor de cauciuc,

tamburilor si cuvelorD. Refolosirea apei de limpezire din curatarea curelelor de transmisie

A. Controlul pornirilor si opririlor pentru curatarea curelelor de transmisieIn multe cazuri dozarea apei pentru curatarea curelelor de transmisie continua si in momentul in care produsul sau cureaua de tarnsmisie sunt oprite din diferite motive. Controlul pornirilor si opririlor dozarii apei poate fi automat conectat la contactul pornit-oprit al curelei de transmisie.

B. Indepartarea mecanica a pasteiFabricile folosesc cantitati insemnate de apa pentru curatarea sulurilor de cauciuc, tamburilor si cuvelor. Imbunatatirea indepartarii pastei inaintea spalarii acestui echipament reduce cantitatea de apa necesara pentru spalare. Masinile moderne de imprimat au un sistem intern de indepartare mecanica a pastei din tubulatura si furtune.

C. Refolosirea apei curate de limpezire din curatarea sulurilor de cauciuc, tamburilor si cuvelor

Prima jumatate a efluentului rezultat din sistemul de spalare este greu de incarcat cu pasta de imprimat si va trebui deversat ca apa reziduala. Apa folosita pentru acest prim stadiu nu trebuie sa fie de inalta calitate, se poate folosi apa reciclata. In

353

partea a doua a procesului de spalare, se foloseste apa curata, dar efluentul rezultat poate fi colectat pentru refolosire, ca apa de prima clatire in urmatorul ciclu.

D. Refolosirea apei de limpezire din curatarea curelelor de transmisieApa de limpezire de la curatarea curelelor de transmisie este numai putin colorata si contine mici cantitati de fibre (depinzand de produs) si foarte putin liant. Apa de limpezire poate fi filtrata mecanic, colectata intr-un recipient si refolosita pentru aceleasi scopuri cu adaugarea unor cantitati mici de apa proaspata pentru reciclarea sistemului.

Principalele beneficii asupra mediului

Acestea se refera la reducerea consumului de apa. In fabricile de pigmenti din Danemarca prin implementarea acestui sistem consumul anual de apa a fost redus cu apox. 25000 m3 de apa (55% reducere). Numai pentru optiunea A, economiile sunt estimate la aproximativ 2 m3 pentru fiecare ora de oprire a masinii in care dozajul de apa pentru curatarea curelelor functioneaza. Pentru optiunea C, 50% din apa poate fi refolosita. Pentru optiunea D aprox. 70% din apa poate fi recirculata [192,DanishEPA,2001].

Date operationale

Nu sunt date.

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Optiunile de la A – D pot fi implementate in toate fabricile de textile cu sector de imprimare. Spatiul nu se considera a fi o problema, fiind nevoie doar de spatiu pentru rezervoarele de colectare (optiunea C si D). Probabil masinile vechi de imprimare nu vor putea fi reechipate cu dispozitive mecanice de indepartarea pastei reziduale din tubulatura si furtune cum se sugereaza in optiunea B[192,Danish,2001] (vezi sectiunea 4.7.5).

Factori economici

In cazul din danemarca mentionat mai sus, costurile totale (rezervoare, filtre mecanice, pompe si tubulatura) pentru toate optiunile A – D sunt estimate la aprox. 100000 DKK (13500 EURO). Optiunile C si D impreuna se ridica la aprox. 95000 DKK (12825 EURO). Optiunea A costa aprox. 5000 DKK (675 EURO) iar costurile pentru optiunea B sunt neglijabile. Costurile pentru apa proaspata si apa reziduala deversata sunt de 9 si 18 DKK pe m3 (1.2 si 2.43 EURO/m3). Economiile anuale se ridica la aprox. 675000DKK (90000 EURO). In acest caz recuperarea investitiei pentru toate optiunile sete estimata la aprox. 2 luni [192,Danish,2001].

Factori de implementare

Costurile ridicate pentru deversarea apei reziduale si in unele tari ale apei proaspete sunt principalii factori pentru implementarea acestui sistem.

Instalatii de referinta

Multe in Europa. Un exemplu este mentionat de [192,Danish, EPA,2001]: Danish Colour Design Textile print/AS.

Bibliografie

354

[192,Danish, EPA,2001]

4.7.8 Imprimarea digitala cu jet al covoarelor si produselor groase

Descriere

Principiile acestui procedeu de imprimare cu jet sunt descrise in sectiunea 2.8.2.

In zilele noastre tehnica de imprimare cu jet este total digitalizata (de la faza de model pana la cea industrializata). Desenatorul face mostre pe computer iar aceastea prin informatiile digitale pot fi reproduse cu exactitate la scara industriala fara masuri aditionale de corectura.

Principalele beneficii asupra mediului

Un alt mare avantajal acestei tehnici il reprezinta faptul ca se poate reduce cantitatea de ingrosatori depinzand de tipul de substrat deoarece vopseaua este proiectata direct in structurile adanci ale produsului.

Avantaje suplimentare le constuituie [171,GuT,2001]: Reducerea consumului de apa (numai 20% comparativ cu imprimarea

conventionala) Mai putine rebuturi de mostre (una dintre cele mai importante surse de poluare,

uitata des in mullte evaluari) Procesul de imprimare poate fi finalizat prin productie in lant (reducrea

pierderilor de materiale, in special pentru produsele colorate)

Date operationale

Nu sunt date.

Efecte secundare

Comparativ cu tehnicile analoage de imprimare nu sunt efecte secundare demne de luat in calcul. Trebuie specificat insa ca substratul produsului trebuie supus unei fixatii si unei respalari. Deci emissile de apa reziduala nu pot fi complet evitate.

Utilizare

Imprimarea digitala cu jet se poate aplica covoarelor si produselor groase. Se poate folosi de aemenea si pentru presuri si palarii in care caz operatia este foarte convenabila la sfarsitul procesului pe produse gata confectionate (care nu au nevoie de spalare dupa aceea).Costurile investitionale sunt insa semnificative ceea ce inseamna ca aceasta tehnica este aplicata doar de marile companii.

Se mai lucreaza inca la dezvoltarea [171,GuT,2001]: Cresterea productivitatii Marirea ariei de aplicatie (densitatea neegala a partii scamosate a tesaturii,

structura nefixata, amestecurile de fibre) Reducerea costurilor investitionale Largirea ariei de acoperire a voselei si nu in cele din urma a nuantelor si

profunzimii acestore.

Factori economici

Costul relativ mare al investitiei (nu sunt date informatii precise) acestui echipament sofisticat face aceasta tehnica mai accesibila marilor companii.

355

Controlul digital al imprimarii si al procesarii ofera cateva avantaje economice. In primul rand aceasta tehnica ofera flexibilitatea necesara satisfacerii clientilor si cererilor en detail in timp (livrarea prompta la cererea clientilor, alternante usor de realizat). Asfel incat stocarea produselor finite nu mai este necesara atata timp cat bunurile sunt produse la ordin). Cum modelul este stocat intr-o forma electronica nu mai sunt necesare utilaje de stocare [171,GuT,2001].

Instalatii de referinta

Multe instalatii deja folosesc masini digitale de imprimat cu jet. Asa cum s-a aratat deja in sectiunea 2.8.2 ultimele descoperiri ale acestei tehnici sunt deja aplicate pe masini cum ar fi Zimmer’s Chromojet si Milliken’s Militron.

Bibliografie

[171,GuT,2001].

4.7.9 Imprimarea digitala cu jet de cerneala pentru produsle netede (intinse)

Descriere

Aceasta tehnica de imprimare prin jet (vezi sectiunea 2.8.2 si 4.7.8) unde culorile sunt adanc injectate in straturile produselor se utilizeaza pentru cooare si produse groase dar nu se reteaza pentru produsele usoare ce se imprima tipic in sectorul de finisare al textilelor. Imprimarea cu jet de cerneala (vezi sectiunea 2.8.2) pare a fi cea mai potrivita tehnicain acest caz deoarece culoarea trebuie aplicata pe suprafata (similar cu hartia).

Imbunatatiri substantiale s-au facut in cadrul acestei tehnici insa viteza productiei este inca mica ceea ce impiedica inlocuirea tehnicilor traditionale cu acest sistem. Totusi aceasta tehnica poate oferi avantaje semnificante in rulajele scurte de marfa (sub 100m), unde pierderile din sistem in imprimari analoage sunt comparabile sau chiar pot depasi cantitatea de pasta imprimata pe produs.

Se foloseste uree (pentru dizolvarea vopselelor concentrate) si agenti de ingrosare. Aceste auxiliare nu pot fi injectate prin ace datorita problemelor de vascozitate si dimensiunii reduse a acelor. Deci prima operatie in procesul de imprimare este de acoperire a substratului (tesaturi sau tricotaje) cu uree si agent de ingrosare.

Dupa imprimare produsul trebuie uscat si apoi fixat. Produsul este apoi spalat si finisat. Trebuie sa folosim un set de vopsele potrivite, cu afinitate pentru produs. Company ca Ciba, DyStar si Brookline au imbunatatit imprimarile cu acid, reactivi si vopsele de dispersie. Sunt deja disponibile formule de pigmenti.

Principalele beneficii asupra mediului

Reziduurile de vopsea sunt minimizate. Aplicarea principiului “culoare la cerere” duce la inutilitatea fazei de preparare a pastei. Deci nu vor fi reziduuri de vopsea, nici rezervoare de prepararea pastei care sa fie curatate la sfarsitul fiecarei rulari. Avantajul asupra mediului se observa in principal cand se proceseaza loturi mici, unde pierderile de vopsea sunt mari in cazul altor masini.

In imprimarea cu pigment tehnica digitala este mai avantajoasa deoarece nu este necesara prespalarea. Deci nu vor fi reziduuri sau apa reziduala iar productivitatea va creste. Imprimarea pigmentata pentru producerea unor game mari de nuante si omiterea prespalarii face aceasta tehnica sa devina rapid competitiva cu metodele traditionale de imprimare.

Date operationale

356

Aceasta tehnica este constant imbunatatita. Viteza curenta a masinilor cu jet de creneala pentru imprimarea textilelor ajunge de la 20 la 40 m2 de produs pe ora.Trebuie subliniat ca aceste masini pot lucra 24 ore/zi fara a pierde timp cu operatiile de curatare la schimbarea produselor. Insa intretinerea injectorului este vitala.

Efecte secundare

Imprimarea cu jet de cerneala este considerata ca fiind o metoda curata, dar nu pot fi socotite pierderile de cerneala (tehnologia continua de imprimare cu cerneala) sau cand jetul este spalat cu solvent pentru prevenirea blocarilor cand printerul nu este in uz.

Utilizare

Se preteaza la produsele netede (intinse).

Imprimarea cu jet de cerneala este des considerata o tehnica aplicabila numai pentru productia de mostre. Folosind imprimarea digitala pentru mostre si imprimari analoage (imprimarea cu tambur –screen) pentru productia industriala rezulta ca mostrele obtinute prin imprimare digitala intrunesc caracteristicile produselor obtinute prin imprimari analoage. Aceasta este dificila in mod curent din diferite motive. Scopul in viitor a imprimarii cu jet de cerneala in sectorul textil este implementarea acestuia la scara industriala. Problema este insa ca la o viteza performanta procesul devine economic numai la un rulaj de sub 100m (rulaje mici). In concluzie aceasta tehnica trebuie considerata ca BAT pentru productia de rulaj mic mai degraba decat pentru productia de mostre [281,Belgium,2002].

Factori economici

Informatii asupra costurilor investitionale nu sunt date. Insa datorita inaltei flexibilitati si promptitudini in satisfacerea cerintelor clientilor se pot compensa costurile pentru achizitionarea acestei masini. [180,Spain,2001].

Instalatii de referinta

Multe fabrici.

Bibliografie

[180,Spain,2001], [204, L.Bettens,2000].

4.8 Finisarea

4.8.1 Minimizarea consumului de energie a ramelor de uscat si intins

Ramele de uscat si intins sunt cele mai folosite in industria textila de finisare pentru pocesele de incalzire, vopsire,termosol si finisare. O estimare bruta arata ca in finisarea produsului fiecare substrat textil este tratat cu o medie de 2.5 ori in ramele de uscat si intins.

Economii de energie in ramele de uscat si intins se pot realiza prin aplicarea urmatoarelor tehnici:

A. Optimizarea exhaustarii fluxului de aer prin cuptor

In principal se consuma energie pentru aerul fierbinte si evaporare. Continutul de umezeala al podusului trebuie sa fie minimizat inaintea introducerii produsului in ramele de uscat si intins astfel incat exhaustarea fluxului de aer din cuptor sa fie redusa.

357

Continutul de apa din produs poate fi minimizat folosind echipament de stoarcere mecanic cum ar fi sistemele de extractie cu vid, compresoarele de stors optimizate, etc. (ultimul dintre cele enumerate este mai putin eficient, dar are consum mai mic de energie) . Se poate economisi mai mult de 15% energie in ramele de uscat si intins (depinzand de tipul de substrat) daca continutul de umiditate din produs este redus de la 60% la 50% inaintea introducerii acestuia in ramele de uscat si intins.

Optimizarea exhaustarii fluxului de aer este un alt factor determinant. Multe rame de uscat si intins sunt inca slab controlate, ajustari manuale ale exahustarii si estimarea operatorului asupra gradului de uscare al produsului. Pentru performante optime, umiditatea exhaustarii trebuie mentinuta intre 0.1 si 0.15 kg apa/kg de aer uscat. Nu este neobisnuit sa intalnim rame de uscat si intins cu umiditatea exhaustarii de numai 0.05 kg apa/kg aer uscat, indicand ca volumul exhaustat este prea mare si trebuie folosita energie in exces pentru incalzirea aerului [146,Energy Efficiency Office UK,1997]. Consumul de energie pentru incalzirea aerului poate ajunge la peste 60% din totalul consumului de energie, daca fluxul de aer nu este monitorizat [185,Comm.,2001].

Este pus la dispozitie echipament (viteze variabile ale ventilatiei) care va ajusta automatic exhaustarea fluxului de aer in concondanta cu umiditatea continuta in aerul exhaustat sau conform umiditatii produsului sau a temperaturii acestuia dupa proces. O reducere a aerului proaspat consumat de la 10 kg aer proaspat/kg de textile la 5 kg aer proaspat/kg de textile conduce la o economie de energie de 57% [179,UBA,2001].

B. Recuperarea caldurii

Recuperarea aerului evacuat fierbinte se poate face folosind condensatori. Astfel mai mult de 70% din energie poate fi economisita. Apa fierbinte poate fi folosita la vopsire. Filtrarea electrostatica pentru curatarea gazului iesit se poate instala optional. Este posibila si reechiparea.

Daca nu se cere apa fierbinte, se poate folosi un transformator fierbinte aer-aer. Eficienta este in general de la 50 la 60% [146,Energy Efficiency Office UK,1997], cu aproximativ 30% economie de energie. Se poate instala optional un epurator de gaze cu apa sau unul urmat de o filtrare electrostatica pentru curatarea gazelor de iesire.

C. Izolarea

Izolarea adecvata a invelisului ramelor de uscat si intins reduce considerabil pierderile de caldura. Se poate atinge o economie a consumului de energie de 20% daca grosimea izolatiei este marita de la 120 la 15mm (presupunand ca este folosit acelasi tip de material izolator).

D. Sistemul de incalzire

Arderea directa a gazului trebuie sa fie curata si ieftina. Cand metoda a fost pentru prima data introdusa se punea problema oxizilor de nitrogen formati prin expunerea aerului la temperatura camerei de combustie, ce cauza ingalbenirea partiala a produselor sau oxigenarea vopselelor. De aceea acest procedeu nu era justificabil [146,Energy Efficiency Office UK,1997].

Alte surse au demonstrat avantajele unui nou sistem de ardere indirecta a gazului, prin care un flux de gaz/aer fierbinte generat de schimbatorul de caldura prin intermediul flacarii arzatorului este direct transferat in aerul de circulatie din ramele de uscat si intins („Monforts, Textilverendlung 11/12, 2001, p.38”). Acest sistem are o eficienta mai mare decat sistemele de incalzire conventionala indirecta folosind in principal ulei fierbinte. Reactia compusilor gazelor de iesire cu emisiile din materialele textile si auxiliare (in special generarea de formaldehide) este evitata.

358

E. Tehnologia de ardere

Cu un sistem de ardere optimizat si o intretinere suficienta a arzatoarelor in rame de uscat si intins directe de incalzire, metanul emis poate fi minimizat. O valoare tipica pentru o ardere optimizata este de 10 – 15 g metan (calculat ca si carbon organic)/ora, dar trebuie tinut seama de faptul ca emisiile de metan ale arzatoarelor sunt puternic legate de capacitatea arzatoarelor.

Rame de uscat si intins trebuie intretinute in general de firme specializate, la intervale regulate. Trebuie sa existe o rutina in verificarea orificiilor de aer ale arzatorului pentru a nu fi blocate de scame sau ulei, trebuie curatate tevile pentru indepartarea precipitatiilor, ajustarea arzatoarelor facindu-se de catre un specialist.

F. Technici combinate

Printr-un sistem optimizat de duze si controlul aerului consumul de energie poate fi redus, in special daca sistemul de duze este instalat astfel incat sa poata fi ajustata pe toata latimea produsului.

Principalele beneficii asupra mediului

Economii in consumul de energie cat si minimizarea emisiilor asociate cu producerea energiei sunt principalele avantaje asupra mediului.

Cateva date asupra economiilor de energie au fost deja prezentate. Pentru instalatiile existente potentialul de reducere al energiei variaza cu technologia implementata si politica energetica a conducerii fabricii.

Date operationale

Minimizarea consumului de energie in rame de uscat si intins este realizat in special daca este instalat un sistem de recuperare a caldurii care insa impune o intretinere adecvata ( curatarea schimbatorului de caldura si aparaturii ramele de uscat si intins, verificari/monitorizari, ajustari ale arzatorului, etc.).

Optimizarea schemelor finale de opriri ale masinii si fazele de incalzire si racire sunt conditii prealabile pentru economii de energie.

Sistemul de recuperare a caldurii este des combinat cu un sistem electrostatic de epurare a gazelor sau combinarea acestor tehnici.

Substantele condensate (in principal preparatele uleioase) din sistemul de recuperarea caldurii trebuie sa fie colectate separat.

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Toate tehnologiiile descrise sunt aplicabile noilor instalatii. Pentru echipamentul deja existent aplicabilitatea este limitata in unele cazuri. De exemplu imbunatatirea izolatiei uscatorului (vezi optiunea C) nu este intotdeauna practicabila, de altfel pe unele masini mai vechi merita sa se izoleze doar partea superioara. Uscatoarele existente nu pot fi reechipate cu exhaustoare de caldura in sistem aer-aer.

Factori economici

359

Recuperarea investitiei pentru sistemele de recuperarea caldurii (atat in sistem aer-apa cat si aer-aer) sunt ilustrate in tabelul 4.35. Informatiile se bazeaza pe urmatoarele date de referinta [179,UBA,2001]: Sistemul de recuperarea caldurii: Temperatura de vopsire: Reglarea incalzirii: Volumul gazului rezidual: Continutul de umiditate a gazului rezidual

(la vopsire): Continutul de umiditate a gazului rezidual

(la incalzire): Temperatura apei proaspete (inainte de

recuperatorul de caldura): Eficienta: Valoarea de incalzire a gazului: Costul gazului: Costuri de intretinere: Rata dobanzii:

Inregistrare de flux in conducte1300C1900C15000m3/ora70 g/m3

40 g/m3

150C70%9.3 kWh/m3

0.25 EURO/m3

1000 Euro/an6%

Un schimb pe zi Doua schimburi pe zi Trei schimburi pe ziProcesul Economii

(EURO)Recuperarea investitiei (ani)

Economii (EURO)

Recuperarea investitiei (ani)

Economii (EURO)

Recuperarea investitiei (ani)

Aer/apaApa proaspata:150C

Vopsire 32050 5.7 64150 2.6 96150 1.7Uscare 34450 5.4 68900 2.4 103350 1.5

Aer/apaApa proaspata:400C

Vopsire 18050 12.6 36100 5.9 54150 3.3Uscare 23350 8.6 46700 3.7 70050 2.4

Aer/aerAer proaspat: 200C

Vopsire 8000 >20 16000 15.6 24000 8.5Uscare 11000 >20 22000 9.6 33000 6.6

Sursa:[179,UBA,12001]Tabelul 4.35: Recuperarea inevstitiei in diferite procese (vopsirea textilelor si uscarea), sisteme de recuperarea caldurii (aer/apa si aer/aer) si numarul schimburilor pe ziInformatiile de mai sus nu tin cont de instalatiile cu control al umiditatii produsului si control al umiditatii exhaustate. [146, Energy Efficiency Office UK,1997].Factori de implementareMinimizarea costului energiei este principalul factor.Instalatii de referintaTehnologia descrisa este in uz in multe fabrici din Europa si intreaga lume. Sistemul indirect de incalzire bazat pe fluxul de schimb aer/gaz este in mod obisnuit instalat in cateva instalatii.Bibliografie[146, Energy Efficiency Office UK,1997], [179,UBA,1997], [185,Comm.,2001].

4.8.2 Agenti de ingrijire finali fara formaldehida sau saraci in formaldehidaDescriereSubstantele de ingrijire sunt aplicate cu precadere pe fibrele celulozice si amestecurile lor pentru reducerea sifonarii (plierii) materialelor si/sau cresterea stabilitatii dimensionale a produselor (vezi sectiunea 2.9.2.1 si 8.8.1).Agentii de ingrijire sunt in principal compusi sintetizati din uree, melamina, derivate ciclice de uree si formaldehide. Agentii cu legaturi catenice (grupuri reactive) sunt compusi ai grupurilor libere sau eterificate de N–metil.

360

Figura 4.28: Structura chimica a agentilor cu legaturi catenice [179,UBA,2001].

Agentii cu legaturi catenice pe baza de formaldehida pot elibera formaldehida. Se crede ca formaldehidele sunt substante cancerigene si reprezinta o amenintare pentru muncitori (formaldehidele pot fi eliberate de asemenea de exemplu in timpul operatiilor de croire). Prezenta formaldehidei libere sau partial hidrolizate in produsul finit poate reprezenta de asemenea un potential pericol pentru clientii care cumpara produsul. Schema de protejare europeana Eco-label le limiteaza la un prag de 30ppm pentru produsele care vin in contact direct cu pielea.

Produsele cu continut slab de formaldehidele sau chiar fara formaldehide sunt o alternativa la acestea.

Tipul de agent cu legaturi catenice Potentialul de eliberare a formaldehideiDimetil ureea InaltProduse condensate de melamin formaldehide

Inalt

Uree dimetilohidroxietilena (DMDHEU) InaltDerivate de uree dimetilohidroxietilena (DMDHEU)(mult mai des intalnite)

Scazut

Uree dimetilohidroxietilena modificata Fara formaldehidaSursa: [179,UBA,2001]

Tabelul 4.36: Gradul de eliberare al formaldehidei din cei mai importanti agenti cu legaturi catenice

Principalele beneficii asupra mediului

Prin utilizarea produselor cu formaldehida slaba sau fara formaldehida se realizeaza o reducere a emisiilor de formaldehida. Reziduurile de formaldehida din textile pot fi minimizate (<75 mg/kg de textile sau chiar mai mici de 30 ppm la cererea consumatorului). Cu o cataliza optimizata, pastrarea temperaturii si implicit a consumului de energie poate fi redus.

Daca uscatoarele cu incalzire directa sunt ineficient intretinute, pot fi scapari de formaldehida in aerul exhaustat.

Date operationale

O reteta tipica pentru produsele de bumbac (tesaturi) cu formaldehida slaba sunt:

361

40 – 60 g/l agent cu legaturi catenice 12 – 20 g/l catalizator solutie 70% uscare si condensare ( 1500C, 3 minute)

O reteta tipica pentru produsele fara formaldehida este: 80 – 120 g/l agent cu legaturi catenice (cu catalizator integrat) solutie 80% acidificare cu acid acetic uscare si condensare (1300C, 1 minut)

Compusii legaturii incrucisate sunt des folositi in combinatie cu agentii de umezire agentii de inmuiere si produsi care cresc rezistenta la rupere, etc.

Efecte secundare

Ca si agentii cu legaturi catenice conventionali, produsii alternativi fara formaldehida mentionati mai sus sunt greu degradabili. Ca regula fundamentala cantitatea de solutie concentrata trebuie sa fie tinuta la minimum in cutii mici, iar reziduurile trebuie sa fie depozitate separat fara a ajunge in apa reziduala.Produsele neoptimizate fara formaldehida pot degaja mirosuri intense.

Utilizare

In sectorul covoarelor evitarea emisiilor de formaldehida este posibila prin utilizarea agentilor de ingrijire fara formaldehida, pe cand in sectorul textilelor folosirea agentilor cu continut slab de formaldehida este inevitabil [281, Belgium, 2002]

Produsii pot fi folositi in mod similar pe produsele conventionale. Tipul si cantitatea catalizatorului trebuie ajustata la fel ca si timpul si temperatura.

Cererea cantitativa de produse fara formaldehida este de doua ori mai mare decat cea pentru produsele conventionale.

Factori economici

Preturile produselor fara formaldehida sunt semnificativ mai mari decat acelor cu formaldehida putina.

Instalatii de referinta

Acest tip de auxiliare de ingrijire fara formaldehida si cu putina formaldehida sunt furnizate de diferite fabrici si aplicate in intreaga lume.

Factori de implementare

Regulamentele in ceea ce priveste sanatatea consumatorilor privind prezenta formaldehidelor in gazele reziduale sunt principali factori de utilizare al acestor produse.

Bibliografie

[179, UBA, 2001], [51, OSPAR, 1994], (PO16).

4.8.3 Evitarea inmuierii loturilor

Descrierea

In procesul vopsire discontinua agentii de inmuiere sunt des aplicati dupa procesul de vopsire direct in masina de vopsit ( e.g. jet, flux) folosind metoda de epuizare.

362

Din nefericire, acesta limiteaza alegerea agentilor de inmuiere (ameliorare) la agenti cationici daunatori mediului si duc la o crestere cu 10-20% a pierderilor din intregul volum al baii de inmuiere incalzite [78, Danish EPA,1999].

O alta tehnica alternativa consta in folosirea agentii de inmuierelor la sistemele fulardelor cu storcator sau la pulverizare si spumare. (vezi Sectiunea 2.9.1 si 2.9.3).

Avantajele acestei technici constau in faptul ca folosirea agentilor cationici de inmuiere poate fi evitata si pierderile chimice pot fi reduse cu cateva procente. [78, Danish EPA,1999].

Cantitatea de lichide residuale este de asemenea redusa in comparatie cu volumul de apa reziduala produs prin acest proces. Astfel performantele cele mai ridicate pot fi atinse prin aplicarea procedeelor cum ar fi pulverizarea sau spumarea, ce permit pierderi minime (lichide residuale in caneluri, lichide residuale in conducte si resturi in containerele de stocare).Concentratia ridicata de substante active, face ca aceste solutii sa nu fie potrivite tratamentelor in sistemele biologice.

Un alt avantaj al aplicarii agentilor de ameliorare in instalatii separate dupa procesul de vopsire este posibilitatea de refolosire al vopselii sau baii de limpezire, deoarece nu vor mai fi probleme cu prezenta agentii de inmuierelor cationici reziduali care ar putea limita adsorbtia vopselei in procesul subsecvent de vopsire.

Beneficii asupra mediului

Reduceri de apa, energie si chimicale. Introducerea de agenti de inmuiere daunatori mediului in mai mica masura.

Date operationale

Nu exista informatii disponibile.

Efecte secundare

Cand procesul de inmuiere este facut in instalatii separate dupa procesul de vopsire, volumul de lichide reziduale este redus (limitarea pierderilor din sistem), dar concentratia substantelor active este ridicat. Acest flux concentrat nu este amestecat cu alti efluenti, apa reziduala fiind tratata biologic, nu se iau in considerare alte efecte secundare.

Utilizare

Technica aceasta este utilizata in general in domeniul textil si pentru covoare.

Facori economici

Beneficii economice pot fi deduse din reduceri de consum de energie, apa si chimicale.

Instalatii de referinta

Multe instalatii.

Bibliografie

[78,Danish EPA, 1999].

363

4.8.4Minimizarea emisiilor in cazul folosirii agentilor impotriva moliilor

Urmatoarele trei figuri (figura 4.29, figura 4.30, figura 4.31) ilustreaza procesul baseline folosit in acest sector ca agenti de rezistenta impotriva insectelor (IR), si identificarea punctului de aplicare in procesul de umezire, si al punctelor de emisie al substantelor reziduale active in apa. Metodele de aplicare adoptate de orice producator vor depinde de secventa proceselor folosite pe fire textile specifice si rar vom gasi mai mult de o procedura de aplicare folosita in acelasi loc.

Technica de minimizare a emisiilor agentilor reziduali pentru rezistenta la insecte se poate face prin:

Practici generale aplicabile majoritatii proceselor, de exemplu manipulari de materiale si depozitare prin selectarea unei rate corecte de aplicare

Modificarile specifice de proces care includ, de exemplu schimbarea chimica a procesului sau substitutia substantelor chimice interferente

Proces alternativ, cum ar fi folosirea mecanismelor specializate dedicate aplicatiilor asupra rezistentei la insecte. Aplicarea la diferite nivele in fabricarea covoarelor este considerata ca subcapitol

In pretratarea apei reziduale – distrugerea substantei reziduale active prin hidroliza alcaliilor.

In partea urmatoare vor fi descrise mai intai technicile generale apoi modificarile specifice aplicate fiecaruia dintre cele trei procese identificabile in fabricarea firelor textile:

-productia de fire prin metoda de filare uscata -productia de fire prin metoda de filare uleioasa -productia de fire vopsite

4.8.4.1 Technici generale de minimizarea emisiei substantelor active ale agentilor rezistenti la insecte

Technicile generale de minimizare a emisiiilor substantelor active a agentilor rezistenti la insecte includ: selectia potrivita a materialelor manipulate si auxiliarelor vopsite.

Manipularea materialelor

Manipularea materialelor daunatoare mediului cum ar fi agentii impotriva moliilor, necesita utilizarea unei tehnici speciale de minimalizare a risipei in timpul dispersiei si al transportului prin sectie. Majoritatea formulelor comerciale sunt furnizate ca emulsii concentrate proprii.

Pentru manuirea si transferul concentratului in masinile de vopsire, trebuie adoptate urmatoarele masuri:

containerele pline trebuie stocate in depozite special amenajate, utilizand etichete

364

in eventualitatea unui incendiu se anunta in special echipa de interventie despre prezenta si natura materialelor existente, luandu-se masuri de acoperire a acestora cu apa de la hidrant in caz de necesitate

concentratele ar trebui sa fie distribuite din containere doar in interiorul magaziei de culori

sistemele automate de distribuire trebuie sa reduca scurgerile si sa-si imbunatateasca acuratetea

concentratele nu se pre-dizolva in camera de stocare, dar: concentratele trebuie sa fie transferate din magazia de culori la punctul

de adaugare a acestora in proces in containere etanse si rezistente la impact

concentratele se adauga direct in procesarea solutiei numai atunci cand se incepe vopsirea si volumul baii de vopsea este stabil.(pentru a se preveni imprastierea si scurgerea)

Pentru manuirea concentratelor in procesele semi-continue, se vor adopta urmatoarele masuri:

concentratele se stocheaza in containere originale intr-o forma compacta si protejata de impactele accidentale

concentratele trebuie distribuite direct in procesarea solutiei, nu se stocheaza

distribuirea nu se face manual, se folosesc pompe de dozare

Selectarea auxiliarelor de vopsire

Unele auxiliare de vopsire sunt cunoscute prin faptul ca exercita o actiune de intarziere asupra epuizarii agentilor rezistenti la insecte in toate procesele de vopsire. Alegerea, de exemplu a unui agent de egalizare si a unui agent de retinere a poliamidei poate afecta semnificativ baia finala de vopsea si reziduurile de limpezire. Aceste efecte depind atat de pH-ul solutiei de vopsea cat si de concentratia auxiliarelor. Auxiliarele de vopsire pot fi protejate de intarzierea reactiei. Produsele cu o actiune semnificativa de intarziere trebuie inlocuite, pe cat posibil.

Beneficii asupra mediului

Reglarea corecta al adaosurilor in baia de vopsire joaca un rol important in reducerea tuturor pierderilor de agenti IR si minimalizarea imprastierii concentratelor in timpul tratamentului solutiei concentrate de la inceputul procesului de vopsire.

O atenta selectie a auxiliarelor de vopsire permite o reducere a concentratiei agentilor rezistenti la insecte in baia de vopsea reziduala.

Date operationale

Marimea pierderilor de materiale datorita manuirilor este greu de apreciat, dar masuratorile efectuate individual la masinile de vopsit, arata ca 10-20% din totalul emisiilor se datoreaza imprastierii solutiei.

365

Efecte secundare

Putin probabil sa existe efecte secundare. Alegerea auxiliarelor trebuie facuta lauand in considerare efectele globale asupra mediului.

Utilizare

Tehnologiile descrise mai sus sunt aplicabile tuturor instalatiilor. Este recunoscut insa faptul ca substituirea auxiliarelor cu echivalente tehnice performante nu sunt inca disponibile.

Factor economici

Multe dintre masurile de mai sus privind manipularea materialelor au un pret scazut sau sunt nesemnificative. Masuratori exacte si sisteme de desfasurare utilizate in sectiile de vopsire ca parte a unui sistem continuu de utilizare sunt estimate la un nivel de 8000 – 16000 EURO.

Bibliografie

[32,Enco,2001], [51,OSPAR,1994], [50,OSPAR,1997].

4.8.4.2 Modificarile specifice de proces pentru minimizarea emisiilor substantelor agentilor activi rezistenti la insecte in timpul producerii firelor textile prin metoda de filare uscata

Figura 4.29 ilustreaza procesul baseline folosit pentru aplicarea substantelor anti molii in productia de toarcere uscata in timpul procesului de umezire. Agentii rezistenti la insecte sunt folositi la vopsirea fibrelor in masa (fibrelor destramate) prin adaugare in baia de vopsea la inceputul vopsirii. In procesul baseline baia de vopsea si solutia de limpezire sunt evacuate in tubul de drenaj si pot duce cu ele agenti reziduali care nu au fost absorbiti de fibre. Stoarcerea fibrelor vopsite folosind o centrifuga sau role de stors reprezint o alta sursa de reziduuri.

Procesele de modificare ce concura la reducerea emisiilor de substante anti moliidin fibrele neimpletite vopsite includ:

tratament suplimentar acid & refolosirea baii de limpezire tratament suplimentar proportional al fibrelor in masa (fibrelor destramate)

4.8.4.2.1 Tratament suplimentar acid & refolosirea baii de limpezire

Descriere

Procedura ilustrata in figura 4.29 combina:1. Tratamentul suplimentar acid: conditiile de vopsire pot fi modificate prin

introducerea unei faze de acidificare la sfarsitul ciclului de vopsire. Scaderea pH-ului solutiei de vopsea (<4.0) creste incorporarea substantelor anti molii la sfarsitul ciclului de vopsire si reduce reziduurile de peste tot.

2. Refolosirea baii de limpezire: reutilizarea solutiei pentru urmatoarea vopsire poate elimina reziduurile din baia de limpezire. Aceasta cale este realizabila numai daca masina poate fi descarcata fara golirea vasului de vopsea sau daca masina este echipata cu rezervor de stocare externa din care solutia poate fi transferata intre fazele de descarcare si incarcare.

366

Principalele beneficii asupra mediului

Reducerea reziduurilor din procesul de vopsire. Emisiile de agent IR de substanta activa sunt reduse la aprox. 90% comparativ cu procesul baseline.

Exemplul este dat in tabelul de mai jos ce ilustreaza eficienta tratamentului suplimentar cu acid.

Sursa de apa reziduala

Volumul aproximativ de apa reziduala

(l/kg)

Permetrin rezidual (mg/kg fibre)Reducerile realizate in reziduuri

Procesul baseline

Proces modifiat dupa tratament cu acid formic

Baia de vopsea

10 1.5 0.17

Baia de limpezire

9 0.38 0.02

Solutia hidroextractoare

0.5 0.6 0.04

Total proces 2.48 0.23 90.7%Sursa: [32,Enco,2001]Nota: Rezultate indicative de la o singura vopsire reallizata cu vopsele premetalizateRata de permetrin :60 mg/kg

Tabelul 4.37: Emisii ale vopsirii fibrelor in masa (fibrelor destramate)

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Aceasta tehnica este aplicabila in toate instalatiile.

S-a constatat insa ca aceasta tehnica de tratare impotriva moliilor poate afecta calitatea produselor dupa vopsire [281,Belgium,2002].

Factori economici

Procesul de tratare suplimaentara cere timp suplimentar ajungand la o medie de 30 de minute pe un ciclu de vopsire, astfel productivitatea se reduce si creste consumul de energie necesar mentinerii baii de vopsea la temperatura adecvata.

Instalatii de referinta

Tratamentul suplimentar cu acid este des intalnit in industria din UK. Un mare numar de astfel de instalatii aplica aceasta tehnica in combinatie cu reciclarea solutiei de limpezire.

Bibliografie

[32,Enco,2001].

367

4.8.4.2.2 Retratarea proportionala a fibrelor in masa (fibrelor destramate)

Aceast atehnica foloseste faptul ca un amestec specific de fibre tratate sau netratate vor fi rezistente la atacul insectelor asigurand nivelul complet de tratament al amestecurilor. In pracctica insa doar o parte din fibre este tratata prin adaugarea substantelor contra moliilor la o crestere a ratei uneia sau mai multor vopsiri. Fibrele ramase nu sunt tratate. Amestecarea a doua tipuri de fibre se realizeaza in timpul amestecului mecanic.

Aceasta tehnica poate fi folosita atat in prepararea nuantelor solide si a firelor textile cu efecte de amestecarea culorilor. Rata de fibre tratate si netratate poate varia, dar norml aceasta se situeaza intre 5 si 20% din totalul greutatii amestecurilor ce trebuie vopsite.

Putine vopsiri sunt realizate in prezenta substantelor contra moliilor, dar rata mare de aplicare ceruta, ridica cantitatea emisiilor din acele vopsiri care poate depasi emisiile dintr-un proces normal. In practica a reiesit ca fabricile care folosesc aceasta tehnica in mai mare masura trebuie sa-si instaleze niste sisteme de refolosirea solutiei de vopsea pentru a controla concentratiile din apa reziduala.

Atat solutia consumata de vopsea cat si solutia de limpezire necesita a fi refolosite ceea ce implica constructia unei masini specifice, un sistem de drenaj revizuit si rezervoare de stocarea solutiilor. Se cere o revizuire a metodelor de vopsire si selectarea vopselelor si auxiliarelor pentru minimizarea contaminarii culorii.

Principalele beneficii asupra mediului

Folosind instalatii specifice si tratand numai 5% din totalul de fibre amestecate cu agenti rezistenti la insecte se asigura protectia unui mare numar de covoare finisate. Emisiile de apa reziduale sunt estimate la valori sub 0.2 mg substanta activa/kg de fibre care la o rata de 5% amestecare este echivalent cu 0.01 mg substanta activa/kg de fir tors.

Efecte secundare

Nu se pare a fi. Asa cum s-a aratat mai sus folosirea exclusiva a acestei masuri fara masini speciale de vopsire si sisteme de reciclare a apei reziduale nu vor asigura suficiente reduceri ale emisiilor de agenti IR.

Utilizare

Aceasta tehnica poate fi adoptata numai prin folosirea unui echipament construit special si nu este aplicabila majoritatii sectiilor de vopsire.

Factori economici

Costul unei astfel de instalatii speciale se ridica la mai mult de 130000EURO.

Instalatii de referinta

Se stie de existenta uneia in UK. Nu sunt date detalii.

Bibliografie

[32,Enco,2001].

368

Procesul baseline Cea mai buna tehnica disponibilaTratament aditional cu acid & reciclarea solutiei

Cea mai buna tehnica disponibilaTratament suplimentar

Punctul de aplicare a substantelor contra moliilor

Potential de emisii in apa

Figura 4.29: Procesul de tratare contra moliilor in productia de vopsire a firelor filate

Fibre in masa (destramate)

Vopsirea fibrelor in masa

Vopsire

Tratament aditional cu acid

Limpezire

Stoarcere

Uscare prin evaporare

Fibre in masa (destramate)

Vopsirea fibrelor in masa

Vopsire

Tratament aditional cu acid

Limpezire

Stoarcere

Uscare prin evaporare

Vopsirea fibrelor in masa

Vopsire

Limpezire

Stoarcere

Uscare prin evaporare

Amestec de fibre in masa (destramate)

Fibre in masa (destramate)

Vopsirea fibrelor in masa

Vopsire

Limpezire

Stoarcere

Uscare prin evaporare

Incalzire

Conversia in fire

Fabricarea covoarelor

369

4.8.4.2 Modificarile specifice proceselor de minimizare a emisiilor substantelor active din agentii contra insectelor in timpul tratamentului de curatare a stocului de fire textile vopsite

Figura 4.30 arata procesul baseline folosit pentru aplicarea substantelor contra molii asupra firelor textile prin procedeul de vopsirea fibrelor in masa (fibrelor destramate) si curatarea firelor textile. In procesul baseline agentii contra insectelor sunt aplicati in timpul vopsirii fibrelor in masa (fibrelor destramate). Fibra este apoi acoperita de fire textile si curatata pentru indepartarea murdariilor si a lubrifiantului de la filare.

Emisiile de substante contra moliior apar la operatiile de vopsire si limpezire, din curatarea firelor. Substantele impotriva moliilor sunt indepartate din firele toarse in timpul acestor operatii si concentrate in solutia de curatare.

Figura 4.30 indica trei posibile modificari ale procesului baseline care se pot aplica pentru reducerea emisiilor de substante contra moliilor:

Procesul A: aplicarea agentului din vasul final de curatare a firului – folosit conventional, pe echipamentul existent cu eliminarea emisiilor la stadiul de vopsire

Procesul B: folosirea masinilor speciale facute sa opereze la un volum scazut – eliminarea emisiilor din procesul de vopsire si emisii ocazionale in aplicarea convntionala a curatarii vaselor

Procesul C: aplicarea agentilor contra insectelor direct in covor prin folosirea unei masini speciale de spuma – echipament inclus si poate fi aplicata fara emisii in apa.

4.8.4.3.1 Procesul A: aplicarea agentului din vasul final de curatare a firului – folosit conventional, pe echipamentul existent cu eliminarea emisiilor la stadiul de vopsire

Aceasta metoda este utilizata ca substituient al colorarii fibrelor in masa (fibrelor destramate) in baia de vopsea conventionala.

Vasele conventionale folosite au un volum tipic intre 1200 – 2000 litri. Concentratia de substanta anti molii este adaugata in vas proportional cu rata firelor introduse. Solutia tratata este acidificata pentru a mari adsorbtia substantei active. Solutia din vas este descarcata cand se considera a fi prea contaminata pentru a se mai folosi.

Principalele beneficii asupra mediului

Este de remarcat o reducere a emisiilor de substantelor active comparativ cu procesul baseline. Reducerea emisiilor depinde de cantitatea de fire ce poate fi tratata inainte ca solutia sa devina prea contaminata pentru a fi folosita. In instalatiile de acest tip au fost inregistrate emisii tipce in jurul valorii de 92 mg subst. Activa /kg de fire textile (Allanah and Madden, Proceedings of the 9th International Wool Textile Research Conference Vol. 1, 182-190 (1995).

Date operationale

Acest procedeu a fost folosit extensiv in UK pana la introducerea Standardelor de calitate asupra mediului inconjurator in 1990 referitor la apa. Regulile stricte asupra efluentilor au limitat deversarea substantelor contra moliilor in efluenti astfel incat operatorii au adoptat cai alternative ale procesului invariabil dintre Procesele B si C descrise mai sus. In aceasta idee tehnica mentionata nu poate fi considerata ca reprezentativa pentru BAT in aplicarea ei conjugata cu curatarea firelor.

Utilizare

370

Tehnica poate fi folosita pe orice masina de curatat fire textile. Un mimim de 4 vase de curatare se cer in mod normal pentru realizarea in conditii bune a curatarii, limpezirii si operatiei de tratare contra moliilor.

Bibliografie

[32,Enco,2001].

4.8.4.3.2 Procesul B: utilizarea substantelor contra molii folosind echipamente speciale facute sa opereze la un volum scazut cu solutii de curatare si reciclare incluse

Descriere

Echipamentele speciale au fost imbunatatite pentru eliminarea deficientelor intalnite in Procesul A de mai sus. Operarea cu un volum minim poate atat sa limiteze contaminarea solutiei cat si sa permita reciclarea solutiei prin curatiri intermediare pentru indepartarea reziduurilor. Masuratorile electronice si controlul procesului sunt folosite sa elimine emisiile ocazionale si nivelul de control al folosirii substantelor contra moliilor in conditii acide. Masinile sunt facute in sistem cu mini vase, vase cu volum mic sau instalatii EnviroProof.

O instalatie de tipul celei descrise mai sus este capabila de operatii in mai multe moduri:

Stocarea solutiei intre loturile de fire si deversarea in sistemul de drenaj cand slutia este contaminata

Stocarea solutiei intre loturi cu refacerea adorbtiei solutiei pentru eliminarea deversarilor.

Imbunatatiri suplimentare ale aplicarii sistemului cu volum scazut se fac pentru tratarea solutiei reziduale din hidroextractor cu alcali la temperaturi inalte. Aceasta procedura se aplica tuturor compozitiilor agentilor contra moliilor bazate pe pyrethroids sintetic, care sufera o hidrolizare rapida la temperaturi inalte. Produsele de degradare rezultate din aceasta reactie sunt mai putin toxice asupra nevertebratelor decat asupra moleculelor (Hill, I.R. Pesticide Science. 1989, 27,429-465) si pot di devrsate in siguranta in sistemele de drenaj cu alte ape reziduale.

Tehnica de mai sus poate de asemenea fi adaptata sa trateze solutia consumata dein vas in cazul contaminarii intense care nu poate fi solutionata cu sisteme de filtre de adsorbtie.

O varianta suplimentara de functionare a sistemului cu solutie din hidroextractor prin segregatie din alti efluenti, urmata de adaugarea in baia de vopsea. Nuantele inchise sunt de obicei alese pentru adapaterea schimbarilor nesemnificative de nuanta datorita contaminarii in hidrosolutie si numai 10 – 20% din volumul baii de vopsea este facut prin folosirea hidrosolutiei. Ingredientii activi prezenti in hidrosolutie se comporta similar cu cei prezenti in formula originala si adsorbiti de fibre in conditii acide de vopsire la temperatura inalta. Reziduurile din acest proces sunt similare cu cele intalnite la utilizarea agentilor IR din baia de vopsea.

Principalele beneficii asupra mediului

Echipamente speciale elimina emisiile din procesul de vopsire si emisiile ocazionale din folosirea vaselor de curatare conventionale.

Allanach si Madden (Proceedings of the 9th International Wool Textile Research Conference Vol. 1, 182-190 (1995) cuantifica eliberarea de permetrin din instalatie procesand 22 – 92 tone de fire pentru covoare. Ambele moduri de operare mentionate mai sus au fost analizate (1. deversarea in sistemul de drenaj cand solutia este contaminata si 2. refacerea adsorbtiei solutiei prin eliminarea deversarii).

371

Eliminarea de permetrin din instalatie se ridica la 0.97 mg/kg in cazul procesului cu loturi multiple fara curatare si 0.23 mg/kg pentru sistemele ce functioneaza din plin cu curatare si reciclarea solutiei. In ambele cazuri o proportie insemnata a emisiilor rezultate din firele tratate este hidroextrasa in prealabil la uscarea prin evaporare.

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Instalatiile de acest tip pot fi reechipate cu orice masina continua de curatare. Versiuni ale acestei tehnologii au fost adaptate atat pentru suluri cat si pentru masinile de procesare continua a firelor de la cap la coada.

Factori economici

Ambele versiuni le sistemelor cu volum scazut descrise mai sus sunt cunoscute. O instalatie comerciala (EnviroProof) reechipata cu o linie normala de curatare include toate caracteristicile de control asociate cu dozarea chimica si controlul asupra solutiei, impreuna cu curatarea prin frecare a presei de stors finale din curatator. Costul instalatiei se situeaza in jurul valorii de 185000 EURO. Sistemul chimic de dozaj corespunzator acestei instalatii este capabil de reglari precise proportional cu adaugarea firelor. In consecinta nivelul nominal de tratament poate fi redus fara compromiterea rezistentei la insecte a firelor tratate. Aceste economii pot varia de la caz la caz dar o reducere de 50% este remarcabila, echivalentul a aproximativ 7.0 EURO pe tona de fire tratate.

Echipamentele pentru control si tratament intern al reziduurilor din hidroextractor, solutiile foarte contaminate folosind tehnica de hidroliza a alcalilor este des construita in sistem propriu la fata locului in conditii proprii de plasare si spatiu. Depinzand de complexitate costurile estimate sunt peste 7000 EURO. Costurile de tratament, fara energie sunt in jur de 1.4 EURO/m3.

Instalatii de referinta

Un numar important de instalatii se gasesc in UK, acestea folosesc diverse tehnici cu volum scazut descrise mai sus si sistemele asociate de prelucrarea solutiei consumate in tratamentul de rezistenta la insecte a firelor. Instalatii similare functioneaza in Europa si Noua Zeelanda.

Bibliografie

[32,Enco,2001].

4.8.4.3.3 Procesul C: Aplicarea solutiilor de rezistenta la insecte asupra firelor pentru covoare folosind tehnologia de spumare

Descriere

Figura 4.30 arata ca aceasta tehnica nu face parte din procesele de fabricare a firelor.In acest caz agentii IR sunt plicati direct pe firele covoarelor in timpul operatiei de imbracare (infilare) pe dos sau de latexare. Echipamente speciale au fost imbunatatite, prin care densitatea mare a spumei incorporate in agentii IR este generata pe loc si plicata pe covor folosind capete speciale de aplicare. Acesta este un proces continuu si poate fi relaizat simultan cu imbracarea pe spate – latexarea. Se foloseste suplimentar un amestec minimizat de spuma. Spuma este generata pe o suprafata la cerere si apa de limpezire este reciclata si folosita la prepararea urmatorului lot de spumare. Nu exista nici o emisie in apa reziduala. Pentr ca tratamentul sa fie complet ingredientii activi trebuie sa penetreze la baza structurii firelor covorului. Densitatea firelor, densitatea spumei si rata de insuflare a spumei

372

controleaza penetratia. Aspectele tehnice ale tehnologiei sunt descrise de catre Allanach si Greenwood (Proceedings of the 9th International Wool Textile Research Conference Vol. 3, 325-332 1995).

Principalele beneficii asupra mediului

La operarea cu sistem de refolosire a solutiei de limpezire procesull este fara efluenti si eliminari de emisii ale substantelor contra moliilor in mediul acvatic.

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Tehnicile bazate pe aplicarea substantelor contra moliilor direct in firele covorului este aplicabila numai in locurile unde se realizeaza procesul final de fabricare a covoarelor. Experienta practica arata ca penetrarea spumei la baza firelor nu este usor de realizat in smocurile dense si in firele tesaturilor. Aplicarea spumei la suprafata structurii de fire se stie ca produce schimbari inacceptabile ale suprafetei finisate a covoarelor. In comparatie cu tehnicile de aplicare a firelor o rata mare de aplicabilitate este ceruta pentru a asigura protectia bazei firelor cu solutii adecvate impotriva insectelor. Spuma aduce umezeala covorului si trebuie indepartata prin evaporare, putand fi necesara o capacitate aditionala de uscare pe langa cea de tratare cu latex sau de imbracare pe spate a covorelor.

Factori economici

Pentru aplicarea spumei cu adaos mic de umezeala se cer echipamente specifice. In acest moment numai un singur sistem a fost analizat complet pentru tratamentul contra insectelor. Echipamentul poate fi adaugat liniilor deja existente de finisare a covoarelor daca spatiul o permite la un pret de 160000EURO, depinzand de constructia covorului, se poate instala o capacitate de vopsire aditionala sau linia de finisare poate fi adaptata sa functioneze la viteze mai mici. Datorita ratei mari de utilizare ceruta costurile substantelor chimice sunt duble.

Instalatii de referinta

Tehnicile sunt aplicate de diversi producatori de covoare di UK si Europa.

Bibliografie

[32,Enco,2001].

Procesul baseline Proces alternativ

373

Punctul de aplicare a substantelor contra moliilor

Potential de emisii in apa

Figura 4.30: Schema procesului de tratare cu substante contra moliilor in productia de fire vopsite – curatarea firelor [32,Enco,2001].

4.8.4.3 Modificarile specifice de proces in minimizarea emisiilor substantelor active ale agentilor rezistenti la insecte in timpul tratamentului de productiei de fire vopsite

Figura 4.31 ilustreaza procesul baseline pentru susbstantele anti molii asupora covoarelor produse prin vopsirea firelor. In acest proces tratarea cu substante contra molii este facuta simultan cu colorarea, cantitatea necesara de agent fiind adaugata in vasul de vopsire la inceputul vopsirii.

Substanta activa este adsorbita de catre fibre cand temperatura solutiei de vopsea creste. Acest proces de adsorbtie atinge punctul de echilibru la fierbere cu mai mult de 98% substanta activa printre fibre. Solutia de vopsea consumata contine

Fibre in masa (destramate)

Vopsirea fibrelor in masa

Vopsire

Limpezire

Stoarcere

Uscare prin evaporare

Fibre in masa (destramate)

Vopsirea fibrelor in masa

Vopsire

Limpezire

Stoarcere

Uscare prin evaporare

Conversia in fire

Fabricarea covoarelor

Conversia in fire

Curatrea firelorVasul 1Vasul 2Vasul 3Vasul 4

Aplicare de volum scazut

Stoarcere

Uscare prin evaporare

Suflare in con

Fabricarea covoarelor

Aplicare de spuma

Finisare covoareImbracare pe dos si

latex

Uscare si ingrijire

Tratament in uzina

A

B

C

Curatrea firelorVasul 1Vasul 2Vasul 3Vasul 4

Stoarcere

Uscare prin evaporare

Suflare in con

Finisare covoareImbracare pe dos si

latex

Uscare si ingrijire

374

substante active reziduale la o concentratie care depinde de conditiile de vopsire. Conditii de vopsire acide (<pH 4) duc la reziduuri putine. Vopsirea in conditii neutre, de exemplu in cazul vopsirii cu vopsele premetalizate in general duce la cantitati mari de reziduuri in solutie.

Vopsirea poate fi urmata de un ciclu de limpezire, care poate de asemenea contine substante reziduale active. In procesele conventionale ambele solutii consumate sunt deversate in rezervorele de atenuare pentru apa reziduala. Solutiile evacuate in timpul procesului de extractie a firelor vopsite pot de asemenea contine substante active la nivele sesizabile.

Emisiile din procesul baseline depind de un numar mare de variabile ce intervin deoarece fiecare vopsire este virtual unica. In practica pH-ul solutiei de vopsea poate fi considerat ca fiind cel mai important factor al emisiilor unui numar mare de vopsiri, dupa cum urmeaza ( Enco Environmental Network, nepublicate):Vopsire la un pH < 4 01. – 0.4 mg/kg fireVopsire la un pH> 4 2.0 – 7.0 mg/kg fireFigura 4.31 arata ca sunt patru procese alternative de modificare (numerotate 1 – 4) care pot minimiza emisiile de substante contra moliilor comparativ cu procesul baseline. Doua dintre aceste alternative, aplicarea volumului scazut continuu (Procesul 2) si aplicarea spumei (procesul 4) au fost descrise mai sus in sectiunea referitoare la minimizarea emisiilor din stocul de vopsele – curatarea firelor din productia de fire. Cele doua tehnici care sunt potrivite numai in producerea de fire vopsite (Procesul 1 si procesul 3) sunt descrise mai jos:

4.8.4.4.1 Procesul 1. Tratament suplimentar (aftertreatment) in conditii acide

Descriere

In acest proces tratarea cu substante contra moliilor este realizata in bai separate de colorare ca un tratament suplimentar urmat de limpezire. Baia de tratament suplimentar este acidificata pentru asigurarea conditiilor optime de aplicare a tratamentului.

Principalele beneficii asupra mediului

Tratamentul este realizat in absenta oricaror substante chimice de intarziere a reactiilor si a unui pH optim pentru adsorptia substantelor contra moliilor. Incarcatura de substanta activa reziduala este cuprinsa intre 0,1 si 0,4 mg/kg.

Efecte secundare

Nu sunt

Utilizare

In multe sectii de vopsire a lanii si a amestecurilor de lana vopsirea se realizeaza prin diverse conditii de vopsire depinzand de vopselele selectate care sa indeplineasca cerintele produsului finit. Acest proces se aplica protejari firelor impotriva moliilor ce trebuie vopsite in conditiile neoptimizate de tratament impotriva moliilor. In practica aceasta tehnica este folosita la tratarea firelor cand conditiile de vopsire specifice unei solutii avand pH mai mare decat 5.0.

Factori economici

Procesul necesita utilizarea unei bai suplimentare de tratament cu acelasi volum al vopsirii originale. Depinzand de structura masinii si incarcatura de fire, consumul de apa va fi cuprins intre 15 si 25 m3/tona. Energie suplimentara este necesara la limpezire baii de tratament suplimentar la temperatura de vopsire, impreuna cu timp suplimentar pentru intregirea durabilitatii procesului.

375

Instalatii de referinta

Aceasta tehnica este folosita in fabricile din UK pentru minimizarea emisiilor de la vopsiri care ar produce in alte moduri reziduri inacceptabile de mari.

Bibliografie

[32, ENco,2001].

4.8.4.4.2 Procesul 2. Aplicarea tehnicii cu volum scazut in procesele semicontinue

Descriere

Tehnica de baza si echipamentul sunt descrise in paragraful anterior. Echipament identic poate fi folosit pentru tratarea firelor vopsite in scul (ghem) mai degraba decat ca fire desfacute. In acest caz este necesara o masina care sa aiba un vas cu volum scazut si presa de stors sau alternativ alimentarea pe o masina existenta instalata la sfarsitul liniei conventionale de curatat, putand fi modificata sa accepte sculuri intre curatare si aplicarea vasului cu volum scazut.

In aceasta aplicatie contaminarea solutiei de tratare cu culori reziduale din vopsirea anterioara a firelor poate constitui o serioasa problema iar firele pot fi vopsite cu vopsele cu umezire rapida.

Principalele beneficii asupra mediului

Vezi sectiunea precedenta (Procesul B).

Utilizare

Aceasta tehnica este aplicabila vopsirii firelor cu vopsele cu umezire rapida.

Factori economici

Vezi sectiunea precedenta (Procesul B).

Instalatii de referinta

Se stie de existenta unei astfel de vopsitorii de producere a firelor vopsite cu tratament contra moliilor dar nu sunt date detalii.

Bibliografie

[32,ENco,2001].

4.8.4.4.3 Procesul 3. Aplicarea substantelor contra moliior printr-un hidroextractor centrifugal modificat

Descriere

Aceasta tehnica se realizeaza prin folosirea unui hidroextractor modificat discontinuu. Forta centrifuga este folosita pentru transportul solutiei de tratament prin pulverizare in centrifuga dintr-un cap de pulverizare central localizat rotit prin incarcatura de fire. Solutia expulzata din centrifuga este colectata si reciclata sau separata de apa reziduala si tratata pentru eliminarea substantelor active reziduale. Aceasta tehnica este descrisa detaliat de Allanach (Proceedings of the 8th International Wool Textile Research Conference Vol. 4, 568-576 1990).

Principalele beneficii asupra mediului

376

Se constata o reducere a reziduurilor substantelor contra moliilor deversate in apa reiduala.

Utilizare

Tehnica necesita modificari ale sistemului de centrifugare, a sistemului de drenaj al centrifugarii si posibilitati de tratare a solutiei uzate. Aceasta consta in hidrolizrea alcaliilor sau in tehnici de separare fizica. Sistemul foloseste un tratament la cald al solutiei pentru o mai buna adaptare a substantelor contra moliilor si reciclarea solutiei tratate intre batches. Nici o astfel de instalatie nua a operat vreodata pe baze comerciale dar au fost totusi folosite variante ale acetui sistem. Refolosirea lot cu lot a a solutiei poate fi dificil de implementat datorita riscului de schimbare a culorii. Aceast tehnica nu este universal aplicabila din aceste motive si nu a fost adoptata la scara industriala.

Factori economici

Nu exista nici o varianta comerciala. Modificarea centrifugelor existente pe baze proprii de constructie si instalarea de echipamente ajutataoare se estimeaza la aprox. 30000 EURO.

Instalatii de referinta

O singura instalatie in UK este cunoscuta ca opereaza cu o varianta a procesului descris mai sus, dar nu sunt date detalii.

Bibliografie

[32, ENco,2001].

Procesul baseline Tehnologie candidata

Fibre in masa (destramate)

Stoarcere

Uscare prin evaporare

Fabricarea covoarelor

Stoarcere

Uscare prin evaporareSuflare in conFabricarea covoarelorAplicare de spuma

Finisare covoareImbracare pe dos si

latex

Uscare si ingrijire4

Curatrea firelorVasul 1Vasul 2Vasul 3Vasul 4

Suflare in conFinisare covoare

Imbracare pe dos si latexare

Conversia in fire

Curatrea firelorVasul 1Vasul 2Vasul 3Vasul 4

Vopsirea pachetelorCuratareVopsireLimpezire

Vopsirea scululuiVopsireLimpezire

Stoarcere

Uscare prin evaporare

Uscare si ingrijire

Conversia in fire

Curatrea firelorVasul 1Vasul 2Vasul 3Vasul 4

Vopsirea pachetelorCuratareVopsireLimpezire

Vopsirea scululuiVopsireLimpezire

Tratament suplimentar

Tratament suplimentar

Stoarcere

Uscare prin evaporare

Aplicare de volum scazut sau

centrifugareTratament in

uzina

1

1

2

3

377

Punctul de aplicare a substantelor contra moliilor

Potential de emisii in apa

Figura 4.31: Schema procesului de tratare contra moliilor in productia de fire vopsite [32,ENco,2001].

4.9 Spalarea

4.9.1 Conservarea apei si energiei in spalarea in loturi si limpezire

Descriere

Spalarea si limpezirea sunt doua dintre cele mai uzuale operatii in industria textila. Optimizarea eficientei spalarii duce la economii imporatnte de apa si energie.

In procesul discontinuu o spalare si o limpezire tipica includ: Drenarea si completarea limpezirii Limpezirea prin curent de apa sau inundare

In limpezirea prin curent de apa, apa curata este alimentata in masina di evacuata printr-un stavilar, de obicei asezat aproape de nivelul normal de curgere. Aceasta tehnica este folosita pentru indepartarea suprafetei de spuma rezultata din calitatea slaba a apei, chimicalelor sau unui pretratament ineficient, insa este ineficienta referitor la consumul de apa in special la masinile cu ratie mare de solutie.

Cele mai bune optiuni sunt:

A). Metoda de drenare si umplere [205,M.Bradbury,2000].

Metoda de drenare si umplere este o tehnica mai eficienta in ceea ce priveste consumul de apa. Limpezirea se realizeaz prin umpleri succesive, invartiri si evacuari. Varietatea factorilor ce joaca un rol in acest proces nu au de-a face cu influenta ratiei de solutie si timpul de drenaj asupra eficientei limpezirii, calaculandu-se folosind urmatoarea ecuatie:

378

Cf = Cs x R/L.R., unde:

Cf = concentratia de solutie in baia subsecventa de limpezireCs = concentratia de solutie in baia anterioaraR = capacitatea de retinere a substaratului (l/kg)L.R. = ratia de solutie alcoolica (l/kg).

Din aceasta ecuatie se poate deduce ca la un raport de flota scazut al solutiei sunt necesare mai multe faze de limpezire pentru atingerea aceluiasi efect de dilutie dar cu apa mai putina. Urmatoarele exemple de vopsirea bumbacului cu vopsele reactive arata clar acest lucru. Considerand o solutie exhaustata de vopsea continand 60 g/l electrolit, cu o capacitate de retentie a substantei de 3 l/kg ® si o ratie a solutiei de 1:15 (L.R.), concentratia electrolitului Cf in baia subsecventa de limpezire dupa o operatie de evacuare si umplere va fi de 12 g/l si dupa doua goliri si umpleri va fi de 2.4 g/l. Daca raportul de flota este redus la 1:7, Cf devine 26 g/l si 11 g/l pentru una respectiv doua limpeziri subsecvente.

Mai mult, substratul in masina retine mai mult in baia anterioara decat este redat prin parametrul R (capacitatea de retentie). Acesta poate fi redus prin drenare( cresterea timpului de drenaj) sau in unele masini de rolat tesaturi, prin folosirea aerului comprimat sau vidare intre fazele de spalare (vopsirea pachetelor de fire, vopsirea in stocuri).

Principalele dezavantaje ale metodelor traditionale de drenare si umplere sunt: Timpul lung al ciclului de productie care duce la o scadere a productivitatii Socul termic la care este supus substratul in timpul primei limpeziri Depunerea de spume pe substrat intre limpezire si golirea solutiei. Aceasta

inseamna ca chimicalele indepartate sau impuritatile se pot redepune pe suprafata materialului textil mai ales daca masina este reumpluta cu apa rece.

Toate aceste neajunsuri au fost insa rezolvate prin folosirea unor masini moderne. Referitor la timp, masinile au fost echipate cu mecanisme de economisire a timpului (mecanisme de golire si umplere mai puternice, combinarea racirii cu limpezirea, rezervoare cu volum plin de incalzire, etc.) care permit scurtarea timpului comparativ cu limpezirile cu flux traditional.

Socul termal din prima faza de limpezire poate fi evitat prin folosirea unui sistem combinat de racire si limpezire. Aceasta este o caracteristica obisnuita a masinilor moderne, ce permit o racire si limpezire simultana a textilelor procesate. Apa curata este introdusa printr-un jet cu duza dupa ce a fost preincalzita prin trecerea printr-un schimbator de caldura. Solutia reziduala contaminata este apoi deversata.

Depozitele de spuma pe substrat limiteaza metoda de golire si umplere. De acea masina de vopsire discontinua pe loturi este facuta sa permita limpezirea atat prin metoda de golire si umplere cat si printr-un mod inteligent de limpezire. Acesta este descris in cele ce urmeaza fiind o metoda controlata de debit putandu-se folosi la prima faza de limpezire inaintea golirii si umplerii.

B). Sistemul de limpezire inteligenta [205,M. Bradbury,2000]

Folosirea masinilor cu raport de flota scazut este o cerinta specifica in utilizarea efectiva a sistemelor de limpezire inteligente. Limpezirea se face prin alimentarea cu apa curata a masinii si evacuarea ei printr-un stavilar de preaplin asezat mai jos in masina de vopsit. Suplimenetar, fluxul de pa curata in masina este reglat la o rata echivalenta cu a solutiei evacuate prin nivelul scazut de preaplin. Comparativ cu limpezirea prin preaplin traditionala, efectul de dilutie creste datorita reducerii volumului solutiei contaminate circulate in masina. Aceasta se poate realiza eficient

379

prin combinarea racirii cu limpezirea ce perimite racirea simultan cu limpezirea in procesele pentru materiale textile descrise mai sus.

In acest caz concentratia finala a solutiei la sfarsitul limpezirii este data de urmatoarea formula:

Cf = Cs x exp-(Rt/Vk), unde:

Cf = concentratia finala a solutieiCs = concentratia initiala a solutieiR = rata de flux a solutiei proaspete intrate (l/min)t = timpul de limpezire (min)Vk = volumul baii de solutie (l)

Raportul de flota este un factor determinant: cel mai mare volum de solutie, cel mai lung timp necesar de limpezire (implicit cel mai mare consum de apa) pentru a avea acelasi efect de dilutie la rata aceluiasi flux. Rata de flux R este importanta influentand eficienta limpezirii. Daca rata este redusa, timpul lung de limpezire este nevoie sa atinga acelasi punct final, dar consumul de apa de aceasta data va fi nealterat.

Procese aditionale optimizate se pot realiza prin aplicarea sistemului de contoare de conductivitate on line care sa semnalizeze atingerea unei concentratii prevazute de sare (cand se folosesc vopsele reactive) sau cu colorimetre care sa usureze limpezirea in atingerea punctul optim de sfarsit.

Principalele efecte asupra mediului

Golirea si umplerea impreuna cu limpezirea inteligenta sunt ambele eficiente in ceea ce priveste consumul de apa. Atata timp cat metoda de golire si umplere se face prin inlocuirea fiecarui debit de limpezire prin 2 – 4 goliri si umpleri se poate atinge o reducere a consumului de apa de 50 – 70 %.

Reducerea consumului de apa implica reducerea consumului de energie cu toate ca se cer faze de limpezire fierbinti si calde. Se economiseste energie si prin folosirea tehnicii de limpezire combinata de racire cu limpezire.

O caracteristica fundamentala atat a limpezirii inteligente cat si a celei de golire si umplere comparativ cu metoda conventionala de revarsare este aceea ca exista posibilitatea pastrarii solutiei de vopsea concentrate exhaustate si a apei de limpezire ca fluxuri separate. Aceasta inseamna ca acestea pot fi refolosite la ultima tratare separat si astfel se economiseste energie.

Date operationale

Pentru imbunatatirea productivitatii primul pas ar trebui sa il constituie un audit complet al serviciilor pentru a ne asigura ca toate utilitatile noului echipament pot fi folosite din plin [205,M. Bradbury,2000].

Efecte secundare

Nu sunt.

Utilizare

Tehnica de limpezire prin golire si umplere este aplicabila la nivel general atat la echipamentele existente cat si la cele noi, dar este mult mai eficienta la masinile cu raport de flota scazut echipate cu ultimele mecanisme de economie de timp (sisteme de golire si umplere puternice, combinarea racirii cu limpezirea, rezervor cu volum total incalzit, etc.)

380

Conceptul de limpezire inteligenta a fost imbunatatit in special pentru rezolvare aproblemelor cu limpezirea produselor.

Ambele sisteme de limpezire inteligenta si prin golire si umplere sunt acum disponibile pentru toate masinile noi cu jet si flux [288,MCS,2002].

La fel este si pentru sistemul combinat de racire si limpezire. Multe dintre noile masini de vopsit au sisteme ce permit simultan racirea si limpezirea produsului (rezervoare de stocare cu schimbatoare de caldura incorporate destul de mari pentru a acoperi capacitatea nominala de rulare a masinii).

Factori economici

Limpezirea inteligenta si cea rapida de golire si umplere ofera un mare potential nu numai in ceea ce priveste eficienta folosirii apei si energiei dar si in atingerea unui ciclu scurt de productie si o reducere generala a costurilor.

Aplicarea tehnicii conventionale de golire si umplere usor de implementat (nu trebuie investitii in masina noua) nu va permite ccluri de productie scurte sau o crestere a productivitatii.

Factori de implementare

Reducerea ciclului de productie (cresterea productivitatii) fara a compromite timpul optim, este principalul factor de implementare a acestei tehnici.

Instalatii de referinta

Multe in intreaga lume.

Bibliogarfie

[205, M.Bradbury,2000], [176,VITO,2001], [288,MCS,2002].

4.9.2 Conservarea apei si energiei in procesele de spalare si limpezire continue

Descriere

Asa cum am mentionat in paragreful anterior multe dinter procesele de finisare implica faze de spalare si limpezire. In particular in procesele de operare continue spalarea dupa vopsire, imprimare, etc., se consuma o mare cantitate de apa decat in fazele de vopsire si imprimare fara spalare.

Economisirea de apa si energie se poate realiza prin cresterea eficientei spalarii, o imbunatatire considerabila se poate obtine prin aplicarea unei tehnologii simple de gospodarire.

A). Controlul debitului de apa

In practica fabricile rar tin un control al apei folosite. Fiecare fabrica ar trebui sa aiba contor de apa ce poate fi instalat pe fiecare masina pentru a putea urmari consumurile. Reduceri semnificative de apa s-au facut in industrie dupa instalarea unor contoare ieftine de debit pe masinile de spalat [167,Comm.,2000]. O procedura sistematica poate fi aplicata in scopul definirii fluxului optim necesar atingerii nivelului dorit de calitate al produsului.Valve automate de oprire a debitului de apa pot salva cantitati importante de apa si energie prin inchiderea debitului de apa in cazul opririlor ce apar. Cu un control manual debitul de apa nu poate fi oprit decat dupa 30 de minute de la orirea functionarii masinii [146, Energy Efficiency Office UK,1997].

381

B) Cresterea eficientei spalarii

Multi factori influenteaza eficienta spalarii (temperatura, timpul, schimbul intre substrat si solutie, etc). Tehnicile aplicate in masinile moderne depind in mare masura de tipul produsului ce trebuie spalat, ex. produse usoare su grale, etc. Doua principii de baza sunt aplicate in masinile moderne de spalat : spalari in contracurent si reducerea transferurilor.

In principiul de contracurent, ultima apa contaminata de la spalarea finala este refolosita pentru urmatoarea ultima spalare si tot asa pana cand apa ajunge la primul stadiu de spalare, dupa care este evacuata. Aceasta tehnica este relativ deschisa si nu este scumpa putand fi aplicata pentru spalarea dupa curatare, decolorare, vopsire sau imprimare [11,US EPA,1995].

Reducerea resturilor este un alt factor important. Apa (continut contaminat) care nu este indepartata ca reziduu in urmatoarea faza, contribuie la o spalare ineficienta. Extractia proprie intre faze este esentiala. In operatiile de spalre continua, rolele de stoarcere sau extractorul vdat (mult mai eficient) sunt folosite pentru reducera resturilor si reziduurilor [11, US EPA,1995].

Boxele de spalare cu sisteme de vidare incluse sunt achizitionabile la fel ca si spalatoarele dupa imprimre care combina pulverizarea succesiva si fantele de vidare fara sa fie necesara o baie prin care sa treaca produsele. [11, US EPA,1995].

C). Introducerea echipamentului de recuperare de caldura

Instalarea echipamentului de recuperare a caldurii in spalrea continua este o metoda simpla si eficienta, care elimina necesitatea rezervoarelor. Efluentul acestor masini poate fi contaminat cu materiale fibroase, deci este important sa se instaleze un schimbator de caldura capabil sa manipuleze aceasta incarcatura [146, Energy Efficiency Office UK,1997].

Principalele beneficii asupra mediului

Toate masurile descrise pana acum contribuie la o reducere a consumurilor de apa si energie. Aceste noi masini permit exploatarea in totalitate la cel mai inalt nivel astfel incat implementarea tehnologiilor cu masuri scazute este fundamentala.

Date operationale

Tabelul de mai jos arata nivelul de apa consumata pentru spalarea produselor tesute din bumbac si vascoza si amestecurile lor cu fibre sintetice. Este important de semnalat ca performantele atinse sunt influentate de gradul de implementare al tehnicilor complementare. Nivele scazute ale consumului de apa pot fi atinse prin combinatii sinergetice ale diferitelor masuri, de la prepararea produsului in lant (tehnici de adaos scazut pentru agentii de marime, selectarea vopselelor cu proprietati bune de spalare, etc).

Consumul de apa (l/kg)TOTAL Din care APA FIERBINTE

Proces de pretratamentSpalare pentru descleiere 3-4 3-4Spalare dupa curatare 4-5 4-5Spalare dupa decolorare 4-5 4-5Spalare dupa decolorare la rece

4-6 4-6

Spalare dupa mercerizare- Spalare pentru indepartarea NaOH- Neutralizare fara uscare- Neutralizare si uscare

4-5 (fierbinte)1-2 (rece)1-2 (caldut)

4-5n/a<1

382

Spalare dupa vopsire Vopsire reactiva 10-15 4-8Rezervor de vopsire 8-12 3-7Vopsire sulfurica 18-20 8-10Vopsire cu naftol 12-16 4-8Spalarea dupa imprimare Vopsire reactiva 15-20 12-16Rezervor de vopsire 12-16 4-8Vopsire cu naftol 14-18 6-10Vopsire dispersata 12-16 4-8Sursa: [179, UBA,2001]

Tabelul 4.38: Niveluri atinse in consumul de pa in spalarea continua in timpul finisarii produselor tesute cu largime deschisa din bumbac si vascoza si a amestecurilor lor cu fibre sintetice

Efecte secundare

Tehnicile de mare intensitate si eficienta cu consum scazut de apa cer conditii de spalare mecanica intensive cum ar fi pulverizarea si stoarcerea care implica consumuri de energie. Compensarea acestor pierderi se poate realiza prin implementarea unor recuperatoare de energie ca paret a masurilor descrise mai sus. [179,UBA,2001].

Utilizare

Realizarea performantelor tipice ale masinilor de spalat cu eficienta ridicata cere investitii in echipament nou. Aplicarea tehnologiei cu mecanisme de control al debitului, valve autaomate, etc., poate realiza reduceri in consumul de pa si energie.

Factori economici

Informatii detailate nu sunt date. Pentru a indica marimea capacitatii IPPC continue de preparare a liniei pentru produsele de bumbac, cu un consum minim de apa (9 l/kg in total, incluzand indpartarea mirosurilor si filtrarea scamelor) prin diferite tehnici combinate cu masuri optime costurile se ridoca la aprox. 2.5 milioane de EURO. [247,Comm.,2001].

Factori de implementare

Principalul factor de implementare al tehnicii descrise il constituie cresterea costurilor apei furnizate si de tratare a apei reziduale, si dorinta de a creste productivitatea (in cazul unui mecanism de spalare cu o inalta eficienta)

Instalatii de referinta

Multe instalatii.

Bibliografie

[167,Comm.,2000], [179,UBA,2001], [11,US EPA,1995], [146, Energy Efficiency Office UK, 1997].

4.9.3 Folosirea instalatiilor cu ochiuri complet inchise pentru spalarea produselor (curatarea) cu solvent organic

Descriere

Operarea cu instalatii continue de curatare cu solvent pentru produsele larg deschise sunt cunoscute inca din 1960. Acestea au fost folosite in industria de finisare a textilelor in diferite sectoare de productie de peste 30 de ani datorita

383

avantajelor solventilor organici asupra apei in rezolvarea problemelor tehnice si calitative referitor la curatarea produselor.

Caldura specifica a PER (cel mai folosit solvent) este de aprox. 1/5 din cea aapei si caldura latenta de evaporare este de peste 10 ori mai mica, rezulta o reducere de 90% a caldurii necesare evaporarii in conditiile folosirii PER. Aceasta inseamna un mod mult mai rapid si mai ieftin de evaporare cu importante economii de timp si energie in timpul vopsirii.

Tensiunea scazuta de suprafata a PER implica o impregnare rapida si adinca in fibre, ducand la tratamente de curatare sau finisrae mai complete si mai uniforme.

Aplicarea PER cere grija mare si tehnici sofisticate de reducerea si minimizarea potentialului daunator pentru mediu si oameni.

Urmatoarele dau un inteles caracteristicilor noilor generatii de tehnologii avansate de tratament cu solvent comparativ cu cele traditionale.

In termeni generali componentele unei instalatii tipice din anii 1970 care este reprezentata schematic in diagrama de mai jos (vezi figura 4.32) sunt:S - unitatea de curatareD – unitatea de uscareC – sectiunea de racire

Echipamentul de recuperarea solventului:LR – recuperarea de solutie/ mecanism de namol (1 distilare, 2 condensare, 3 separare de apa, 4 rezervor de solvent)GR – recuperator de gaze (5 filtru de carbune cu ochiuri deschise)

Figura 4.32: Desfasurator general al instalatiei conventionale de curare cu solvent [197,Comm.,2001].

Componentele unei instalatii moderne, sunt reprezentate in figura de mai jos, acestea sunt:S - unitatea de curatareD – unitatea de uscareC – sectiunea de racire

Echipamentul de recuperarea solventului:LR – recuperarea de solutie/ mecanism de namol (1 distilare principala, 2 distilarea namolului, 3 condensare, 4 separator de apa, 5 rezervor de solvent)GR – recuperator de gaze (6 filtru de carbune cu ochiuri deschise)W – tratamentul apei:WD – decantareWS – evacuarea aerului

384

WA – adsorbtie de carbune

Figura 4.33: Schema generala a unei instalatii moderne de curatare cu solvent [197;Comm.,2001].

Urmatoarele surse de emisii si poluare au fost imbunatatite prin echipamentul de noua generatie

Emisiile de aer (Atmosfera)

ProblemaFiltrele de carbon cu ochiuri deschise folosite pentru purificarea fluxului de aer evacueaza in atmosfera intre 500 si 1000 g/ora PER. depinzand de marimea echipamentului (la o concentratie a solventului de 500 – 600mg/m3).

SolutiaNoile instalatii sunt echipate cu filtre active cu ochiuri inchise. Astfel conducta de evacuare este eliminata si aerul purificat este reciclat pentru deodorizrea produsului / sectiunea de racire a masinii: aceasta evita orice flux de aer exhaustat in atmosfera.

Mai mult cu aceste filtre inchise a fost posibila o etanseizare mai eficienta a sistemului de orificii ale masinii cu consecinte si asupra locului de amplasare a masinii.

Emisiile de apa

ProblemaAsa numita separare a apei produsa prin sistemul de recuperarea solventului cu un flux de aprox. 0.5 m3/ora si un continut de PER intre 150 si 250 mg/m3, ridica emisia de PER la 75 – 125 g/ora. Acest efluent este drenat in canalul colector (in cel mai rau caz) sau trimis la uzina de tratare a apei din fabrica. Acest solvent nu este biodegradabil acumulandu-se in apa.

SolutiaO piesa a echipamentului specifica este acum valabila pentru pretratament, extractie si recuperare celei mai mari parti din apa in care s-a dizolvat PER, implicand doua faze ale procesului:

1. evacuarea fluxului de aer2. adsorbtia incarcaturii active de carbon, periodic schimbata si reincarcabila

Aceste filtre inchise purifica fluxul de aer inca din prima faza si recupereaza sovnetul extras.

385

Sistemul este capabil sa asigure un continut de PER rezidual in apa de drenaj nu mai mare de 1 mg/l (emisia in apa <0.5 g/ora PER).

Printr-un debit de aer este scazut (<0.5 m3/ora) procesul avansat de oxidare este potrivit pentru tratarea fluxului de apa scazut pe loc [281,Belgium,2002].

Pe langa contactul apa –drenaj mentionat mai sus, o instalatie cu solvent, noua sau veche nu genereaza alti efluenti.

Pierderi

ProblemaContinutul mare de apa si peste 5% concentratie reziduala de PER in namol face aceasta pierdere dificil de controlat la nivelul intregii fabrici. Acesta poate crea probleme solului si panzei freatice. Implementarea Directivelor 99/31/Ec asupra pierderilor vor reglementa evacuaril in natura a acestui material.

SolutiaO completa reproiectare a grupurilor principale de distilare (de tipul circulatiei fortate) si reproiectarea distilatoarelor de namol (pe tipul evaporarii in strat subtire) au redus drastic reziduurile de solvent in namol sub 10000 mg/kg (1%) producand o pierdere uscata. Se reduc astfel problemele de colectare si costurile.

Mediul de lucru

ProblemaSolventul ramas in fibre este estimat la 0.1 – 1.0%. Emisiile solventului in mediu de lucru sunt greu de controlat. Aceasta influenteaza si calitatea aerului de uscare si conductele de exhaustare ale masinii de incalzit.

SolutiaSistemele de etansare ale masiniiau fost reproiectate imbunatatindu-se eficienta de evaporare a solventului. Rezulta o protectie mai buna a mediului si un climat sanatos pentru muncitori. Valoarea tipica a TLV-TWA din jurul instalatiei nu depaseste 50 mg/m3.

Consumul total de solvent in tratamentul cu solvent a fost redus de la 3 – 5% in masinile tipice la 0.8 – 1.5%. Aceasta tehnica se va imbunatati pe viitor.

Principalele beneficii asupra mediului

Principalele beneficii ale curatarii cu solventi organici sunt: Reducerea consumului de apa si energie, datorita proceselor de uscare-uscare

si cerintelor de incalzire pentru evaporarea solventului comparativ cu apa Reducerea folosirii auxiliarelor (detergenti, emulsificatori). O cantitate mare

de auxiliare este necesara pentru prepararea agentilor greu de indepartat ca uleiuri de silicon prezente pe fibrele cu elastan iar indepartarea lor completa prin spalarea in apa nu este posibila. Agentii de preparare ramasi sunt evacuati in aerul exaustat din agregatele de uscare si latire a materialelor textile in tratamentele termale subsecvente

Reducerea incarcaturii organice trimise la instalatia de tratare a apelor reziduale(impuritatile sunt concentrate sub forma de namol)

Efecte secundare

Solventii organici halogenati nu sunt biodegradabili.pierderile prin imprastiere,unitati de filtrare, produs etc, pot creste difuzia emisiilor poluand solul si panza freatica.In UK autoritatile au oprit contaminarile acvatice compensand in acest fel plangerile uzinelor de tratare a apelor.

386

Materialele textile tratate cu percloroetilena au potentialul de eliberare in ultimul tratament termal. In agregatele de uscat si latit se pot forma dioxini si furansi. In Germania interzice tratarea substratelor textile care au fost curatate cu PER in agregatele de uscare si latire sau in instalatii asemanatoare. Emisiiile ridicate de PER in gazul de evacuare (0,1- 0,8 g PER /kg de substrat textil si emisii in masa de flux peste 0,3 kg PER/ora) au fost observate in cateva instalatii creand dificultati in mentinerea limitelor emisiilor[280, Germany, 2002]

Problemele retentiei solventului in fibre sunt studiate si experimentate pentru reducerea continutului de solvent in tratamentul final al produsului in conditii de caldura si umeziala. Se pare ca nivelul de atenuare a solventului in produs poate creste peste 90%.

Utilizare

Tratamentele cu solventi ale textilelor include toate aceste aplicatii in care solventul (PER) este capabil sa curete mai bine decat apa.Tratamentul produselor in pregatirea pentru vopsire sau imprimare este cea mai uzuala tehnica ce furnizeaza substante hidrofilice (solubile in apa).

Solventii se utilizeaza pentru produse tricotate. In cazul particular al tricoturilor elastice( fibre cu amestecuri de elastan) este indicat un pretratament cu solvent deoarece acesta poate indeparta eficient uleiurile de silicon continut in fibrele elastomerice, ce le cofera proprietati optime de strangere. Datorita acestor caracteristici curatarea cu solvent este deseori extinsa asupra bumbacului si amestecurilor cu elastan.

Productia recenta de lana elastica (amestecuri elastan/lana si lana poliester) cer un tratament cu solvent dupa racire pentru cresterea intensitatii culorii.In cazul produselor de lana curatarea cu solvent poate fi combinata cu carbonizarea apoasa intr-o singura linie de procesare(vezi sectiunea 2.6.2.1)

Factori economici

Urmatoarele tabele evalueaza aspectele economice ale sistemului cu solvent comparativ cu sistemul apos in paralela cu aceeasi calitate a produsului si aceeasi rata a productiei.

Doua produse cu aceiasi compozitie a fibrei dar cu constructie diferita (una tricotata si una tesuta) au fost selectate cu greutati medii usoare (240g/m) in doua sisteme ce produc in jur de 0,8t/ora fiecare la aceiasi viteza de 55m/min.

Masinile in cele doua sisteme au o capacitate nominala de productie mai mare de 1 t /ora, comparatia fiind facuta la 80% eficienta.

Ambele sisteme au o instalatie de spalare si una de incalzire: Procesul apos foloseste incalzitorul pentru uscare Procesul cu solvent are unitate de uscare inclusa folosind incalzirea numai

pentru acest scop.

Consumul a fost luat din caracteristicile furnizate de catre doi producatori renumiti de masini (Sperotto Rimar Spa pentru instalatiile cu solventi si Santex AG pentru spalatoare si agregate de uscat si latit materiale textile).

Consum/ora Sistem apos Sistem cu solventUtilitati U.M. Spalat

orAgregat de

uscat si latit

Total Spalare cu

solvent

Agregat de uscat si

latit

Total

Munca Ore 1 1 2 1 1 2Electricitate KW/

ora94 158 252 81 158 239

387

Energie termica

MJ/ora

2160 6669 8860 2282 4867 7149

Abur Kg/ora

950 2940 3890 1000 2130 3130

Apa furnizata m3/ora

8 8 23 (*) 23 (*)

Apa reziduala m3/ora

8 8

Detergent Kg/ora

16 16

PER Kg/ora

8 8

Namol Kg/ora

16 16

Sursa: [197,Comm.,2001](*) apa racita, complet recuperabila 40 – 450C

Tabelul 4.39: Consumuri : sistem apos si sistem cu solvent

Costuri de functionare/ora

Sistem apos Sistem cu solvent

Utilitati EURO/unitate

Spalator

Agregat de uscat si latit

Total Spalare cu

solvent

Agregat de uscat si

latit

Total

Munca 16/ora 16 16 32 16 16 32Electricitate

0.10/kWh 9.40 15.80 25.20

8.10 15.80 23.90

Abur 0.03/kg 28.5 88.20 116.70

30 63.90 93.90

Apa furnizata

0.30/m3 2.40 2.40 6.90 6.90

Apa reziduala

0.78/m3 6.24 6.24

Detergent

1.55/kg 24.80 24.80

PER 0.4/kg 3.20 3.20Namol 0.78/kg 12.48 12.48Total EURO/ora 87.34 120 207.

3476.68 95.70 172.3

8Sursa: [197,Comm.,2001]

Tabelul 4.40: Reprezentare orara a sistemului apos si celui cu solvent.

Consumul de energie termica a fost calculat din capacitatea de incalzire si exprimat ca si consum de vapori pentru o determinare mai usoara a costurilor.

Consumul de detergent pentru sistemul apos si consumul de PER pentru sistemul cu solvent sunt clasificate ca si consumuri de chimicale.

Purificarea apei in sistemul apos corespunde in linii mari cu depunerea namolului in sistemul cu solventi.

Furnizarea de apa in sistemul cu solvent este folosita in scopuri de racire si poate fi recuperata in intregime fiind nepoluanta, refolosindu-se in sectia de vopsire sau chiar reciclata in instalatia cu solvent dupa o racire potrivita.

388

Costurile unitare se bazeaza pe preturile recente din Italia, altfel acestea pot varia in timp sau in functie de tipul de textile. Costurile locale pot fi usor substituite.

Costurile de depunere a namolurilor sunt compensate prin economii ca: Energie de incalzire (vapori) Apa totala (furnizare+purificare) Chimicale 9detergent v/s PER)

Per total in sistemul cu solvent se poate asigura o economie de 17% = 35 EURO/ora de lucru.

Costurile ridicate ale investitiei sunt uneori descurajante dar au timp scurt de recuperare a investitiei (nu mai mult de 2-3 ani) pentru o instalatie medie sau mare in fabricile cu o productie anuala de cel putin 3000 tone de produs [197,Comm.,2001].

Instalatii de referinta

Sunt cel putin 200 de instalatii in intreaga lume [197,Comm.,2001].

Factori de implementare

Reducerea emisiilor in aer pare a fi in acest moment principalul factor de implementare, al doilea l-ar constitui cererile pe piata pentru noile produse textile in dezvoltare, si costuri de fabricare scazute.

Bibliografie

[197,Comm.,2001] cu referire la: „Paolo Zanaroli, Sperotto Rimar S.p.A., Malo, Italia; Optimizarea proceselor imbracamintei din lana cu solventi: curatarea si carbonizrea in percloretilene – Conferinta de textile de la Aachen, Noiembre 1997, paginile 417-424”.

4.10 Tehnicile de diminuare a efluentilor si emisiilor finale

4.10.1 Tratamentul apei reziduale in sistemul de namol activ cu ratie scazuta de microorganisme (F/M) (low food-to micro organisms ratio)

Descriere

Tehnicile de tratament aerob biologic sunt larg utilizate in tratamentul amestecurilor apei reziduale rezultate din textile. In majoritatea cazurilor se foloseste un sistem complet mixt de namol activat. Descrierea si performantele acestei tehnici sunt tratate detaliat in BREF [196,EIPPCB,2001].

Apa reziduala de la textile este un amestec de compusi chimici diferiti care in mod brut pot fi clasificati in usor biodegradabili, greu biodegradabili (recalcitranti) si nebiodegradabili. In sistemele cu namol activat compusii usor biodegradabili sunt mineralizati, pe cand cei greu biodegradabili necesita conditii speciale cum ar fi low food-to-mass ratios (F/M) (<0.15 Kg BOD5kg MLSS . d, sau chiar <0.05 pentru mineralizare sub temperatura optima), adaptare (cand componentii sunt evacuati cu regularitate) si temperatura mai mare de 150C (care este normala in cazul apelor reziduale din textile).

F/M este cel mai relevant parametru de proiectare. Daca aceste raman sub valoarea mentionata de F/M, chimicalele greu biodegradabile ca nitrilotriacetatul (NTA) („GDCh,1984”), sulfonatul de m-nitrobenzena si aminele corespunzatoare („Kolber,1995”), alcool polivinilic (PVA) (Schonberger,1997) si fosfatii (Nowack,1998) sunt degradati si mineralizati.

389

In zilele noastre sistemul de epurare a namolului intruneste aceste conditii (vezi urmatoarele exemple), care permit o nitrificare completa. In aceste conditii atat compusii usor cat si greu biodegradabili pot fi degradati. Din contra, compusii nebiodegradabili continuti in efluent terbuie tratati sau pretratati la sursa (vezi sectiunea 4.10.7) dar aceasta se face doar in cateva fabrici. In cele mai multe cazuri suplimentar epurarii namolului se realizeaza flocularea/precipitarea, coagularea/adsorbtia/precipitarea, adsorbtia cu carbon activat si ozonizarea.

Alte tehnici combina procesul de degradare biologica cu adsorbtia fizica, coagularea si procesele avansate de oxidare. Aceste tehnici sunt descrise in sectiunea 4.10.3.

Uzina 1:

Uzina de tratare a apelor primeste apele reziduale si efluentii de la 4 fabrici de finisare textila. Apa reziduala este egalizata si amestecata cu apa reziduala primara. Apa reziduala de la textile este de aprox. 45% din incarcatura hidraulica si 60% din incarcatura COD. Dupa tratamentul primar de egalizare se face un tratament biologicincluzand nitrificarea/denitrificarea si flocularea cu FeCl3 ca pas final (FeCl3 are dezavantajul introducerii de ioni de clor suplimentar in sistem care este o sursa de coroziune). Acest sistem se poate vedea in figura 4.34 in timp ce figura 4.35 arata valoarea zilnica a concentratiei COD in efluentul final. Valorile variaza semnificativ reflectand fluctuatiile din timpul saptamanii, zilele ploioase (deoarece apa din ploi intra in acelasi canal colector) si zilele de sarbatoare (valori mici s-au inregistrat in august in timpul vacantei fabricii).

Figura 4.34: Uzina 1 – tratament combinat al apei reziduale si efluentilor proveniti din textile [179,UBA,2001].

390

Figura 4.35: Concentratia zilnica a valorii COD masurata pe efluentul final al uzinei 1 in anul 2000 [179,UBA,2001].

Uzina 2:

In aceasta instalatie mare, apa reziduala de la doua orase si cateva sate este tratata imperuna cu apa reziduala provenita de la 4 mari fabrici de finisaj textil care reprezint in jur de 40% din incarcatura hidraulica si in jur de 65% din incaractura COD. Figura 4.36 arata schema uzinei. Rezervoarele pentru tratarea primara sunt de asemenea folosite pentru egalizare acumularilor de apa reziduala. Dupa tratamentul de epurare a namolurilor nu se aplica nici un tratament aditional pentru reducerea compusilor organici sau a colorantilor. Variatia zilnica a incarcaturii COD la scurgerile uzinei se paote vedea in figura 4.37. Se poate observa un varf care rezulta din fluxul mare de apa al unei furtuni. In aceste conditii timpul de retentie este redus si schimbarile in eficienta sunt de asemene reduse. Ca in exemplul 1 in timpul vacantelor (august) incarcatura Cod este redusa semnifivcativ.

Legenda:1. Statia de pompare2. Gratar cu bare3. Lubrifiant aerat si camera de pietris4. Masurator de flux Venturi5. Tratament primar de egalizare6. Statie de pompare intermediara7. Rezervor de namol activat8. Clarificator9. Statie de pompare a namolului returnat10.Statie de pompare a namolului primar11.Statie de pompare pentru evacuarea efluentului tratat12.Ingrosator de namol13.Autoclava anaeroba14.Rezervor de gaz15.Operarea si administrarea constructiilor16.Camera masinilor17.Camera de suflare18.Camera motoarelor de gaz19.Container de namol20.Buncar pentru rezuduuri grase21.Revarsare in caz de urgenta

391

Figura 4.36: Uzina 2 – tratament combinat al efluentului textil cu apa reziduala municipala [179,UBA,2001].

Figura 4.37: Masurarea valorii incaracturilor de COD zilnice pe efluentul final al uzinei2 in 1999 [179,UBA,2001].

Uzina 3:

Acest exemplu prezinta de asemenea tartamente combinate ale apei reziduale municipale si celei provenite din fabricile de textile. Schema fabricii este aratata in figura de mai jos. Neutralizarea si egalizarea apei reziduale a unei mari companii textile este descarcata in uzina de tratament printr-un canal separat. Apa este special pretratata intr-un sistem cu incarcatura ridicata de namol activat cu F/M 1.1 kg BOD5/kg MLSS . d. In aceste conditii PVA care este prezent in concentratii mari in apa reziduala din textile nu ste degradata in intregime. Mai mult de 90% PVA transportat este prezent in al doilea stadiu de namol activat avand F/M 0.05 kg BOD5/kg MLSS . d.

Ozonarea apei reziduale din textile reduce semnificativ colorantii dar COD este redus foarte putin (<10%) din cauza dozajului scazut de ozon (50 g/m3). Biodegradabilitatea este crescuta. Tratamentul cu carbon activat suplimenteaza

392

numai acolo unde standardele sunt incalcate, dar acest lucru nu s-a intamplat in ultimii trei ani. Flocularea/filtrarea ca faza de finisare reduce COD la 10-20% si indeparteaza colorantii.

Figura 4.38: Uzina 3 – tratament combinat al apelor reziduale municipale cu cel al efluentilor din textile [179,UBA,2001].

Uzina 4

Aceasta mare uzina trateaza apa reziduala din 150 de unitati textile. Apa reziduala din textile reprezinta aprox. 55% din incarcatura hidraulica, apa reziduala municipala reprezinta aprox.23% iar restul il reprezinta apele de ploaie. Schema uzinei este prezentata mai jos.

Dupa un tratament biologic incluzand nitrificarea/denitrificarea, amestecul de apa reziduala este precipitata/floculat pentru reducerea suplimentara a COD. Efluentul este subsecvent tratat cu ozon pentru indepartarii culorilor si recalcitrantilor. Ratia F/M este mai mare de 0.15 kg BOD5/kg MLSS . d ceea ce inseamna ca o nitrificare completa nu se poate atinge si compusii greu degradabili nu pot fi indepartati.

393

Figura 4.39: Uzina 4 - tratament combinat al apelor reziduale municipale cu cel al efluentilor din textile [179,UBA,2001].

Uzina 5

In uzina 5 se trateaza apa reziduala dintr-o fabrica de textile. Compania finiseaza produse de bumbac, incluzand pretratamentul (descleierea, curatarea, decolorarea), vopsirea (fulardarea discontinua la rece si vopsirea prin epuizare), imprimarea (in principal cu pasta pigmentata de imprimare) si finisarea. Aprox. 5% din apa reziduala tratata este reciclata pentru spalre si curatare (spalarea pavimentului, curatarea echipamentului de imprimare ca pompe, tevi, etc). Timpul de retentie in sistemul de namol activat este foarte mare. Decolorizarea este atinsa printr-o separare reductiva a grupurilor azo ale vopselelor printr-o sare a fierului(II). Figura 4.4 arata schema uzinei.

Namol de floculere si excces

Namol returnat

FeCl2

Ingrosator 2 Var

var

Polielectrolit

Legenda:

Productie

Apa pluviala

Statie de pompare

Sita (200um)

Rezervor egalizare (870m3)

Namol activat6000 m3

Sedimentare (1000m3)

Aerare ad. (400 m3)

Precipitare /

Rez. de reactie (400 m3)

Decantor 1

Decantor 2

Filtru de pietris

Bazin (9000m3)

Contor

Ingrosator 1

Prepararea namolului

Dezhidratarea namolului

Container de namol si evacuare

Rezervor egalizare (870m3)

394

_____ Apa rez., filtrare, decantareTipuri diferite de namolDozare chimicale si aer

rau

Figura 4.40: Uzina 5 – tratamentul apei reziduale dintr-o fabrica de textile cu 5% apa reciclata [179,UBA,2001].

Uzina 6:

Uzina este aratata in figura 4.41, unde este tratata apa reziduala din 30 unitati de finsare textila impreuna cu apa reziduala municipala. Cantitatea de apa reziduala din textile reprezinta aprox. 30% din incarcatura hidraulica si Cod la aprox. 40%. Industria textila de finisare deverseaza apa reziduala in sistemul de canalizare dupa neutralizarea locala. Diverse companii au uzine de pretratament , in special unitatile de imprimare cu pigmenti, care trateaza apa reziduala prin curatare si echipamentul de imprimare prin floculare/precipiare. Planul uzinei este tipic cu baraj de protectie, pietris aerat si camera de gresare, claritate primara, denitrificare si nitrificare. Se face un tratament aditional cu pudra de carbon activata pentru minimizarea COD si a culori in efluentul final. Dozarea pudrei de carbon activat este de aprox. 30 g/m3 pentru completa indepartare a suspensiilor de carbon rezidual. Apa de la spalarea finala continand carbon activat este alimentata in sistemul de namol activat (aceasta are un efect puternic stabilizant). Cod rezidual este foarte scazut (sub 20 mg/l; media anuala fiind de 11 mg/l). Efluentul final este incolor.

Figura 4.41: Uzina 6 – tratarea apei reziduale dintr-o fabrica de textile [179,UBA,2001].

Nivele de emisie atinse

Tabelul de mai jos arata valorile influentilor si efluentilor si ratia F/M a celor 6 uine de tratament descrise. In unele cazuri de tratament combinat, apa reziduala provenita de la textile si cea municipala este deversata in uzina prin diferite canale de scurgere. Pentru aceste uzine valorile influentilor sunt prezentate separat. Unde

395

apa reziduala din textile si cea municipala sunt amestecate in canalele de scurgere valoarea influentilor este data sub denumirea de „influent (textile ww).

Ratia F/M de mai jos 0.15 kg BOD%/kg MLSS . d permite completarea nitrificarii (concentrate de amoniu rezidual sub 0.5 mg/l).

Uzina 4 are ratia F/M de 0.2 rezultand in concentratia mare de amoniu si o scazuta eficienta de indepartare a BOD5.

396

Tabelul 4.41: Caracteristicile parametrilor apelor reziduale pentru 6 uzine de tratare [179,UBA,2001].

Utilizare

Sistem activat de namol cu ratia F/M scazuta sunt aplicabile in toate instalatiile pentru toate tipurile de apa reziduala provenite din textile. Acestea pot fi aplicate si in tratamentul apei reziduale municipale din uzine cu procentaj scazut si mare al apei reziduale din textile ca si in cazul uzinelor industriale in care se trateaza pa reziduala a uneia sau mai multor fabrici de finisare.

Conditiile de ratie F/M scazuta in tratamentul namolului activat poate fi realizat nu numai prin crestera timpului de retentie hidraulica. Alte metode sunt aplicabile ca de exemplu:

Indepartarea alimentelor din namolul activat (ca de exemplu in tehnica descrisa in sectiunea 4.10.3)

Reducerea incaracturilor prin pretaratamentul fluxurilor concentrate selectate (vezi sectiunea 4.10.7)

Cresterea biomasei in sistemul de namol activat (reactorul cu biomembrane, bioflotare).

Efecte secundare

Tratamentul in namol activat in conditii scazute de F/M, nu este suficient pentru indepartarea fractiilor de COD reprezentate de chimicalele ce pot apare, nebiodegradabile, astfel incat un tratament aditional este necesar pentru o transformare mai buna a acestor substante.

Factori economici

Cand conditiile de ratie scazuta a F/M sunt atinse prin cresterea timpului de retentie, duce la necesitatea unui rezervor mai mare de aerare deci costuri investitionale mai mari. In linii mari, marimea sistemului de namol activat este invers proportionala cu F/M. Date precise asupra costurilor nu sunt date. Pretul pentru sistemul de aerare este in jur de 0.30EURO/m3.

Bibliografie

[179,UBA,2001].

4.10.2 Tratamentul amestecului de apa reziduala cu aprox. 60% apa reciclata

Descriere

Exemplele prezentate ilustreaza tratamentul pe loc al amestecului de ape reziduale provenite din textile cu reciclarea partiala a efluentului tratat.

Fluxul este aratat in figura 4.42.

Inaintea tratamentului, fluxul fierbinte (>400C) este supus recuperarii de caldura. Urmatoarele faze trebuie urmate apoi pentru efluentul amestecat: Egalizarea (aprox. 20 ore de egalizare) si neutralizare Epurarea prin namol activat intr-un sistem special consta din reactoare de

infasurare (continutul de substanta uscata in reactor in jur de 35 g/l) si clarificatoare (limpezitoare) (care nu sunt aratate in figura). Compusii biodegradabili sunt complet indepartati (< 5 mg/l). Eficienta biodegradabilitatii este imbunatatita si stabilizata cu pulbere de lignit (cocs) care actioneaza ca absorbant temporar pentru compusii organici si cei cu oxigen (functioneaza ca si tampon); suplimentar microorganismele din pulberea de lignit pot imbogatii sistemul.

397

Faza de adsorbtie: pulberea de lignit (cu suprafata specifica de 300 m2/g) este adaugata cu un dozaj de aprox.0.8 – 1 kg/m3 pentru indepartarea colorantilor si a altor compusi greu biodegradabili (continutul de materie uscata in reactor este de aprox. 40 g/l). Dupa sedimentare pulberea de lignit este reciclata pentru adsorbtie la fel ca si in reactoarele de infasurare a namolului activat (loop reactors)

Flocularea/precipitarea si indeparatarea namolului prin flotare: aceasta faza este necesra pentru a asigura completa indepartare a pulberii de lignit (altfel incompleta datorita particulelor foarte mici). Ca floculant se adauga sulfat de aluminiu si polielectrolit anionic (180 g/m3). Pentru evitarea incalcarii limitelor de culoare in special rosu, se disperseaza un floculant organic catiionic (formand perechi de ioni insolubili in apa cu grupurile sulfurice ale vopselelor)

Filtrarea printr-un pat fixat al filtrului de pietris pentru indepartarea suspensiilor solide si a unor compusi organici

Apoi aproape o treime din flux este deversat in riu iar celelalte doua treimi sunt intai tratate in filtre de carbon activat pentru indepartarea urmelor si altor compusi organici, iar apoi desalinizate intr-o instalatie de inversarea osmozei.

In aceasta instalatie (compusa din 10 module continand 4 module spirala fiecare) substantele de patrundere sunt amestecate cu apa proaspata si folosite la procesul de finisare, unde sarurile concentrate sunt refolosite la prepararea solutiei sarate necesare pentru vopsirea reactiva.

Figura 4.42: Tratarea locala a apei reziduale mixte cu reciclarea partiala a efluentului tratat [179,UBA,2001]

Apa reziduala tratata este stocata intr-un rezervor si tratata cu ozon (aprox. 2 g/m3) pentru prevenirea activitatii biologice. Efluentul este incolor iar incarcatura organica si neorganica foarte scazuta.

Impreuna cu excesul de namol din sistemul de namol activat, namolul din flotatie este stors de pa in ingrosator si decantat iar apoi este regenerat termic intr-un cuptor rotativ (figura 4.43). Temperatura gazului de iesire din cuptor este de aprox. 4500C. Gazele arse sunt supuse unei post combustii (la 8500C) si apoi caldura din

398

gazele de iesire este recuperata prin schimbatorul de caldura (temperatura finala la iesirea in aer este de aprox. 1200C).

Figura 4.43: tratamentul termic al namolului in exces din epurarea prin namol activat si a namolului din flotatie [179,UBA,2001].Principalele beneficii asupra mediului

Tratamnetul descris aduce semnificante reduceri de apa reziduala, cu 60% reciclare de apa reziduala. In jur de 50% sare neutra este recuperata si refolosita la vopsirea prin epuizare. Apa nereciclata este evacuata cu un continut mic de compusi organici.

Utilizare

Tehnica descrisa este aplicabila tuturor tipurilor de apa reziduala din textile. A fost testata intr-o instalatie pilot (1 m3/ora) pentru apa reziduala rezultata din procesle fabricilor de textile pentru fire, tesaturi si produse tricotate cu sau fara sectiune de imprimare [179,UBA,2001].

Efecte secundare

Tratamentul cere consumuri considerabile de energie.

Instalatii de referinta

A) Instalatie pentru tratarea si reciclarea apei reziduale la Schiesser, D-09243 Niederfrohna (in functiune din 1995) pentru un flux proiectat de 2500 m3/d apa reziduala. Aceasta companie trateaza produse tricotate si vopsele exclusiv prin vopsire reactiva. Fluxul de apa reziduala in acest moment este de 1300 m3/d. Exista doua linii de epurare prin namol activat si adsorbtie, o linie este in functiune iar celalta este in asteptare in cazul in care creste fluxul.

B) O a doua operatie este in functiune din 1999 la Palla Creativ Textiltechnik GmbH, D-09356 St.Egidien care este proiectata pentru un flux de 3000 m3/d si 60% rata de reciclare. Aceasta companie finiseaza in principal produse din tesatura de lana.

Date operationale

Performantele instalatiei Schiesser sunt prezentate in urmatoarele tabele.

Valorile foarte scazute pentru COD, BOD5, TOC, detergenti, culori si metale grele in efluentul tratat indica ca nu sunt limitari pentru reciclare. Asa cum s-a vazut mai devreme, tatamentul aditionala (schimbul de ioni si reversul osmozei) eeste necesar pentru indepartarea sarurilor si ionilor duri (in special calciu extras din bumbac).

399

Tabelul 4.42: Caracteristicile tipice ale diferitelor fluxuri de apa la instalatia de tratament Schiesser, D-Niederfrohna [179,UBA,2001].

In ceea ce priveste regenerarea lignitului in namol, se ating urmatoarele valori ale emisiilor:

Tabelul 4.43: Valori ale emisiilor : gazului de iesire din instalatia de regebnerare [179, UBA,2001].

Compozitia proaspata si regenreata a lignitului este prezentata in tabelul urmator. Continutul de carbon al cocsului regenerat este usor mai mare dar continutul de cenusa este cu 30% mai scazut. Deci reciclarea este posibila fara limitari. Marimea distributiei particulelor de cocs regenerat este foarte asemanatoare cu a celui proaspat.

400

Tabelul 4.44: Analiza elementara a cocsului lignit in forma proaspata si regenerata [179,UBA,2001].

Cenusa indepartata din gazele arse dupa recuperarea caldurii este dispersata intamplator. Cantitatea specifica tartata in efluent este de 5 h/m3.

Echipamentul a fost facut din otel inoxidabil, au fost probleme de coroziune la instalatia Schiesser, dar ei au rezolvat aceste probleme prin inlocuirea conductelor de alimentare cu tevi de plastic si invelirea reactoarelor cu poliuretan.

Inca din 1998 instalatiile de reversie a osmozei au fost scoase din uz din cauza costurilor mari de functionare si datorita faptului ca fabrica nu necesita o rata de 60% de reciclare deoarece fulxul actual este pe departe mai scazut decat cel proiectat. O rata de reciclare de 25% este suficienta pentru moment.

Date despre instalatia de la Palla nu sunt specificate.

Factori economici

Costurile de investitie pentru astfel de instalatii sunt foarte ridicate. Pentru Schiesser au fost de 10.1 milioane de EURO, din care 2.0 milioane pentru constructie, 7.4 milioane pentru echipament tehnic si 0.7 milioane pentru planificari si investigatii stiintifice, etc. Instalatia a fost subventionata in amre paret de guvern (80%). Urmatorul tabel arata costurile pe an si costurile sopecifice de flux, ignorind subventiile, luind in considerare totalul pe costurile de capital.

Factor de cost Cost pe an (EURO/an) Costuri specifice de flux (EURO/m3)Cost de capital (10 o depreciere a ratei dobanzii de 6.88%)

876260 1.46

Costuri de personal 78000 0.13Costuri de intretinere 63000 0.105Costuri de functionare

- lignit - acid acetic- polielectrolit- sulfat de aluminiu- floculant organic cationic- agent de umezire- agent de curatare pentru membrane

(acidic)- agent de curatare pentru membrane

(alcalin)- electricitate (1.51 kWh/m3)- gaz natural pentru regenerarea cocsului- eliminarea cenusii din fluxul de gaz

purificat

60000900060003000015000150003000300063000570001650

0.10.0150.010.050.0250.0250.0050.0050.1050.0950.0019

Taxe pentru deversarea apei reziduale 18000 0.03Total 1297910 2.16Recuperarea investitiei pentru recuperatorul de caldura

538200 0.9

Costuri Totale 759710 1.27

Tabelul 4.45: Costurile de capital si de functionare la Schiesser, costurile s-au calculat la un flux proiectat de 2500 m3/d si 600000 m3/an

Costurile totale de flux specific au fost comparate cu costurile alternative ale deversarii apei reziduale in uzina de tratare a apelor municipale.

401

In timp ce companiei ii este permis sa foloseasca numai 1000 m3/d apa din panza freatica, 1700 m3/d au fost preluati din reteaua de apa publica pentru acoperirea consumului proiectat (2700 m3/d). Fabrica plateste 2.90 EURO/m3 , se pot economisi 1.63 EURO/m3 ceea ce inseamna un milion de Euro pe an.

Date pentru instalatia de la Pall nu sunt.

Factori de implementare

Aprovizionarea din panza freatica este limitata. Acesta a fost un motiv imporatnt pentru reciclarea apei. Costurile foarte mari de investitie pot fi acceptate datorita subventiilor.

Bibliografie

[179,UBA,2001].

4.10.3 Tratament biologic combinat fizic si chimic pentru efluentii amestecati ai apelor reziduale

Descriere

Sistemul de epurare prin namol activat in conditii de ratie scazuta de F/M (sectiunea 4.10.1) permite degradarea substantelor greu si usor biodegradabile. Aceasta tehnica nu este suficienta pentru degradarea sau eliminarea compusilor nebiodegradabili. Eflluentii ce contin substante nebiodegradabile vor suferi tratamente aditionale pentru indepartarea sau distrugerea acestor substante. Astfel de tratamente este de preferat sa se realizeze inaintea tratamentului biologic final (vezi sectiunea 4.10.7) dar in practica aceasta se face doar in cateva fabrici.

In cele mai multe cazuri tratamnete secventiale se realizeaza dupa activarea namolului ca floculari/precipitari, coagulari/adsorptii/precipitari, ozonari. Cand ozonarea se aplica la sfarsitul tratamentului, avand in principal efect de degradare a chimicalelor in degradarea intermediara prin produs, in timp ce alte tratamente transfera namolului substante care scapa bioeliminarii.

O alta cale de imbunatatirea performantelor epurarii prin namol activat sunt reprezentate de tratamentul prin intermediul pulberii de carbon activat. Aceasta consta in combinarea diferitelor tehnologii (biologice, chimice si fizice), ce permit biodegradari simultane cu adsorbtia si coagularea. Procesul a fost introdus devreme si industrializat sub denumirea comerciala de PACT si sisteme PACT (R).

In sistemul PACt pulberea activata de carbon si bacteriile sunt mentinute intr-un proces de tartament anaerobic/anoxic pentru activitatea simbiotica [292,US Filter-Zimpro,2002].

In sistemul PACT (R) namolul in exces (un amestec de pulbere de carbon uzata si biomasa) pentru aeratorul anaerobic este regenerat ceea ce inseamna un tratament

402

hidrotermic (oxidare umeda). Aceasta este o faza de reactie lichida in apa folosind oxigen dizolvat (sau aer) pentru oxidarea suspensiilor solubile si oxidabile de contaminare. Cand se foloseste aerul ca sursa de oxigen in proces procedeul se cheama Oxidarea umeda a aerului. Reactia de oxidare este realizata la temperatura moderata de 150 – 3150C la o presiune intre 10 si 207 bari. Procesul distruge moleculele mari in apa reziduala, convertindu-le predominant la dioxid de carbon, apa si lanturi scurte de acizi organici, care sunt inalt biodegradabili si se pretaeaza tratamentelor biologice. Acest proces de regenerare asigura o refolosire continua a carbonului activat si asigura un inalt nivel de tratare a apelor reziduale.

Prima aplicare a sistemului PACT (R) in industria textila Europeana apare in 1975 (Desso in Belgia). Procesul a fost apoi imbunatatit prin integrarea lui in tratamentul simulttan de coagulare (sistemul este denumit PACT+, un termen pentru indicarea primei imbunatatiri).

O a doua imbunatatire (PACT++) se poate realiza prin schimbarea si extinderea procesului conventional de namol activat cu o nitrificare/denitrificare urmata de filtrarea efluentului pentru retinerea suspensiilor solide.

O alta tehnica PACT3+, este o combinatie a diferitelor tehnici valabilecare intrunesc performante imbunatatite, flexibilitatea si economia sistemelor PACT (R).

In sistemul PACT3+, carbonul activat este adaugat in aeratorul anaerobic impreuna cu fierul care este folosit ca coagulant pentru precipitarea fosfatului si cresterea legaturilor de vopsea in namol. Reactivarea namolului uzat continand pulbere de carbon si fier este realizata la temperaturi joase (sun 1300C) daac se utilizeaza proxid de hidrogen (procesul se numeste peroxidare catalitica umeda cu carbon activat). Substantele concentrate sau adsorbbite sunt distruse printr-o oxidare avansata folosind peroxidul de hidrogen creand conditii pentru reactii Fenton (H2O2, Fe2+ la pH 3). Principiul acestui proces este descris in sectiunea 4.10.7. Atat carbonul reactivat cat si fierul sunt reciclate inapoi in sistemul anaerobic.

In acest proces sporite nu este necesra adaugarea oxigenului (oxigen pur sau aer) deoarece este deja disponibil in biomasa.

Principalele beneficii asupra mediului

Tehnicile de pretratament descrise cresc preformantele epurarii prin namol activat.

Principalele avantaje aplicate dupa sistemul biologic sunt: Producerea in exces a namolului este redusa Substantele cu potential hazardos (nebiodegradabile, acumulabile, toxice) sunt

preferential indepartate sau distruse Sistemul activat de namol este mai bine protejat impotriva socurilor incarcaturii

si materialul adsorbit este degradat, riscul de dezlocuire a vopselelor si altor substante adsorbite este mult mai scazut decat ar fi cu post absorbtie (carbon activat granular)

Solidele produse in exces sunt dense si retin substantele ramase care pot fi astfel trimise usor la dezhidratare (anaerobic) si incinreare

Solidele produse in exces sunt dense si retin substantele ramas care pot fi astfel trimise usor la dezhidratare (anaerobic) si incinreare

Mineralizarea poluantilor organici este imbunatatita Energia folosita in aeratie este mica

Date opreationale

Cu tratamentele PACT ® si PACT3+, o buna filtrare este importanta pentru o eficienta separare a namolului din efluentul tratat.

403

Utilizare

Tehnica este aplicabila atat pe instalatiile existente cat si pe cele noi unde se pot face tratamente biologice si unde solidele sunt complet retinute in sistemul de decantare. Un microfiltru se va adauga cand exista riscul ca solidele sa poata scapa cu efluentul.

Adaugarea de adsorbent (carbon activat) si coagulant poate fi facuta la orice punct unde utilizarea este efectiva (cost, performante) si nu este necesar sa fie adaugate in aeratorul anaerobic, deoarece fluxul de contracurent din coagulare, adsorbtie si filtrare are efect de returnare in sistemul biologic al adsorbentului si coagulantului continand substante indepartate din apa.

Reactivarea folosind peroxid de hidrogen permite refolosirea carbonului si fierului. Tehnica este mult mai interesanta in pretratarea concentratelor fierbinti (pe undeva comparabila cu tehnica descrisa in sectiunea 4.10.7 dar mai simpla deoarece nu este necesara injectarea oxigenului) si pentru reactivarea namolului din procesele biologice, fizice si de coagulare.

Factori economici

Sunt necesare urmatoarele echipamente aditionale: Sistem de dozare pentru pulberea de carbon si sulfatul de fier Sistem de dozare pentru peroxid Microfiltrare Reactor pentru reactivarea fluxurilor concentrate

Tipuri speciale de carbon activat sunt cunoscute pentru performantele foarte bune. Costurile depind de dozaj (mai putin de 100 g/m3 de efluent amestecat este necesar cand se realizeaza reactivarea carbonului activat).

Peroxidul de hidrogen este consumat in cantitati stoechiometrice pentru transformarea substantelor concentrate in substante bioeliminabile (in conditiile unui pH si a unei temperaturi optime).

Fierul este adaugat ca sulfat de fier. Este intodus ca si coagulant dar poate servi ca si catalizator, nutrient si precipitat pentru sulfati si fosfati.

Factori de implementare

Recomandarile PARCOM 94/5, dupa o critica revizuire a proceselor PACT, sustin implementarea conceptelor PACT3+ ca una dintre cele mai promitatoare tehnologii (bazata pe procese avansate de oxidare, tehnologii pentru anii 90)

Instalatii de referinta

Procese diverse PACT pentru tratarea vopselelor continute in efluenti sunt regasite in intreaga lume.

404

Sistemul PACT ® este in functiune inca din 1980 pentru efluentii textili in orasul Vernon.

Sistemul PACT+ a fost implementat de Desso, care evaluat si sitemul PACT++.

Sistemul PACT3+ este conceput sa combine tehnicile existente aplicate.

Bibliografie

[314,L.Bettens,2002], [292, US Filter-Zimpro,2002]

4.10.4 Reciclarea apei reziduale provenite din textile prin tratamentul fluxurilor selectate cu membrane tehnice

Descriere

Membranele tehnice sunt aplicate in diferite cai pentru tratamentul fluxurilor segregate ce permit imbunatatirea apei si refolosirea aproape integrala in proces. Sunt studiate doua cazuri in care membranele tehnice sunt aplicate efluentilor din operatiile de vopsire. Dintre acestea doua cazuri este exemplificat doar unul. Membranele se pot aplica si altori tipuri de efluenti cum ar fi de exemplu efluentii de la descleiere (vezi sectiunea 4.5.1), incluzand ceea ce rezulta din tratarea produselor descleiate enzimatic cu scrobeli si amidon modifcat. [192, Danish EPA,2001].

Instalatia A) [179,UBA,2001]

Fabica trateaza produse de tesatura in principal din bumbac. Secventa procesului include pretratament, Vopsire (fulardare discontinua la rece), imprimare cu pigmenti si finisare (aplicarea amelioratorilor sau rasinilor fluorocarbon). Operatia de limpezire nfluenteaza cel mai mult producerea apei reziduale.

Urmatoarea figura arata fluxul tratamentului aplicat la segregarea curentului de apa. Membranele tehnice aplicate includ ultrafiltrarea, nanofiltrarea si osmoza reversibila.

405

Figura 4.44: Tratamentul fluxului segregat de apa reziduala selectat folosind o serie de membrane tehnice (ultrafiltrarea, nanofiltrarea si osmoza reversibila) – prescurtarile sunt exprimate in Dalton (D) [179, UBA,2001].

Nu toata apa reziduala este reciclata. Apa reziduala din pretratament (curatare si decolorare) si finisare (solutii reziduale de la fulardare) nu sunt tratate in instalatia de membrane ci este evacuata dupa neutralizare in uzina de tratare a apei reziduale municipale.

Un singur proces al fluxurilor a fost analizat cu atentie si separat in conformitate cu tratamentul potrivit cu membrane. De exemplu fluxul ce contine paste pigmentate nu poate fi tratat cu membrane datorita lipiturilor care duc la depuneri de cruste pe echipament. Astfel devin necesare unele modificari de proces cum ar fi folosirea apei de sticla in procesul de vopsire prin fulardare discontinua la rece terbuie oprita datorita silicatilor care blocheaza membranele.

Prima faza o reprezinta ultarfiltrarea intr-un modul tubular ceramic, care este necesar pentru indepartarea tuturor particuleor reziduale si polimerilor.

In jur de 90% din alimentare se poate recicla. Refolosirea apei tratate a fost atent evaluata. Apa proaspata si nu cea reciclata este folosita in prepararea solutiilor de decolorare, vopsire si finisare.

406

Instalatia B) [192, Danish EPA,2001]

Al doilea exemplu este al unei compani de finisare a produselor din bumbac. Masurile includ:

Imbunatatirea si refolosirea baii de vopsea si a primei ape de limpezire dupa vopsirea reactiva prin tratarea apei intens colorate si sarate cu carbon activat; carbonul retine vopselele si alte chimicale organice si elibereaza apa limpede fierbinte cu cloruri de sodiu si hidroxizi de sodiu pentru refolosire

Imbunatatirea si refolosirea apei de limpezire dupa vopsire prin filtrare cu membrane (cu nanofiltrare sau reversia osmozei)

Principalele beneficii asupra mediului

O reducere a consumului de apa si apa reziduala evacuata in jur de 60% este semnalata in instalatia A [179, UBA, 2001].Incaractura de COD in efluentul evacuat in uzina de tratament municipala este redusa la 50%. Reduceri similare ale consumului de apa si evacuarii chimicalelor (in special a sarii) sunt raportate si de cea de-a doua instalatie [192, Danish EPA, 2001].

Date operationale

Instalatia este in functiune de la sfarsitul anului 1995, s-a confruntat cu multe probleme in special indepartarea fibrelor si particulelor (praf din arsuri) prin identificarea chimicalelor care au cauzat probleme membranelor. Faza de ultrafiltrare a trebuit schimbata din module spirale in module tubulare ceramice care sunt mult mai putin sensibile la depuneri.

Date de referinta pentru infiltrarea fluxurilor sunt: Ultrafiltrarea (UF): 85 –130 l/m2 x ora Nanofiltrarea (NF): 12 –17 l/m2 x ora Reversia osmozei (RO): 11 –17 l/m2 x ora

Instalatia trateaza in jur de 900 m3/apa reziduala pe saptamana (in jur de 70% din fluxul de apa reziduala) si recupereaza in jur de 800 m3/saptamana apa reziduala care poate fi folosita pentru toate operatiile de spalare si limpezire.

Instalatia functioneaza pe loturi discontinue, concentratul fiind fizicochimic este tratat intr-o instalatie externa. Pentru optimizari suplimentare instalatia trateaza concentratele prin evaporare (pentru atingerea a 15% din continutul de apa) si apoi acestea sunt trimise la incinerare.

Experientele instalatiei B raportate din Danemarca nu au fost testate in intregime. Dimensionarea parametrilor pentru carbonul activat la nivelul testului a avut un timp de retentie de doua ore si o capacitate de 4 kg carbon/kg vopsea. Tipul de carbon folosit a fost F 400 din Chemvirom Carbon. O instalatie la scara mare consta din doua coloane conectate in serie cu flux reversibil avand capacitate de reancarcare la atingerea punctului de patrundere a vopselei.

407

Testul vopsirii arata ca refolosirea baiilor de vopsea calde, saline si decolorate a fost posibila fara efecte adverse asupra nuantelor produsului sau intensitatii.

Dimensionarea parametrilor tratamentului cu membrane din test bazate pe elemente spirale avariate, au o medie a productiei de 25 l/m2 ora la 250 si 7 – 10 bari. Elementii selectati folositi au fost 50 mil Duratherm din OSMONICS DESAL.

Efecte secundare

Consumul de energie pare a fi semnificant. Pentru instalatia A consumul de energie in instalatia de membrane este in jur de 20 kWh/m3 apa reziduala tratata.IN timp ce tratamentul prin membrane este o tehnica de separare distributia corecta a concentratelor este de o mare importanta.

NU sunt date consumuri pentru al doilea caz studiat.

Utilizare

Tehnica este aplicabila in intreaga industrie textila, asigurarea unei segregatii adecvate apei reziduale si selectarea membranelor compatibile fluxurilor unice de apa reziduala este indeplinita. Retetele trebuie verificate in termenii compatibilitatii membranelor si trebuie schimbate daca este necesar (vezi descrierea de mai sus)

Modificarile structurale pentru conductele aditionale sunt necesare in fabricile existente pentru segregarea apei reziduale.Rezervoare aditionale (se cere spatiu) pentru stocuri interimare trebuie instalate.

Pentru refolosirea sarii (instalatia B), in timp ce sarea va fi in apa la inceput se va aplica metoda de vopsire asa numita „total epuizata”. Aceasta este in opozitie cu metoda normala unde vopseaua este distribuita inaintea sarii (vezi sectiunea 2.7.3 „vopseli reactive”).

Factori economici

Investitia pentru 10 m3/ora echipament cu membrane (instalatia A) este in jur de 1 milion de euro. Luand in considerare costurile de capital si costurile de functionare (munca, energie, chmicale pentru curatarea membranelor, intretinere si dispunere concentrata) costurile specifice sunt de 4,5 euro/m3

apa reciclata (costuri de capital 1,3 euro/m3, costuri de functionare 3,2 euro /m3) [179, UBA, 2001]

In instalatia B timpul de recuperere a investitiei este de 5 ani pentru imbunatatirea si refolosirea baii de vopsea prin tratament cu carbon activat si de 8 luni pentru tratament cu membrane si reciclarea apei de limpezire de la vopsire [192, Danish EPA, 2001]

Factori de implementare

408

Costurile mari pentru apa proaspata si pentru evacuarea apei reziduale constituie principali factori de implementare.

Instalati de referinta

Tehnologia cu membrane pentru tratarea fluxului de apa reziduala segregata se aplica in multe fabrici din Europa. Doua exemple sunt descrise mai sus sunt: Instalatia A Fa. Van Clewe GmbH & Co.KG, D-46499 Dingden (http://www.van-clewe.de) cu un flux proiectat de 10 m3/hInstalatia B:Martensens A/S – Hyvildvej 35 – Postboks 19, 7330 Brande-Denmark

Bibliografie

[179, UBA,2001], [192, Danish EPA,2001].

4.10.5 Tratarea si recuperarea apei reziduale continand pasta pigmentata

Descriere

Aceasta tehnica se refera la folosirea membranelor in tratamentul apei reziduale continand pasta de imprimare pigmentata cu intreaga reutilizare a infiltratiilor rezultate.

In exemplul descris aici, apa reziduala provenita din prepararea pastei de imprimare (in principal rezultata din operatiile de curatare a agitatoarelor, cilindrilor, etc.). pastele pigmentate contin vopsele cu pigmenti organici, ingrosatori organici (de obicei poliacrilati), legaturi organice (copolomerizate), agenti de fixare (rasini organice), catalizatori si agenti de inmuiere.

Tratamentul consta din urmatoarele faze (cezi figura de mai jos): Coagularea vopselelor organice dezactivate, agentilor de legatura si

fixare (se adauga sulfat clorhidric de polialuminiu) Precipitarea coagulantilor rezultati cu bentonita la pH 6 Microfiltrarea precipitatelor. Aplicarea membranelor constand din

polipropilena si avand o scadere de 2 um. Suspensiile solide din concentrat sunt indepartate intr-un tub prin dozarea floculantului.

Namolul este trimis la tratare fizico-chimica in afara instalatiei. Se prevede a se trimite acest namol la incinerare in viitorul apropiat. Infiltratiile sunt total lipsite de suspensii solide si pot fi refolosite pentru operatiile de curatare.

Figura 4.45 indica faptul ca, pe langa apa reziduala din statia de preparare a pastelor pigmentate, efluentul din epuratorul de gaze (tratamentul gazelor arse din trei uscatoare) este de asemenea trimis in sistemul cu membrane. Nucleul instalatiei este compus din doua module de microfiltrare constand din 400 membrane tubulare spiralate fiecare.

409

Apa reziduala de la epuratorulde gaze arse al uscatorului

Ulei evacuatApa reziduala de la statia depreparare apastei pigmentate

Bentonita ca agent coagulant

Module spiralate MF

sulfat clorhidric de aluminiu infiltratii pentru

reutilizareca floculant

acid sau alcali pentruajustarea pH-ului

Reflux Floculant

Apa curata Concentrate pt. incinerare

Figura 4.45: Schema instalatiei de tratament si reciclare a apei reziduale provenite din prepararea pastei pigmentate (apa din epuratorul de gaze este tratata in aceiasi instalatie) [179,UBA,2001].

Principalele beneficii asupra mediului

Mai mult de 90% din apa este reciclata. Compusii nebiodegradabili ca ingrosatorii organici, agentii de legatura si fixare, sunt complet indepartati si pot fi mineralizati prin incinerare (incinerarea nu se face inca in exemplul la care ne referim dar este planificata pentru viitorul apropiat). Datorita prezentei clorurilor exista potential de formare a substantelor intamplatoare (dioxins si furans) cand este incinerat namolul [281,Belgium,2002]. Catalizarea si temperatura inalta de incinerare previn aceste emisi.

Date operationale

COD al intrarilor de apa in instalatia de tratament variaza intre 4000 si 10000 mg/l. COD-ul in infiltratii este in jur de 600 mg/l, ceea ce inseamna o eficiemta a indepartari de 90%.

Trebuie sa se produca coagularea printr-un control foarte atent datorita legaturilor organice si a agentilor de fixare. Daca acesti compusi devin complet inactivati ei vor duce la depuneri pe membrane blocandu-le in scurt timp.

Diferenta de presiune a microfiltrarii este in jur de un bar.

Separator de ulei

Rezervor de amestec

Rezervor de amestec

Rezervor de pastrare/alimentare

Rezervor de amestec

Tub de decantare

410

Efecte secundare

Pentru tratamentul apei reziduale si reciclare se consuma energie [179, UBA, 2001]. Nu se dau date la nivelul consumului.

Utilizare

Tehnica este aplicabila atat in instalatiile existente cat si in cele noi de preparare a pastelor pigmentate pentru operatiile de imprimare si vopsire.

Factori economici

Instalatia descrisa cu un debit de 2,5 m3/ora (cuprinzand cele doua fluxuri de apa reziduala mentionata) necesita o investitie de 180000 euro. Costurile de fabricatie inclusiv eliminarea externa a concentratelor (care este parte majoritara) este in jur de 4 euro/m2.

Factori de implementare

In acest exemplu compania considera ca evacuarea apei reziduale in uzina de tratament a apelor reziduale municipale are puternice limite impuse pe flux si COD.

Instalatii de referinta

O instalatie de 1,25 m2/ora a fost pusa in functiune din 2001 la van Clewe GmbH, D-46495 Dingden, unde are loc tratamentul combinat cu apa din sistemul de epurare a gazelor pentru purificarea gazelor arse din uscator.

Bibliografie

[179, UBA, 2001]

4.10.6 Indepartarea anaerobica a vopselelor reziduale din solutia de fulardare si a reziduurilor din pasta de imprimat.

Pastele de imprimat si solutiile de la fulardare pentru vopsirea continua si semicontinua contine concentratii ridicate de solutie de vopsit (vezi sectiunea 3.3.3.5.4) solutia reziduala de la fulardare si pastele de imprimare pot fi tratate in asimilatori anaerobici, de preferat in co-fermentatie cu namol primar si in exces prin tratament biologic. In practica reziduurile sunt alimentate in asimilatoarele anaerobice in uzina de tratament a apelor reziduale municipale.

Cand vopselele azo sunt tratate in conditii anaerobe grupurile azo (caracteristice acestor tipuri de vopsele) sunt ireversibil distruse, cauzand pierderi de culoare a solutiilor pentru vopsit. Sistemele aromatice ramase absorb lumina, ramanand adeseori usoare ingalbeniri ale culorii.

Produsele de separare solubile in apa (grupurile sulfurice) sunt prezente in faza lichida si ajung la epurarea namolului activat atat ca si revarsare din asimilatoarele anaerobice cat si ca filtrari din namolul stors. Derivatele

411

substituentilor naftalici sunt greu biodegradabili si pot fi prezenti in efluenti. Din acest motiv supernatantul trebuie sa fie tratat subsecvent intr-un sistem de namol activat.

Principalele beneficii asupra mediului

Tratamentele anaerobice ating o eficienta a indepartarii culorii mai mare de 90% cu vopsele azo (determinat ca reducere a coeficientilor spectrali de absortie la lungimi de unda de 436, 525 si 620 nm) [179, UBA, 2001]

In pastele de imprimat continand ingrosatori naturali cum ar fi alginatele sau galactomannans, exista o conversie in biogaz datorita degradari acestor biopolimeri.

Cantitatea de concentrate mentionate reprezinta un procent mic din totalul de apa reziduala deversata (numai cateva tone pe saptamana chiar pentru fabricile mari), sunt si cazuri in care culoarea reziduala totala in efluentul instalatiei de tratament poate fi redusa la 50%.

Data operationale

Pentru obtinerea unor beneficii mai mari din tratamentul anaerobic aceasta tehnica ar trebui aplicata in combinatie cu tehnicile de proces compuse pentru minimizarea reziduurilor de pasta. Este important sa se separe la sursa solutia reziduala de fulardare din alte fluxuri pentru mentinerea concentrata a acesteia.

Dozajul pastei reactive de imprimat nu ar trebui sa depaseasca 10 g/kg de namol datorita posibilelor efecte de inhibare in procesele anaerobice. Teste de laborator pot determina efectele de inhibare.

Solutia de fulardare si pasta de imprimare cu vopsele cu continut de metale grele trebuie separata numai daca namolul rezultat din tratamentul anaerobic este incinerat sau eliminat (vezi Landfill Directive 99/31/EC)

Efecte secundare

Separarile reductive ale legaturilor azo duc la aminearomatice.Investigatiile facute nu au confirmat pe deplin caracterul cancerigen al aminelor aromatice (cu referire la Kolb,1988). Supernatantul din tratamentul anaerobic este normal tratat cu namol cativat.

Utilizare

Tehnica poate fi aplicata si in instalatiile noi si in cele deja existente. Tratamentul anaerobic este potrivit pentru azo vopsele, care reprezinta 50% din colorantii aflati curent pe piata.

Oricum alte substante cromoforice nu pot fi tratate substantial. Colorantii de cada de exemplu sunt redusi in forma incolora, dar proceul este ireversibil.

412

Pasta pigmentata de imprimat nu poate fi tratata in mediu anaerobic deoarece toate componentele sunt nebiodegradabile si pot aparea probleme de desprindere datorita legaturilor polimerice.

In concluzie chiar daca tratamentul anaerobic atinge o eficienta de 90% cu vopsele azo, pentru fabricile care utilizeaza o gama larga de vopsele aceata tehnica este eficienta.

Factori economici

Se stie ca pentru tratamentul anaerobic costurile variaza intre 30 si 60 de euro/tona de solutuie de fulardare sau pasta de imprimare [179,UBA,2001].

Factori de implementare

Presiunile care se fac legate de refuzul standardelor existente pentru emisiile de culoare in uzinele de tratare.

Instalatii de referinta

In Germania, pasta reziduala este tratata in asimilatoarele anaerobice ale uzinei de tratarea apelor din Ravensburg. Solutia reziduala de la fulardare este tratata si in uzina de ape reziduale din Heidenheim.

Bibliografie

[179,UBA,2001].

4.10.7 Tratamentul fluxurilor de apa reziduala nebiodegradabila selectate si separate prin oxidare chimica

Descriere

Fluxul de apa reziduala inalt concentrata rezulta din diferite procese ale industriei textile de finisare. Depindzand de eficienta masinilor de spalat (consum de apa) si de incarcarea agentilor de incleiere (apretare) pe produs, se poate observa o concentratie COD pentru baile de descleiere peste 20000 mg/l. Depinzand de clasa colorantilor, baile de vopsea epuizata este posibil sa aiba concentratia COD intre 1000 si 15000 mg/l. Solutia reziduala de la fulardare si pasta reziduala de la imprimare arata valori chiar mai ridicate ale concentratiilor COD.

Baile de descleiere (dezapretare) cu agenti de incleiere (apretare) nebiodegradabili si bai de vopsea epuizata pot fi tratati prin oxidare intr-un reactor special la 100 – 1300C, la o presiune de 3 bari (max.5 bari). Principalul agent de oxidare este oxigenul molecular. Peroxidul de hidrogen doar initiaza reactia de oxidare si o tine in functiune (eliberand 1/5 din oxigenul reactiv). Sarurile de fier (II) sunt adaugate ca si catalizatori in mediul acid. Cu COD de alimentare mai mare de 2500 mg/l, reactia este exotermica, procesul este numit “Proces termal Fenton”. Figura de mai jos arata reactorul si conditiile de reactie. Mai multe informatii despre Procesul avansat de oxidare si reactia Fenton este prezentata in sectiunea 14.

413

Figura 4.46: Schema reactorului pentru tratamentul prin oxidare catalitica cu O2/H2O2 a catorva fluxuri segregate de inlata concentratie, in stanga este ilustrat reactorul de la Schoeller AG, CH-Sevelen in functiune din 1996. [179,UBA,2001].

Principalele beneficii asupra mediului

Se atinge o eficienta a indepartarii COD de 70 – 85%, depinzand de timpul de retentie, temperatura aplicata si presiunea, de proprietatile chimice ale compusilor efluentului ce trebuie tratat.

Cod-ul rezidual este biodegradabil in mare masura datorita modificarilor compusilor in timpul procesului de oxidare. Datorita faptului ca efluentul este supus unui tratament biologic subsecvent in majoritatea cazurilor (normal in uzinele de tratarea apelor reziduale municipale), se atinge o eficienta mare de eliminare a COD (95% sau chiar mai mult). Aceasta eliminare reprezinta o mineralizare care completeaza ruperea compusilor organici. De colorizarea este mai mare de 90% iar baile de vopsea epuizate tratate sunt practic incolore.

Date operationale

Fluxul de ape reziduale provenit din diferite procese (diferiti compusi si concentratii) sunt tratate secvential pentru minimizarea costurilor de functionare. Tratamentul este performant daca este continuu si complet automatizat. Necesita muncitori putini penrtu operare.

Este posibila si reciclarea fierului catalitic, dar nu este intotdeauna necesar, de exemplu in tratarea subsecventa a uzinelor de tratarea apelor ce folosesc fier pentru indepartarea fosfatilor sau pentru dezhidratarea namolului.

Dozaje tipice ale chimicalelor I procesul de oxidare sunt (pentru COD = 8500 mg/l):- 13 l H2O2 –solutie (35%)/m3 apa reziduala (1.53 l H2O2 –solutie/m3 si

1000 mg/l)- 35 ml H2SO4 (30%)/m3 apa reziduala- 120g Fe2+/m3 apa reziduala

Efecte secundare

Operatia de oxidare cere consum de energie dar nu in cantitati semnificante.

Utilizare

Oxidarea tehnica se poate aplica in toate instalatiile.

Se cere o segregare a fluxurilor selectate (de preferat automata) in conductele de lucru si rezervoarele de egalizare. Spatiul necesra pentru reactorul de oxidare si rezervoarele de laimentare nu sunt semnificative si nu reprezinta o limitare in aplicarea acestora.

Factori economici

414

Costurile de investitie pentru un reactor cu un flux de 4 – 5 m3/ora (inclusiv reactor, sistem de dozare pentr peroxidul de hidrogen si catalizator, schimbatorul de caldura, unitatea de preparare a catalizatorului, control automat si conducte de lucru) sunt in jur de 230000 euro. Costurile de functionare, inclusiv dozajul de chimicale mai sus mentionat, intretinerea, munca si electricitatea sunt in jur de 3 euro/m3. Trebuie mentionat ca aceste cifre sunt pentru tartarea fluxurilor de pa reziduala selectate cu inalta incaractura si nu pentru intreaga cantitate de apa reziduala amestecata.

Factori de implementare

Dificultati in atingerea standardelor date de uzinele de tratarea apei in ceea ce priveste incarcatura COD, biodegradabilitatea si toxicitatea.

Instalatii de referinta

O singura fabrica functioneaza la Schoeller Textil AG, CH-9475 Sevelen din 1996, la un debit de 4 – 5 m3/ora. O a doua si a treia fabrica sunt in constructie la Tintoria di stabio SA, CH-6855 Stabio si Givaudan Vernier SA, CH-1214 Vernier [179,UBA,2001].

Bibliografie

[51,OSPAR,1994], [179,UBA,2001].

4.10.8 Tratamentul apei reziduale prin floculare/precipitare si incinerarea namolului rezultat

Descriere

Tratamentul apei reziduale provenuite din procesele textile prin floculare/precipitare in sensul reducerii incarcaturii organice in special a culorii a fost imbunatatita de mai mult de 100 de ani. In zilele noastre exista tehnici de minimizarea namolului produs si de reducerea efectelor negative asociate cu evacuarile. Namolul poate fi incinerat folosind tehnologii avansate.

In instalatiile moderne precipitatul este separat din faza apoasa nu numai prin sedimentare ci si prin dizolvare in flotatia de aer. Agentii de floculare sunt special selectati pentru minimizarea COD si a eliminarilor de culoare si pentru minimizarea formarii de namol. Cele mai bune performante sunt obtinute prin combinarea sulfatului de aluminiu, floculant organic cationic si cantitati mici de polielectrolit anionic.

La concentratii amri (>500 mg/l) sulfatul devine agresiv impotriva betonului, folosirea sulfatului este de preferat pentru cloruri. Sulfurile sunt usor de indepartat din apa decat clorurile. Folosirea sulfatului evita introducerea clorurilor in apa reziduala si in namolul pentru incinerat [281,Belgium,2002].

Sulfatul de fier este eficient pentru indepartarea COD si poate fi considerat ca si coagulant (eficient pentru indepartarea acrilatilor si altor substante din apa reziduala de la imprimarea pigmentata). Introducerea fierului are avantaje (este responsabila cu activarea proceselor redox, poate fi reciclat, etc) dar formeaza complecsi colorati care raman in solutie dandu-I o tenta galbui maronie. [281,Belgium,2002].

Principalele beneficii asupra mediului

Indepartarea tipica a COD este de numai 40-50%. Cand efluentul are un continut mare de compusi insolubili in apa (in apa reziduala din sectorul de imprimare pigmentata), indepartarea COD este mare. Decolorizarea este mai mare de 90%.

Namolul este total mineralizat in instalatia de incinerare.

415

Date operationale

Inaintea flocularii/precipitarii apa reziduala din textile este egalizata. Timpul de egalizare poate fi scurtat (in jur de 12 ore) si este urmat apoi de un tratament biologic. Fibrele sunt indepartate printr-un ciur.

Dozajul floculantilor (pentru un efluent amestecat cu COD de cca.1000 mg/l) este de aprox.: sulfat de aluminiu: 400-600 mg/l floculant organic cationic: 50-200 mg/l polielectrolit anionic; 1-2 mg/l

Cantitatea de namol produsa este de cca. 0.7-1 kg de masa uscata/m3 apa reziduala tratata. De obicei namolul este dezhidratat intr-o camera cu filtru presa pentru obtinerea masei uscate de cca. 35-40% (3 kg de namol sunt produse pentru 0.5 kg de COD indepartat).

Efecte secundare

O cantitate considerabila de compusi organici sunt trimisi din faza apoasa in namol. Namolul este incinerat si mineralizat. Se consuma energie pentru dezhidratare, transport si incinerare.

Utilizare

Tehnica este aplicabila in toate instalatiile.

4.10.9 Tehnici de atenuarea emisiilor in aer

Descriere

Urmatoarele tehnici de reducerea gazelor arse pot fi folosite in industria textila de finisare: Tehnici de oxidare (incinerari termice, incinerari catalitice) Tehnici de condensare (schimbatoare de caldura) Tehnici de absorbtie (epuratoare umede) Tehnici de separarea particulelor (precipitari electrostatice, ciclonuri, filtre de

produs) Tehnici de adsorbtie (adsorbtia carbonului activat)

Descrierea si performantele acestor tehnici sunt tratate detaliat in alt BREF ([196, EIPPCB,2001]. Depinzand de tipul fluxului de aer ce trebuie tratat acestea pot fi folosite ca tratamente simple sau combinate. Sisteme tipice de aplicare sunt: Epuratoare umede Combinarea epuratoarelor umede cu precipitarea electrostatica Combinarea schimbatorului decaldura, epuratorului apos si a precipitarii

electrostatice Schimbator de caldura (folosit in primul rand pentru economii de energie, dar se

atinge doar o condensare partiala a poluantilor) Adsorbtia cu carbon activat.

Principalele beneficii asupra mediului

Reducerea carbonului organic volatil (VOC), particulelor si in special a substantelor toxice in gazele de ardere cat si minimizarea mirosurilor neplacute.

Date operationale

416

Este esential atingerea unei inalte eficiente operationale, reglarea conditiilor de functionare propice si intretinerea adecvata a echipamentului (in unele cazuri este necesara o inspectie saptamanala si curatarea tuturor mecanismelor) [179,UBA,2001].

Efecte secundare

Consumuri mari de energie si cantitati mari de CO2 rezultat din incinerarile catalitice si termale sunt dmne de luat in calcul . Dar aceste dezavantaje se pot compensa prin beneficii obtinute din indepartarea compusilor organici [179,UBA,2001].

In epuratoarele umede poluantii sunt transferati di gazele arse in apa reziduala. Deci este necesat un tratament eficient al apei reziduale. (separator ulei/apa, tratament biologic al apei reziduale)

Utilizare

Curatatoarele pentru gazele evacuate poat fi instalate pe toate instalatiile. Mecanismele deja existente trebuie reconstruite, aplicarea acestora poate fi limitata de factori economici, tehnici si logistici.

In fiecare caz pentru instalarea unui sistem de curatare a gazelor s-au imbunatatit metode de aplicare a tehnicii mai sus mentionate la fata locului.

Tehnica de oxidare

Dezavantajul incinerarii termice il constituie consumul mare de energie pentru incalzirea gazului la cel putin 7500C. Dupa incinerare temperatura gazului curatat este de la 2000C la 4500C. Industria textila nu are nevoie de energie termica in acest domeniu deci o cantitate mare se risipeste.

O alta problema apare din amestecurile tipice gaz-aer din evacuarile de aer din industria textile de finisare, multe dintre aceste emisii ce trebuie tratate sunt caracterizate printr-un debit mare de gaze arse la o incarcatura relativ scazuta.

Caracteristicile gazelor arse sunt des un subiect contradictoriu datorita incinerarii termice ineficiente.

In incinerarea catalitica, compusii de fosfor, halogenii, silicele si metalele grale pot otravi catalizarea. Acesti compusi sunt obisnuiti in ind. textila, deci trebuie avut grija cand se foloseste oxidarea catalitica in acest sector.

Oxidarea catalitica cu recuperare completa de caldura se aplica in cateva fabrici pentru tratarea gaze4lor arse din operatiile de gazare/parlire (vezi sectiunea 2.6.11). Gazele fierbinti la iesirea arzatorului catalitic sunt trase in schimbatorul de caldura cu transformarea aerului in apa: apa fierbinte generata de procesul de racire este folosita in procesele de pretratament. Gazul (cu continutul termic ramas) este ulterior folosuit in fazele de uscare ce au loc dupa procesele de pretratament [281,Belgium,2002].

Tehnici de condensare

Poluarea cu o inalta volatilizare si in multe cazuri substantelke cu miros intensiv sunt eliminate.

Tehnica de absorbtie

Eficienta epuratoartelor umede in finisarea textilelor depinde foarte mult de parametrii specifici ai procesului. Eficienta in mod normal se situeaza intre 40 –60%. Aplicarea pentru poluantii insolubili in apa este limitata.

417

Precipitarea electrostatica

Prin aceasta metoda se pot precipita prafuri si aerosoli cu marimi de 0.01 pana la 20 um (microni). Eficienta maxima va fi atinsa in jur de 0.1 – 1.5 um. Fabricantii recomanda instalarea de filtre mecanice inaintea filtrului electrostatic, care precipita majoritatea particulelor cu marimi mai mari de 20um.

Eficienta precipitarii electrostatice pentru particule solide si poluanti lichizi este de aprox. 90- 95%. Poluantii gazosi si substantele odorizante nu pot fi precipitate. Pentru cea mai buna eficienta este important ca toate substantele condensabile, emise ca aerosoli, sa fie indepartate inainte de a ajunge la precipitatorul elkectrostatic. Aceasta se poate realiza prin folosirea unui schimbator de caldura sau a unui epurator de gaze.

Precipitarea electrostatica in combinatie cu un schimbator de caldura sau un epurator de gaze este aplicata cu succes in tratarea fumului iesit din uscatoare unde produsul este supus termofixarii.

Combinarea precipitarii electrostatice cu schimbatoarele de caldura (electrofiltarre uscata) este avantajoasa cand aceasta operatie are loc in prima faza de tratament inaintea spalarii. Uleiurile si agentii de preparare prezenti in gazele de evaporare de pe produs duc la aparitia unui fum dens asociat cu emisii mirositoare. Acest gaz de evacuare poate fi tratat in patru faze:1. Filtrare mecanica2. Racire si condensare (compusii condensabili suspendati sunt separati in forma de picatui uleioase si se recupereaza energie termica)3. Ionizare/electrofiltrare4. Colectarea condensata si separata a fazei uleioase de faza apoasa intr-un decantor static.

Unul din avantajele acestui sistem de electrofiltare uscata este ca substantele condensate uleioase( uleiuri minerale, uleiuri siliconice, etc) sunt colectate separat si recuperate in schimbul transferului in efluent (via epurator). Recuperarea de energie este un alt avantaj al acestei tehnici. Energia recuperata (cam 35-40% din cantitatea furnizata) poate fi folosita la preincalzirea aerului furnizat uscatorului sau in procesul de incalzirea apei.

Factori economici

Costurile de instalare si functionare trebuie luate in calcul, de asemenea costurile de intretinerea echipamentului si energiei folosite, toate aceste date sunt tratate in alt BREF [196,EIPPCB,2001]. Tehnicile mai sus mentionate, tehnica de oxidare au costuri de investitie si operare mari.

Informatii specifice asupra electrofiltarii uscate (combinarea schimbatoarelor de caldura si precipitarii electrostatice) au fost tratate in acest document. O investitie de capital de 70000 euro pentru 10000 m3/ora are un timp de recuperare a investitiei mai putin de 3 ani. [44,Comm.,2000].

Factori de implementare

Este necesara supunerea la standardele legislatiei mediului in ceea ce priveste poluarea si imbunatatirea performantelor ambientale in legatura cu mirosurile suparatoare.

Instalatii de referinta

Sunt multe dar predomina cele cu schimbatoare de caldura, epuratoare cu apa si precipitari electrostatice.

418

Bibliografie

[179,UBA,2001], [281,Belgium,2002], [44,Comm.,2000].

4.10.10 Tratamentul apei reziduale in instalatiile de curatarea lanii

Descriere

Raportul INTERLAINE descrie un numar de obtiuni valabile pentru controlul emisiilor de apa din instalatiile de spalarea lanii. Nu toate obtiunile pot fi considerate BAT. Este folositor sa discutam despre performantele asupra mediului si implicatiile economice asupra fiecaruia dintre urmatoarele obtiuni:A. Tratamentul extern in canalul municipal al tratarii apelor. Consta din sortarea

(filtrarea) efluentului pentru indepartarea particulelor solide (>3 mm), racirea efluentului si/sau ajustarea pH-ului la cerintele de preluare in sistemul de canalizare si eliberarea efluentului in canal.

B. Tratamentul intr-un eliminator integral de murdarie / recuperator de grasime, urmat de evacuarea in sistemul de canalizare municipal. Fabricile care au instalat un astfel de sistem recupereaza cca.25% din grasimi, indepartand 50% din murdarie si 10% din grasimi in efluent ca namol.

C. Tratamentul prin coagulare/floculare urmat de deversarea in sistemul de canalizare municipal. Aceasta tehnica presupune mici degresari, mai degraba decat instalarea unui eliminator de murdarie si recuperare de garsimi, si opteaza pentru instalarea unei tevi finale de tratare pe loc a efluentului, folosind coagularea/flocularea. Efluentul tratat este deversat in canalizare.

D. Tratamentul intr-un eliminator integral de murdarie/recuperator de grasime, urmat de coagulare/floculare inaintea deversarii in canalizarea municipala (B+C).

E. Tratament prin evaporare. Tehnica consta in evaporarea efluentului, reciclarea condensurilor daca este posibil si depunerea concentratelor reziduale sau a namolului. Nu toate fabricile analizeaza folosirea prin reciclare a condensurilor din evaporare. Totusi doua dintre fabricile studiate de noi recicleaza condensul prin angajarea unui tratament biologic cat si prin evaporare in lantul de reciclarea a efluentului. O fabrica foloseste tratament anaerobic inaintea evaporarii iar cealalta un rapid bioreactor dupa evaporare. Este posibil ca tratamentul biologic sa distruga compusii responsabili pentru miros.

F. Tratamentul intr-un eliminator integral de murdariei si recuperarea grasimilor, combinat cu evaporarea (B+E).

G. Tratament biologic (nu sunt date disponibile pentru aceasta tehnica).

Nivele atinse de emisie

Beneficiile asupra mediului prin aplicarea tehnicii propuse sunt estimate pe baza urmatoarelor prezumtii:

Pentru lana inferioara gresata: 315 g/kg COD cu 50 g/kg grasime si 150g/kg murdarie

Pentru lana fina gresata: 556 g/kg COD cu 130 h/kg grasime si 150 g/kg murdarie

Efluentii netratati contin 95% din COD si murdarie din fibre Instalatia de tratament a canalizarii indeparteaza 80% din intrarile de

COD Recuperatorul de grasimi si eliminare a murdariei, recupereaza 25% din

grasimi si indeparteaza 50% din murdarie. Se stie ca 10% din grasimi sunt indepartate din efluent ca namol inainte de deversarea in

419

canalizare. Pentru curatare, liniile sunt echipate cu un recuperator de grasimi si indepartarea murdariiilor, la un consum net de apa de 6 l/kg lana grasa, dar sunt posibile si nivele de 2 – 4 l/kg.

Tratamentul de coagulare/floculare indeparteaza 89% din grasimi si 86% din suspensiile solide din efluent.

In absenta recuperatorului, volumul efluentului este luat la 13 l/kg lana unsa

Evaporarea nu indeparteaza in totalitate poluantii. Evaporatorul indeparteaza 99.3% din grasimi si 99.9% din suspensiile solide. Intr-una dintre fabrici indepartarea ectoparaziticidelor oilor a fost: OCs, 96.5%; OPs, 71.5%; SPs 100%. Apa din evaporator poate fi reciclata. Cod-ul rezidual (200-900 mg/l) si suspensiile solide (20-40 mg/l) in masa condensata nu dauneaza adaugarii apei recuperate din vasele de limpezire de la curatare (chiar pentru operatii finale de limpezire in vase la nivele de contaminare mult mai mari decat acestea). Pe de alta parte reciclarea necesita un proces de extratratament pentru evitarea amoniului si compusilor mirositori care sunt dusi inapoi la curatare. Apa recuperata prin reciclarea condensului nu se ia in considerare in tabelul de mai jos.

Rezultatele calculelor au fost trecute in tabelul 4.46 si 4.47 pentru curatarea lanii inferioare si a celei fine:

Lana inferioara Deversare in

canalizare

Recuperator de grasime/elim.

murdariei

Floculant

Recuperator de grasime/elim. murdariei +

floculant

Evaporator Recuperator de grasime/elim. murdariei + evaporator

Unit/t de lana grasa A B C D E FConsumul net de apa (m3)

13 6 (1) 13 6 (1) 13 6

COD din fabrica (kg) 299 203 (3) 93 (4) 81 3.2 2.7COD din mediu (kG) 60 41 19 16 0.6 0.5Namol pentru evacuare (2)- din recuperator (kg)- din floculant (kg)- din evaporator (kg)

152329

152186

378

152

212

Sursa: [187,INTERLAINE,1999](1) 2-4 l/kg este posibil(2) greutatea umeda (50% greutate uscata)(3) indepartarea a 35% din grasimi si 50% din murdarie in recuperator reduce COD de la 315 kg/t in lana intrata la 203 kg/t in efluent(4) indepartarea a 89% grasimi si 86% murdarie reduce COD de la 315 kg/t la lana intrata la 93 kg/t lana in efluent

Tabelul 4.46: Tehnica de tratare a apei reziduale: Performante asupra mediului – lana inferioara

Lana fina Deversare in

canalizare

Recuperator de grasime/elim.

murdariei

Floculant

Recuperator de grasime/elim. murdariei +

floculant

Evaporator

Recuperator de grasime/elim. murdariei + evaporator

Unit/t de lana grasa A B C D E FConsumul net de apa (m3) 12 6 (1) 12 6 (1) 12 6 (1)COD din fabrica (kg) 529 352 118 97.4 4.8 3.7COD din mediu (kG) 106 71 24 19.5 1.0 0.7Namol pentru evacuare (2)- din recuperator (kg)- din floculant (kg)- din evaporator (kg)

167464

167287

529

167

326

420

Sursa: [187,INTERLAINE,1999](1) 2-4 l/kg este posibil(2) greutatea umeda (50% greutate uscata)

Tabelul 4.47: Tehnica de tratare a apei reziduale: Performante asupra mediului – lana fina

Nu sunt date informatii precise pentru tratamentul efluentului prin procese biologice. Se stie ca sunt curatatorii in Europa care folosesc procsele biologice ca principale metode de tratarea efluentilor. Tratamentul biologic de curatarea efluentilor este mai des intalnit in curatatoriile din Italia. Este cunoscuta o fabrica de marime medie care utilizeaza tratament biologic anaerobic, floculatie si prelungirea tratamentului biologic anaerobic succesiv pentru tratamentul efluentilor (timpul total pentru un tartament biologic este de cca. 7 zile). Aceasta fabrica a comunicat ca produce un efluent contnand numai 650 mg/l COD, care este deversat in canalizare. Alta fabrica Italiana foloseste 3 zile procesul anaerobic urmat de coagulare/floculare (FeCl3) producand un efluent continand 1000 – 1200 mg/l COD, care este din nou deversat in canalizare. [187,INTERLAINE,1999].

Sunt si cateva fabrici australiene care utilizeaza anaerobi/aerobici de laguna pentru tratamentul efluentilor, dar nu sunt dubii ca daca vre-o fabrica Europeana ar avea spatiu pentru un astfel de proces nu ar trebui sa fie vecini in apropiere din cauza mirosurilor care i-ar putea afecta [187,INTERLAINE,1999].

Date operationale

Concentratele sau namolul provenit din evaporare contine grasimi de lana precum si murdarii si alte garsimi. Namolul din coagulare/floculatie contine numai murdarie si grasimi deoarece grasimile de lana sunt foarte solubile in apa si nu sunt floculate. Prezenta grasimilor lanii (saruri de potasiu) in namolul din evaporare apare pentru alterarea proprietatilor fizice. Namolul floculat este lopatabil si depinde de continutul de apa variind in consistenta, asemanandu-se cu un noroi semilichid. Substantele condensate de la evaporare pot fi lichide la temperaturi relativ inalte si solide la temperatura ambianta. Sarurile de grasimi ale lanii actioneaza ca fluxuri la temperaturi dominante in evaporator. Aceasta face namolul din evaporator mult mai greu de manipulat si de inlaturat.

S-a relatat ca namolul poate fi transportat ca lichid in rezervoare incalzite pentru deversare cu introducerea de lichide incalzite [187, INTERLAINE,1999]. Implementarea Directivei Landfill (Council Directive 1999/31/EC) cere incetare deversarilor in pamant a acestor lichide (si alte probleme de reziduuri) din iulie 2001. Alternativele ce trebuie avute in vedere sunt: incinerarea, pretratamentul pentru o forma acceptabila solida pentru depozitare in mediu (prin composturi, vezi sectiunea 4.10.11) sau composturi si folosirea pe pamant (vezi sectiunea 4.1.11) sau folosirea in alte procese cum ar fi fabricarea caramizilor (vezi sectiunea 4.10.12).

Efecte secundare

421

Optiunile in care efluentul este tratat pe loc sau in afara in canalizarea municipala fara indepartarea murdariei si recuperarea grasimii produce o trecere a incarcaturii organice din faza apoasa in namol.

Se foloseste atat energia termica cat si mecanica in procesele de evaporare. Energia mecanica nu este mare si mare parte din energia termica este recuperata intr-un evaporator bine proiectat [187,INTERLAINE,1999].

Utilizare

Pe langa optiunea A (tratamentul in canalizarea externa municipala) care isi gaseste aplicabilitate numai in cazurile in care evacuarea efluentului nu cauzeaza pagube mediului din canalizare (mici depuneri descarcate in efluent in canalele mari din uzina de tratament), celelalte obtiuni sunt toate aplicabile pentru orice fabrica de curatare.

Factori economici

Aspetele economice pentru fiecare dintre obtiunile de mai sus au fost discutate in detaliu (INTERLAINE,1999#187]. Tabelul 4.49 si tabelul 4.50 insumeaza informatii de referinta pentru o fabrica mica de curatare (3500 tone/an) si una de marime medie (15000 tone/an) care curata lana inferioara. Rezultate similare se pot intalni si la curatarea lanei fine exceptand factorii relatati cu continut inlt de grasimi pentru lana fina: acestia produc costuri de functionare mari pentru toate obtiunile care includ recuperarea grasimii. Economiile nu sunt foarte mari pentru fabricile cu prelucrari mai mari de 15000 tone/an.

Costurile de capital pentru instalarea recuperatorului de grasimi si indepartarea murdariiilor, in tabelul de mai jos sunt de 412500 euro pentru fabricile mici si 825000 euro pentru cele medii. Instalatiile acestea in fabricile mari transporta fluxuri mult mai mari si aceste costuri se crede ca sunt realistice. Costurile de capital in instalatiile de floculatie in fabricile mari sunt de cca.275000 euro si se crede ca o capacitate mai mica nu va fi mult mai putin scumpa.

Costurile de capital pentru evaporare sunt mai speculative. Sunt date urmatoarele costuri: la o capacitate de 21000m3/an, costul este de 1.2 milioane euro; la o capacitate de 45500 m3/an, costul este de 1.8 milioane euro; la o capacitate de 60000 m3/an, costul este de 2.4 milioane euro; la o capacitate de 90000 m3/an, costul este de 3.0 milioane euro; la o capacitate de 120000 m3/an, costul este de 3.6 milioane euro.

Costurile de functionare pe fabrica depind de vanzarea neta a grasimii, pe cand se constata costuri negative in cazul in care este instalat recuperatorul de grasime. Calculele se bazeaza pe urmatoarele costuri unitare:

Costuri unitare on site EuroApa 0.68/m3

Incalzire 0.51/m3

Procese chimice

422

- detergent- soda

1400/t268/t

Grasimi (*) 380/tCosturi de functionare, recuperarea murdariilor/grasimii

- putere- munca- intretinere

0.56/m3

18000/an45000/an

Costuri de functionare, instalate de floculare- chimicale- putere- munca- intretinere

2.74/m3

0.28/m3

12000/an22500/an

Costuri de functionare, instalatie de evaporare- putere- munca- intretinere

1.82/m3

18000/m3

65000/m3

Namol (50% greutate uscata) costuri de evacuare-namol de la floculatie si recup. Murdariilor/grasimiiconcentrate de la evaporator

41/t95/t

Sursa: [187,INTERLINE,1999](*) pretul pentru grasimea recuperata este foarte variabil: in sectiunea 4.4.1 un pret de 2 euro/kg (I.M. Russell comunicare personala) a fost luat in calcul

Tabelul 4.48: Costuri unitare

Costurile de eliminare a namolului sunt preluate din UK (41 euro/t pentru namolul umed din floculatie si recuperator de grasime si endepartarea murdariei, si 95 euro/t pentru concentratele din evaporator). Acestea includ si taxe de landfill (15 euo pe tona) si transport.

Costurile de eliminarea namolului nu iau in calcul schimbarile consecvente din introducerea Directivei Landfill.

Costurile de eliminare a efluentului sunt evaluate in UK (calculate in acord cu standardele Modgen formule de putere) si reflecta costurile economice in intregime. [187,INTERLAINE,1999].

Articol Tehnica de tratament a efluentuluiDeversare in canalizare

Recuperator de

grasime/elim.

murdariei

Floculant Recuperator de

grasime/elim. murdariei + floculant

Evaporator

Recuperator de

grasime/elim. murdariei + evaporator

Unitate de pret: euroCostul initial de capital 0 412500 250000 662500 1812500 1612500Costul anual de capital 0 41250 25000 66250 181250 161250Costul anual de functionare on site

0 17304 166072 115224 139972 118524

Costul de eliminare anuala a namolului (50% greutate uscata)

0 21812 47305 48498 125845 92576

Costul anual de eliminare a efluentilor

694515 413775 181982 133450 28881 1490

Costul total anual 694515 494121 420359 36422 475948 387250Costul/tona de lana 198 141 120 104 136 111NPV a 10 ani cashflow (a) 6.1 m 4.4 m 3.7 m 3.3 m 4.4 m 3.6 m

423

Sursa: [187,INTERLAINE,1999](a) Valoarea neta prezenta pe 10 ani cashflow la 3% rata dobanzii

Tabelul 4.49: Costurile variantelor de tratare a efluentului pentru o fabrica de curatare ce proceseaza 3500 t/an de lana inferioara

Articol Tehnica de tratament a efluentuluiDeversare in canalizare

Recuperator de

grasime/elim. murdariei

Floculant

Recuperator de

grasime/elim. murdariei + floculant

Evaporator

Recuperator de

grasime/elim. murdariei + evaporator

Unitate de pret: euroCostul initial de capital 0 825000 275000 1075000 3625000 3225000Costul anual de capital 0 82500 27500 107500 362500 322500Costul anual de functionare on site

0 (315615) 300480 (99915) 204980 (123415)

Costul de eliminare anuala a namolului (50% greutate uscata)

0 102828 285932 279953 754418 567415

Costul anual de eliminare a efluentilor

4203305 2559983 876175 644386 92852 53648

Costul total anual 4203305 2429696 1490086 931564 1414749 820148Costul/tona de lana 280 162 99 62 94 55NPV a 10 ani cashflow (a) 36.9 m 21.4 m 13.1 m 8.3 m 12.9 7.6 mSursa: [187,INTERLAINE,1999](a) Valoarea neta prezenta pe 10 ani, cashflow (fluxul pozitiv de numerar) la 3% rata dobanzii

Tabelul 4.49: Costurile variantelor de tratare a efluentului pentru o fabrica de curatare ce proceseaza 15000 t/an de lana inferioara

Pentru fabricile mici ce proceseaza lana inferioara din punct de vedere economic, instalatia de indepartarea murdariei/recuperarea grasimilor si cea de floculare par sa fie cele mai buni optiuni. O rapida recuperare a investitiei avand un cost total scazut la peste 10 ani, cat si un NPV foarte scazut la 10 ani cashflow.

Performantele asupra mediului a unei instalatii prin evaporare sunt insa pe departe superioare instalatiei de floculare. Insa costurile initiale pentru instalatia de evaporare sunt mult mai mari si timpul de recuperare a investitiei nu intra in 4-5 ani.

Valorile de implementare a instalatiei de indepartarea murdariilor si recuperarea grasimilor sunt clar ilustrate de costuri, chiar pentru fabricile mici care proceseaza lana cu un continut mic de grasime. Cand se foloseste in combinatie cu un evaporator, instalatia permite o reducere a cheltuielilor de capital deoarece se poate folosi un evaporator mic.

Pentru fabricile de marime medie, evaporizarea este usor mai scumpa decat floculatia pe 10 ani dar are performante superioare asupra mediului. Folosirea unui eliminator de murdarie si recuperator de grasimi permite sa se instaleze un mic evaporator reducand cheltuielile initiale de capital.

Folosirea unui eliminator de murdarie si recuperator de grasimi permite totodata o reducere a costurilor de functionare datorita vanzarii grasimilor. Acest efect este mult mai semnificant pentru fabricile de curatarea lanii fine datorita procentajului mare al grasimilor de buna calitate. Instalatia are de asemenea un semnificant efect in reducerea costurilor de eliminare a

424

namolului cand se foloseste in combinatie cu evaporarea. Datorita proprietatilor fizice ale concentratiilor din evaporare, transportul si eliminarea acestora este dificila si scumpa, este bine sa se indeparteze cat mai mult material din efluent pe cat posibil inainte sa fie supus evaporarii.

Bibliografie

[187,INTERLAINE,19999].

4.10.11 Eliminarea namolului de la curatara lanii in camp (spatiul agricol)

Descriere

In majoritatea statelor membre, conditiile reglementarilor existente fac necesara pretratarea namolului de la curatarea lanii inainte de imprasterea acestuia in campuri. Pretratamentul poate transforma substantele in ingrasamant cu toate asimilarile anaerobice (cu recuperarea metanului evoluat) poate fi considerat ca alternativa.

Materialele pentru ingrasaminte (*) in mod ideal ar trebui sa aiba o ratie C:N de 25-30:1, ceea ce inseamna ca namolul obtinut din curatarea lanii are nevoie de adaugare de materie de carbon imbogatita. Reziduurile naturale, rumegusul, aschiile de lemn si paiele se folosesc cu succes. Cateva „materiale structurale” (cu marimi peste 50 mmm) sunt necesare in materialul de co-compost pentru a permite aerisirea. Continutul optim de umezeala pentru materialul pentru ingrasare este de 50-60%.

(*) The State of Compostig in the UK si A Guide to In-Vessel Composting plus a Directory of Systems, The Composting Association, Ryton Organic Gardens, Coventry CV8 3LG, UK.

Aerarea materialului este folosita pentru controlul ratei de ingrasare si a temperaturii. In faza termofilica o temperatura de 45 – 650C este optima in timp ce mai tarziu in faza mezofilica sunt de preferat temperaturi mai mici intre 20 si 450C.

Exista multe metode de ingrasare a pamantului in productiile comerciale. Acestea includ metodele descrise dupa cum urmeaza :

aer deschis, intoarcerea brazdei aer deschis, cu aerare fortata cladiri acoperite, aerare fortata tunel simplu, fara cotitura tunel complex, cu cotituri spatiu ingradit, functionand sub presiune negativa sisteme reactoare

Sistemele de ingrasare ingradite sau in vas au avantajul sistemelor de aer deschis ce fac ingrasarea in vas satisfacatoare pentru reziduurile industriale. In primul rand controlul procesului este imbunatatit permitand folosirea unei temperaturi mai inalte si o rata mai mare a ingrasarii. In al doilea rand controlul mirosurilor, prafului si lesiilor, permitand functionari apropiate de sursele de

425

rezuduuri industriale. Dezavantajul sistemelor incluse il reprezinta costurile initiale mari.

Dupa compostare, compostul trebuie lasat sa se maturizeze un numar de sapatmani in timpul carora, apar schimbari (bio)chimice, care il fac propice pentru scopurile in care va fi folosit.

Principalele beneficii asupra mediului

Se stie ca acest compost rezultat din namolul de la curatarea lanii este utilizat ca si ingrasamant al solului. Carbonul descompus prin procesul de compostare (ingrasare) este convertit anaerobic in dioxid de carbon, mai degraba decat in metan. Dioxidul de carbon este mult mai putin potent ca si gaz de sera decat metanul [187,INTERLAINE,1999].

Date operationale

Namolurile din curatarea lanii, pentru a fi bune pentru compostare este nevoie de distrugerea coponentilor acestora cat mai mult posibil daca sunt imprastiate pe terenurile agricole. In principal acestea sunt grasimi ale lanii si reziduuri ectoparasiticide. Composturile produse din amestecuri continand grasimi din lana trebuiesc periodic monitorizate asupra continutului de grasimi si ectoparasiticide.

In compostarile de proba realizate in UK (*) rezultate similare au fost atinse prin compostare timp de 6-7 sapatamani in 10 tone de brazda deschisa si 14 zile intr-un tunel inclus de compostare. Grasimile, cu continut al compostului de organoclorin si piretroid ectoparasiticid au fost reduse cu 60% si ectoparasiticidele organofosfati au fost reduse la 80%. Mai mult erau de asteptat reduceri in timpul fazei de maturizare dar acestea nu au fost monitorizate. Interesant de remarcat ca talajul si rumegusul folosite ca si material co-compostabil in aceasta experienta s-a descoperit ca sunt contaminate cu lindane (OC) [178, INTERLAINE,1999].

(*) M. Madden, Enco, comunicari personale, 1998.

Efecte secundare

Compostarea poate cauza poluari ale aerului prin mirosuri si praf si poluari ale apelor prin lesii. In operatiile bine conduse de compostare aceste probleme nu ar trebui sa apara. Folosirea composturilor ca si ingrasaminte pentru sol pot cauza probleme de poluarea apelor daca dunt prezente reziduuri de ectoparasiticide. Composturile trebuie utilizate cu responsabilitate datorita mobilitatii foarte sarace a ectoparasiticidelor de oaie in sol. [187,INTERLAINE,1999].

Utilizare

Aceste masuri sunt aplicabile la fata locului prin curatare in spatii necesare desfasurarii acestui proces. Locurile din afara spatiului fabricii se pot utiliza de asemenea dar apar probleme ridicate de costurile transportului.

426

Folosirea acestei obtiuni atat la fata locului cat si in afara fabricii poate creste dupa implementarea Directivei referitoare la protectia solurilor (1999/31/EC).

Factori economici

Compostarea nu este o tehnica scumpa. Costurile de capital prezentate in urmatoarea figura sunt recente, iar in tabelul 4.51 sunt date informatii referitoare la sistemul in vas.

Figura 4.47: Costuri recente de capital pentru o instalatie de compostare din UK. (Sursa: Asociatia de compostare,UK) [187,INTERLAINE,1999].

Sistemul Timpul de compostare (zile)

Timp de maturare (zile)

Costuri de capitalEuro/10000t/an

Costuri de tratareEuro/t

Spatiu deschis 7-36 0-120 450-2250 K 9-75Container 10-20 30-100 450-1500K 15-45Tunel 6-30 0-56 75-3000K 9-45Sursa: [187,INTERLAINE,1999] cu referire la “The Composting Association, UK”

Tabelul 4.51: Timpul de compostare si maturare, costurile de capital si tratare, pentru trei tipuri de instalatii de compostare in vas (in-vessel)

Piata pentru composturi este insa incerta. Asociatia compostatorilor din UK, precizeaza ca nici o fabrica de compostare din tara nu-si poate recupera costurile prin vanzarea compostului. De fapt multe fabrici nu sunt platite de loc pentru produsele lor. Costurile pentru compostare trebuie sa fie recuperate din taxele locale in cazul compostarii de catre autoritatile municipale a reziduurilor.

Factori de implementare a acestei tehnici

Implementarea Directivelor asupra solului vor opri deversarile acestor lichide. Viitorul asimilarilor in sol a namolurilor inca nu este clarificat. Compostarea presupune o relativ joasa tehnologie, costuri scazute de tratare a namolurilor din curatarea lanii din care rezulta materii ce pot fi folosite usor prin imprastiere in sol.

Instalatii de referinta

427

Fabrici ca C,F,G si M mentionate in sectiunea 3.2.1 folosesc aceasta metoda de eliminarea namolurilor.

Bibliografie

[187,INTERLAINE,1999]

4.10.12 Folosirea namolului de la curatarea lanii pentru confectionarea caramizilor

Descriere

Argila pentru confectionarea caramizilor trebuie sa contina o cantitate bine precizata de material organic. Oxidarea acestui material in timpul procesului de arderea caramizilor imbunatateste calitatea caramizilor rezultate. Unele argile au un continut organic deficitar fiind dezirabile, in schimb namolurile de la curatarea lanii sunt foarte potrivite pentru aceasta aplicatie.

Principalele beneficii asupra mediului

Namolul este folosit in fabrica ca si produs folositor si ca material organic necesar pentru amestecarea cu argila care poate deriva din surse fosile.

Date operationale

Poate fi necesara monitorizarea procesului de testare prin ardere folosind namol de la curatarea lanii pentru a verifica daca emisiile din caramizile fabricate nu au efecte adverse.

Utilizare

Problemele intampinate in implementarea acestor masuri sunt mai degraba logistice decat tehnice. Dificultatea consta in imbinarea productiei de curatarea namolului cu cerintele de confectionare a caramizilor si de amplasare.

Factori economici

Depinde foarte mult de succesul afacerii intre fabrica de curatare si producatorul de caramizi, de asemenea de costurile surselor alternative ale materialelor organice ce pot fi folosite. Se pare ca aceasta tehnica ar fi mai ieftina decat cea de imprastiere in sol, compostare sau incinerare.

Factori de implementarea acestei tehnici

Pentru fabrica de curatat costurile sunt principalul factor de implementare. Pentru fabricantul de caramizi – utilizarea unei surse consistente si rezonabile de materie (valabila probabil gratis).

Instalatii de referinta

Fabrici ca L si N prezentate in sectiunea 3.2.1 folosesc aceasta metoda de indepartarea unei parti din productia de namol. Se stie ca aceasta tehica se mai foloseste si de cateva fabrici de curatare italiene.

Bibliografie

[187,INTERLAINE,1999].

428

5. Cea mai utilizata tehnologie

Pentru intelegerea continutului acestui capitol atentia cititorului este atrasa de prefata acestui document si in special de a cincea sectiune a prefatei: “Cum sa intelegem si sa folosim acest document”. Tehnicile si emisiile asociate si/sau nivelele de consum prezentate in acest capitol au fost stabilite printr-un proces iterativ impicand urmatorii pasi: identificarea cheii cerintelor de mediu pentru acest sector examinarea celor mai relevante tehnici carora li se adreseaza aceste cerinte identificarrea celor mai bune nivele de performanta asupra mediului, pe baza

datelor utilizate in Uniunea Europeana si in intreaga lume examinarea conditiilor in care au loc aceste nivele de performanta, cum ar fi

preturile, efecte secundare, principalii factori privind implementarea tehnicilor selectarea celei mai bune tehnici disponibile (BAT) cu asocierea niveleor de

emisie si/sau nivelelor de consum din aceasta sectiune in sens general in acord cu Articolul 2 (11) si Anexa IV a Directivei.

Curtea expertilor de judecata din European IPPC Bureau si Technical Working Group (TWG) joaca un rol hotarator in fiecare din aceste faze si in informatii prezentate aici.

Pe baza acestor tehnici impuse, pe cat posibil a nivelelor de emisii si consum asociate cu folosirea celor mai bune tehnici disponibile (BAT- Best available techniques) prezentate in acest capitoil considerate a fi adecvate acestui sector ca un intreg in multe cazuri reflectand performantele catorva instalatii din acest sector. Sunt prezentate nivele de emisii si consumuri asociate cu cele mai bune tehnici disponibile (BAT) pentru a intelege ca acele nivele reprezinta performante asupra mediului ce pot fi anticipate ca rezultat al folosirii in acest sector a tehnicilor descrise tinand cont si de balanta costurilor si avantajele inerente prin definirea BAT. In unele cazuri poate fi tehnic posibil sa se ajunga la nivele de emisii si consum mai bune decat cele impuse dar datorita costurilor si efectelor secundare considerabile, acestea nu pot fi corespunzatoare ca BAT pentru acest sector luat ca intreg. Astefel de nivele pot fi considerate justificative in cele mai multe cazuri unde exista factori speciali de implementare.

Nivelul emisiilor si consumurilor asociate cu folosirea BAT trebuie luate in considerare impreuna cu orice conditii specifice de referinta (perioada medie).

Conceptul de “nivele asociate cu BAT” descris mai sus trebuie distins de termenul de “nivel atins” folosit des in acest document. Acolo unde un nivel este descris ca “atins”-posibil de realizat, folosind tehnici singulare sau combinate, trebuie inteles ca acel nivel se asteapta a fi atins intr-o perioada substantiala de timp intr-o instalatie bine intretinuta si cu o buna functionare a proceselor utilizand aceea tehnica.

Unde a fost posibil s-au dat date privitoare la costuri impreuna cu descrieri ale tehnicilor prezentatein capitolul anterior. Acestea au dat o indicatie generala asupra marimii costurilor implicate. Costurile actuale de folosire a acestor tehnici vor depinde in mare masura de situatii specifice cum ar fi taxele, caracteristicile tehnice ale instalatiilor, etc. Nu este posibil sa se evalueze in intregime, pe deplin toti factorii specifici in acest document. In absenta datelor referitoare la costuri, sunt trasate concluzii asupra viabilitatii economice a tehnicilor din observatiile asupra instalatiilor existente.

In acest capitol BAT generale sunt un punct de referinta pentru analizarea performantelor curente pe instalatiile existente sau analizarea propunerilor pentru instalatii noi. Pe aceasta cale se asista la determinarea celei mai potrivite conditii BAT pentru instalatii sau pentru stabilirea regulilor generale de legatura sub incidenta Articolului 9(8). Se prevede ca noile instalatii sa poata fi proiectate pentru depasirea performantelor nivelelor BAT prezentate aici. Este de asemenea luat in

429

considerare faptul ca instalatiile deja existente tind sa ajunga nivelele generale BAT sau chiar sa le depaseasca, referitor la tehnica si probleme economice aplicabile in fiecare caz.

Documentele de referinta BAT nu dezbat standardele legale, acestea prezinta informatii generale de ghidare pentru industrie, Statele membre si public asupra nivelelor de emisie si consumuri utilizand tehnici specifice. Limita valorilor corespunzatoare in fiecare caz specific va trebui determinata luand in considerare obiectivele Directivelor IPPC si consideratiile locale.

5.1 BAT generic (intreaga industrie textila)

Industria textila este un sector fragmentat si eterogen, compus dintr-un mare numar de subsectoare. Natura deseurilor generate depinde de tipul fabricilor de textile, de procesul de functionare si de fibrele folosite. Din aceasta complexitate un numar de tehnici pot fi definite ca BAT generale aplicabile tuturor tipurilor de operatii textile, procedeelor folosite sau produselor acestora.

Conducere

Tehnologia insusi nu este suficienta, este nevoie sa se mearga inainte impreuna cu un control asupra mediului si o buna gospodarire a fabricii. Conducerea instalatiilor care folosesc potentiale procese poluante cer implementarea mai multor elemente ale Sistemului de Conducere a Protectiei Mediului (EMS).

BAT sunt pentru: implementarea a ceea ce nu se cunoaste despre protectia mediului si includerea

lor in programul de instructaj aplicarea unor practici bune pentru intretinere si curatare (vezi sectiunea 4.1.1) depozitarea fiecaror substante chimice corespunzator instructiunilor date de

producator in fisa de insotire cu siguranta materialeor urmand de indicatii date in BREF pe stocuri (in preparare la timpul pentru scris)

luarea masurilor de evitarea scurgerilor de chimicale si a solutiilor din proces. Daca au loc scurgeri, trebuiesc luate masurile ce se impun pentru contaminare, curatarea acestora si depozitarea lor intr-un loc sigur. Ar trebui sa fie imposibil ca scurgerile sa ajunga pe suprafata apei sau in canalizare.

Implementarea unui sistem de monitorizare a intrarilor si iesirilor din proces (atat local cat si la nivel de proces), incluzand intrarile de materie prima textila, chimicale, incalzire, energie, apa si iesirile de produse, apa reziduala, emisii de aer, namol, deseuri solide si produse secundare. O buna intelegere a proceselor de intrari si iesiri este esentiala pentru identificarea zonelor prioritare si pentru imbunatatirea performantelor asupra protejarii mediului.

Dozarea si dispersia chimicalelor (excluzand vopselele)

In metodele BAT sunt instalate sisteme automate de dozare si de dispersie care masoara exact cantitatea de chimicale si auxiliare ceruta a fi livrata direct in diferite masini cu ajutorul conductelor fara interventia diercta a operatorului. Apa folosita pentru spalarea vaselor de preparare si a conductelor de alimentare a fost luata in considerare la calcularea cantitatilor de solutie preparata. Alte sisteme folosesc fluxuri separate pentru fiecare produs ce trebuie livrat. In acest caz chimicalele nu sunt amestecate inaintea introducerii in aplicatorul masinii si nu este nevoie de curatarea containerelor, pompelor si conductelor inainte de faza urmatoare. Mai multe informatii despre sistemul de dozare sunt prezentate in sectiunea 4.1.3.

Selectarea si folosirea substantelor chimice

BAT urmeaza principii generale precise in selectarea chimicalelor si controlul acestora in uz:

430

Trebuie actionat unde este posibil sa se ajunga la rezultatele dorite fara sa se foloseasca substante chimice

Unde acest lucru nu este posibil trebuie selectate chimicalele potrivite care sunt cel mai putin daunatoare asupra mediului

Exista un numar de liste si instrumente de calsificare a chimicalelor. Cateva exemple de instrumente de selectie si evaluare a chimicalelor in caord cu impactul lor asupra aerului si apei sunt descrise in sectiunile 4.3.1 si 4.3.2. Moduri de operare care asigura cele mai scazute riscuri include tehnici cum ar fi instalatiile inchise de eliminare integrala a mudariilor si distrugerea poluantilor. Binenteles ca este esential ca toate aceste sa fie recunoscute prin legislatia Comunitara in vigoare.

Urmatoarele principii, un numar de concluzii asupra BAT, detaliate, sunt prezentate in continuare.

Pentru produsi cu activitate de suprafata (detergenti), BAT substituie etoxilatele alchilfenolici si alte substante daunatoare cu cele care sunt deja biodegradabile sau bioeliminabile in uzina de tratarea apelor uzate si care nu formeaza substante toxice (cum este descris in sectiunea 4.3.3).

Pentru agentii complecsi, BAT sunt de a: Evita sau reduce agentii complecsi in procesele de pretratament si vopsit prin

combinarea: Amelioratorilor sau apei proaspete pentru indepartarea fierului si cationilor

pamanturilor grele alcaline din procesarea apei Folosirea unui proces uscat pentru indepartarea particulelor de fier brut din

produs inaintea decolorarii (albirii) (sunt instalate detectoare metalice in liniile de pretratament continuu asa cunm s-a descris in sectiunea 4.5.6). Acest tratament este convenabil cand procesul incepe cu o faza oxidativa/de descleiere, altfel o cantitate uriasa de chimicale vor fi necesare pentru dizolvarea particulelor grosiere de fier in procesele umede. Aceasta faza nu este necesara la un tratament de curatare alcalin ce se realizeaza ca prim pas inaintea decolorarii.

Indepartarea fierului ce se fgaseste in interiorul fibrelor folosind acid demineralizant sau mai bine agenti reducatori intamplatori (hazarduosi) (vezi sectiunea 4.5.6) inaintea decolorarii produselor puternic contaminate.

Aplicarea peroxidului de hidrogen in conditii optime controlate asa cum este descris in sectiunea 4.5.6

Selectarea agentilor complecsi biodegradabili sau bioeliminabili (decsrisi in sectiunea 4.3.4)

Pentru agentii antispumanti, BAT sunt de a: Minimiza sau evuita folosirea lor prin:

Folosirea jeturilor de aer si bailor cu volum scazut unde solutia nu ste agitata de rotirea produsului

Refolosirea baii tratate Selectarea agentilor antispumanti care sunt fara uleiuri minerale si sunt

caracterizati printr-o rata inalta de bioeliminare, asa cum s-a descris in sectiunea 4.3.5.

Selectia materiei prime de fibre introduse

In prezent producatorii de textile nu sunt bine informati de catre furnizorii lor asupra calitatii si cantitatii substantelor aplicate pe fibre in timpul proceselor (ex. agentii de preparare, pesticide, uleiuri de tricotare). Cunoasterea acestor caracteristici este esentiala pentru producator pentru prevenirea si controlul impactului acestor substante asupra mediului.

BAT cauta sa colaboreze cu partenerii care intra in lantul fabricantilor de textile pentru a crea o responsabilitate asupra protejarii mediului. Este de dorit sa existe un schimb permanent de informatii asupra tipului si incarcaturilor chimice care sunt

431

adaugate sau ramase in fibre la fiecare stadiu al productiei acestora. Pe langa conditiile specifice din contracte, exista un numar de planuri privind certificari organice pentru bumbac, certificari aplicate in Germania pentru imbracaminte, etc. Tabelul de mai jos prezinta BAT identificate pentru cateva materii prime pentru prevenirea surselor de impact ale poluantilor prezenti in fibre inaintrea ajungerii acestora la procesele de finisare. Toate masurile luate in procesele textile asupra materiei prime de fibre se incadreaza in cateva categorii de callitate astfel incat cei care le finiseaza pot obtine informatii asupra tipului si cantitatilor contaminarilor.

Materie prima

BAT

Fibre artificiale

materiale selectate tratate cu agenti de perparare cu emisii putine, biodegradabili si bioeliminabili (vzi 4.2.1)

Bumbac materiale selectate apretate cu tehnica de adaousuri putine prin incleiere (prin imuierea firelor de urzeala, vezi 4.2.5) si o inalta eficienta de bioeliminare a agentilor de apretare (vezi 4.2.4)

folosirea informatiilor disponibile pentru evitarea contaminarii procesarii fibrelor cu chimicale daunatoare cum sunt PCP

folosirea cresterii organice a bumbacului cand conditiile de piata o permit

Lana folosirea informatiilor disponibile pentru evitarea contaminarii procesarii fibrelor cu chimicale daunatoare cum sunt OC reziduuri de pesticide (vezi 4.2.7)

minimizarea la sursa a oricarei folosiri legale a ectoparasiticide de oaie prin incurajarea dezvoltarii reziduurilor de lana cu continut scazut de pesticide printr-un continuu dialog cu organele competente responsabile cu producerea lanii si vanzarea acesteia in toate tarile (vezi 4.2.8)

selectarea firelor toarse de lana cu agenti de filare biodegradabili in schimbul formulelor bazate pe uleiuri minerale si/sau continand APEO (vezi 4.2.2).

Tabelul 5.1: Bat pentru selectia materiei prime de fibre intrate

Controlul apei si energiei

Economiile de apa si energie sunt des mentionate in industria textila datorita folosirii in principal a energiei pentru incalzire in procesele bailor. Cele prezentate mai jos sunt o insumare a BAT selectate pentru economia de apa si energie. Limitarea aplicabilitatii tehnicilor listate mai jos sunt discutate in sectiunea de efecte secundare.

BAT este pentru: monitorizarea consumurilor de apa si energie in diferite procese

mentionate anterior si descrise in sectiunea 4.1.2 instalarea mecanismelor de control al fluxului si valve de inchidere

automate pe masinile cu flux continuu (vezi sectiunea 4.1.4 si 4.9.2) instalarea controlului automat pentru controlul volumului de umplere si

temperatura solutiei in masinile discontinue (sectiunea 4.1.1 si 4.6.19)

432

stabilirea procedurilor de productie bine documentate pentru evitarea risipei datorate unei practici neadecvate (sectiunea 4.1.4)

optimizarea planurilor de productie si reglarea proceselor de pretratament la cerintele de calitate necesare in procesele in aval (sectiunea 4.1.1)

investigarea posibilitatii de combinare a diferitelor tratamente intr-o singura faza (sectiunea 4.1.1 si 4.1.4)

instalarea masinilor cu ratie scazuta si ultrascazuta de solutie in procesele discontinue (sectiunile de la 4.6.19 la 4.6.21)

introducerea tehnicilor de adaos scazut prin incleiere in procesele continue (sectiunea 4.1.4)

imbunatatirea eficientei spalarii atat in procesele discontinue pe loturi cat si in cele continue descrise in sectiunile 4.9.1 si 4.9.2

refolosirea apei de racire ca apa de proces (permite de asemenea recuperarea de caldura) (sectiunea 4.1.1)

investigarea posibilitatilor de refolosirea apei si reciclare prin sistematice caracterizari ale calitatii si volumului diferitelor procese de flux in scopul identificarii proceselor pentru care substantele continute in diferite fluxuri reziduale sunt inca valabile si nu interfereaza cu calitatea produsului. Pentru reciclarea in procesele discontinue este convenabila instalarea unor mecanisme cu facilitati incluse care usureaza recuperarea si refolosirea fluxurilor reziduale. Exemple de variante pentru refolosirea apei sunt date in sectiunile 4.5.8 si 4.6.22.

echiparea cu capace pentru etanseizarea masinilor pentru evitarea pierderilor de vapori (sectiunile 4.1.1 si 4.6.19)

izolarea tevilor, valvelor, rezervoarelor, masinilor pentru minimizarea pierderilor de caldura (sectiunea 4.1.5)

optimizarea boilerelor prin refolosirea apei condensate, preincalzirea aerului furnizat, recuperarea caldurii din gazele de combustie (sectiunile 44.1.1, 4.4.3 si 4.8.1)

separarea apei reziduale fierbinti si a celei reci pentru recuperarea caldurii si recuperarea caldurii din fluxurile fierbinti (sectiunea 4.1.1 si 4.6.22)

instalarea de sisteme de recuperarea caldurii pentru gazele arse (sectiunile 4.1.1, 4.4.3 si 4.8.1)

instalarea moroarelor electrice cu frecventa controlata (sectiunea 4.1.1).

Controlul fluxurilor reziduale

BAT este de a: colectarea separata a reziduurilor solide inevitabile folosirea incarcaturilor sau containerelor returnabile.

5.2 Masuri de integrarea proceselor pentru procesari si operatii unitare

433

Aceasta sectiune prezinta masurile de integrarea proceselor pentru procesele si operatiile cuprinse in acest document. Masuri de micsorare a capetelor tevilor sunt descrise in sectiunea urmatoare. Prezentarea urmarind indicatiile unui proces unitar de baza, unde este necesar, a sectoarelor /categoriilor de fabrici unde exista limitari in aplicabilitatea masurilor specifice examinate.

5.2.1 Curatarea lanii

Curatarea lanii poate fi facuta folosind apa (cel mai des) sau un solvent organic. Ambele metode sunt determinate ca BAT, satisfacand un numar de cerinte.

Curatarea lanii cu apaBAT este pentru:

selectarea fibrelor brute de lana in acord cu masurile BAT identificate in tabelul 5.1

substituirea detergentilor etoxilati alchifenoli cu etoxilat alcoolic sau cu alti substituienti rapid biodegradabili care nu au rezultate toxice in acord cu masurile BAT definite in sectiunea 4.3.3

utilizarea eliminatoarelor de murdarie si recuperatoare de garsime cu capacitati mari descrise in sectiunea 4.4.1 (pentru lana fina si extrafina, recuperarea grasimii lanii se realizeaza folosind mecanisme ce au flux de namol continuu separat care permite eliminarea fractiunilor foarte fine de murdarie fara a fi nevoie de o bucla separata pentru indepartarea murdariilor). Valorile BAT pentru consumul de apa sunt intre 2 si 4 l/kg de lana grasa pentru fabricile medii si mari (procesand 15000 tone/an de lana grasa) si 6 l/kg pentru fabricile mici. Valorile pentru recuperarea grasimilor sunt intre 25 si 30% grasimi estimate a fi prezente in curatarea lanii.

Reducerea consumului de energie la 4-4.5 MJ/kg de lana grasa procesata, cuprinzand aprox. 3.5 MJ/kg energie termala si 1 MJ/kg energie electrica printr-o combinatie potrivita urmatoarelor tehnici (suplimentar recuperarii grasimilor mai sus mentionate): Echiparea cu capace a vaselor de curatare pentru prevenirea

pirderilor de caldura Optimizarea performantelor preselor finale de stoarcere pentru

imbunatatirea indepartarii mecanice a apei inaintea proceselor de uscare

Functionarea ultimului vas la temperaturi relativ inalte. Optimizarea temperaturii este in jur de 650C, exceptie facand decolorarea cu peroxid care se realizeaza in ultimul vas. In acest caz temperatura optima de decolorare este de 480C

Controlul automat al umiditatii in uscator cu senzori care masoara umiditatea atmosferei uscatorului sau chiar a lanii insusi

Reechiparea recuperatoarelor de caldura cu uscatoare

Datorita lipsei datelor nu este posibil sa definim valoric mai sus mentionatele BAT pentru consumurile de apa si energie aplicabile pentru lana extrafina (fibre cu diametru tipic mai mic de 20 um).

434

Curatarea cu solventi organiciCuratarea cu solventi organici este determinata ca BAT, masurile descrise in sectiunea 2.3.1.3 sunt luate pentru minimizarea pierderilor si prevenirea oricaror posibile contaminari ale panzei freatice datorita difuziei poluantilor si accidentelor.

5.2.2 Industria textila de finisare si covoare

PRETRATAMENT

Indepartarea lubrifiantilor de la tricotare de pe produsBAT se face prin :

Selectarea produselor tricotate ce trebuie procesate folosind lubrifianti solubili in apa si biodegradabili in locul lubrifiantilor conventionali pe baza de ulei mineral (vezi sectiunea 4.2.3). Acestia se indeparteaza prin spalari in apa. Cu produsele tricotate facute din fibre sintetice fazele de spalare trebuie sa se faca inaintea termofixarii (pentru indepartarea lubrifiantilor si evitarea eliberarii acestora sub forma de emisii in aer).

Realizarea fazei de termoficare inaintea spalarii si tratarea emisiilor in aer generate de uscatorul cu rame de intindere prin sistemul de electrofiltrare uscata ce permite recuperarea de energie si colectarea separata a uleiului.Toate acestea vor duce la o reducere a contaminarii efluentului (vezi sectiunea 4.10.9).

Indepartarea uleiurilor insolubile in apa folosind solvent organic de spalare. Cerintele descrise in sectiunea 4.9.3 sunt luate ca si clauze pentru distrugerea in bucla (masina de indepartat murdarie si recup. de grasime) a poluantilor persistenti (prin procese avansate de oxidare). Acestea vor evita orice posibile contaminari ale panzei freatice prin difuzia poluantilor si accindente. Aceasta tehnica este convenabila cand agentii de preparare insolubili in apa sunt uleiurile de silicon prezente pe produs.

Descleierea (dezapretarea)BAT este de a face una din urmatoarele:

Selectarea procesarii materiilor prime cu tehnica de adaos scazut prin incleiere (preinmuierea firelor, vezi 4.2.5) si agenti de apretare bioeliminabili (vezi 4.2.4) combinat cu folosirea unui sistem eficient de spalare pentru dezapretare si o tehnica de tratare a apei reziduale cu un F/M scazut (F/M<0,15 kg BOD5/kg MLSS-d, adaptate la namol activat si temperaturi mai mari de 150C- vezi 4.10.1) pentru imbunatatirea bioeliminarii agentilor de apretare.

Adoptarea caii oxidative cand nu este posibila controlarea sursei de materie prima (vezi 4.5.2)

Combinarea dezapretarii/curatarii si decolorarii intr-o singura faza cum este descris in sectiunea 4.5.3

Recuperarea si refolosirea agentilor de apretare prin ultrafiltrari asa cum este descris in sectiunea 4.5.1

Decolorarea (albirea)BAT este pentru:

435

Folosirea peroxidului de hidrogen pentru decolorare ca agent preferat de albire combinat cu tehnicile pentru minimizarea utilizarii peroxidului de hidrogen stabilizat, descris in sectiunea 4.5.6, sau folosind agenti complecsi biodegradabili si bioeliminabili descrisi in 4.3.4

Folosirea cloritului de sodiu pentru fibrele de in si fibrele liberiene (de bast) ce nu pot fi albite numai cu peroxid de hidrogen. O albire in doua faze cu peroxid de hidrogen si dioxid de clor este o obtiune preferata. Trebuie sa ne asiguram ca este folosit dioxidul de clor cu clor elementar liber. Acesta este produs folosind peroxid de hidrogen ca agent reducator al cloratului de sodiu (vezi 4.5.5)

Limitarea folosirii hipocloritului de sodiu numai in cazurile in care este nevoie de o albire pronuntata si produsul este prea fragil pentru a suferi o depolimerizare. In aceste cazuri speciale pentru reducerea formarii AOX daunatoare decolorarea cu hipoclorit de sodiu se realizeaza intr-un proces in doi pasi in care peroxidul este folosit in primul pas si hipocloritul in cel de-al doilea. Efluentul de la decolorarea cu hipoclorit este pastrat separat de alte fluxuri si amestecuri de efluenti, pentru reducerea formatiunii AOX daunatoare.

MercerizareaBAT este pentru:

Recuperarea si refolosirea alcalilor din apa de limpezire de la mercerizare descisa in sectiunea 4.5.7

Sau refolosirea efluentului cu continut de alcali in alte tratamente de preparare

Vopsirea

Dozarea si dispersia vopselelor BAT este facut pentru urmatoarele:

Reducerea numarului vopselelor (o cale pentru reducerea acestora este de folosirea sistemului tricromatic)

Folosirea sistemelor automate de dozare si dispersie a vopselelor La liniile continue lungi volumul de distribuire in linie este comparabil cu

volumul in fulard, fiind preferate statiile descentralizate automate care nu permit interferenta chimicalelor cu vopselele inaintea procesului si sunt curatate in intregime automat

BAT generale pentru procesul de vopsire discontinuu (in loturi)BATeste pentru:

Folosirea masinilor echipate cu controlor automat de umplere, parametrii de temperatura si alti parametrii ai ciclului de vopsire, sistem indirect de incalzire – racire, capace si usi pentru minimizarea pierderilor de vapori

Alegerea mecanismului depinde de marimea lotului ce trebuie procesat pentru a permite operarea in limitele nominale ale ratiei de solutie pentru care sunt proiectate. Masini moderne pot fi operate la o rata aproximativ constanta de solutie fiind incarcate la un nivel de 60% din capacitatea lor

436

nominala (sau 30% din capacitatea nominala pentru masinile de vopsit fire, vezi sectiunea 4.6.19)

Alegerea de noi masini pentru a face posibile cererile descrise in sectiunea 4.6.19:

o Ratie de solutie scazuta sau ultra scazuta o Separarea in proces a baii de substrat o Separarea interna a solutiei din proces de solutia de spalareo Extractia mecanica a solutiei pentru reducerea transferurilor si

imbunatatirea spalarii o Reducerea duratei ciclurilor

Metoda de substituire a limpezirii prin inundare in favoarea umplerilor si scurgerilor succesive sau a altor metode (metode de limpezire inteligenta pentru produs) cum este descris in sectiunea 4.9.1

Reutilizarea apei de limpezire pentru urmatoarea vopsire sau reconstituirea si reutilizarea baii de vopsea cand considerentele tehnice o permit. Aceasta tehnica (vezi 4.6.22) este usor de implementat in vopsirea fibrelor neampletite cand se folosesc masini cu incarcare pe la varf. Fibra purtata poate fi indepartata din masina de vopsit fara golirea baii. Masinile moderne de vopsit discontinue sunt echipate cu rezervoare interne permitand o separare automata neintrerupta a concentratelor din apa de limpezire

BAT pentru procesele de vopsire continua

Procesele de vopsire continua si semicontinua consuma mai putina apa decat cele discontinue dar produc reziduri inalt concentrate.

BAT este pentru reducerea pierderilor de solutie concentrata prin: Folosirea sistemului de adaos scazut de solutie si minimizarea capacitatii

volumului vasului cand se foloseste tehnica de vopsire cu fulard Adoptarea sistemului de dispersie unde chimicalele sunt dispersate pe

loc ca fluxuri separate fiind amestecate numai imediat inaintea alimentarii in aplicator

Folosirea uneia dintre urmatoarele sisteme de dozare a solutiei de fulardere bazate pe masurarea ridicatorului (vezi 4.6.7):

o Masurarea cantitatii de solutie de vopsit consumata in acord cu cantitatea de produse fabricate (lungimea produsului multiplicata cu greutatea specifica); valorile rezultate sunt automat procesate si folosite pentru prepararea urmatorului lot de comparatie

o Folosirea tehnicii de vopsire in loturi unde solutia este preparata pentru intregul lot inaintea inceperii vopsirii, solutia de colorare este preparata pe loc in cativa pasi bazati pe masurarea pe loc a ridicatorului. Aceasta a doua tehnica este de preferat cand conditiile economice o permit (vezi 4.6.7)

Cresterea eficientei spalarii in acord cu principiile spalarii contracurent si reducerea transferurilor in sectiunea 4.9.2

Vopsirea amestecurilor PES & PES cu dispersia vopselelorBAT este pentru:

Evitarea folosirii transferurilor daunatoare prin (in ordinea prioritatilor):

437

o Folosirea fibrelor de poliester ce pot fi vopsite fara transfer (PET modificat sau tip de PTT) cum este descris in sectiunea 4.6.2, cand considerentele produsului de piata o permit

o Vopsirea in conditii HT fara folosirea transferurilor. Aceasta tehnica nu este aplicabila pentru PES/WO si elastan/WO legaturi

o Substituirea vopselelor de transfer conventionale bazate pe benzilbenzoat si N-alchilftalmide pentru vopsirea firelor WO/PES (vezi sectiunea 4.6.1)

Substituirea ditionitului de sodiu in tratamentul suplimentar al PES, prin aplicarea unuia dintre cele doua puncte propuse (vezi 4.6.5):

o Inlocuirea ditionitului de sodiu cu agenti de reducere bazati pe derivatele acidului sulfuric. Aceasta ar trebui combinata cu masuri pentru a ne asigura ca numai o cantitate stricta de agent de reducere necesara pentru reducerea colorantilor este consumata (prin utilizarea nitrogenului pentru indepartarea oxigenului din solutie si din aerului din masina)

o Folosirea vopselelor de dispersie ce pot fi clarificate in mediul alcalin prin solubilizare hidrolitica in locul reducerii (vezi 4.6.5)

Folosirea formulelor optimizate de vopsele ce contin agenti de dispersie de bioeliminare descrisi in sectiunea 4.6.3.

Vopsirea cu vopsele sulfuriceBAT este pentru (vezi 4.6.6): Inlocuirea pulberii conventionale si a vopselelor sulfurice lichide cu coloranti

stabilizati ne preredusi fara sulfuri sau cu vopsea lichida cu formula preredusa cu continut de sulf mai mic de 1%

Inlocuirea sulfurii de sodiu cu agenti de reducere fara sulf sau ditionit de sodiu

Luarea masurilor de a ne asigura ca doar o cantitate stricta de agent de reducere necesar reducerii colorantilor este consumat (prin folosirea nitrogenului pentru indepartarea oxigenului din solutie si din aerul din masina)

Folosirea peroxidului de hidrogen ca oxidant preferential.

Vopsirea discontinua (in loturi) cu vopsele reactiveBAT este pentru: Folosirea unei fixari inalte, vopsele reactive sarace in sare, descrise in

sectiunile 4.6.10si 4.6.11 Evitarea folosirii detergentilor si agentilor complecsi in fazele de limpezire si

neutralizare dupa vopsire prin aplicarea unei limpeziri fierbinti integrale cu recuperarea energiei termale di efluentul de limpezire (vezi sectiunea 4.6.12).

Vopsirea discontinua in fulard cu vopsele reactiveBAT este pentru folosirea acestei tehnici realizate la nivele echivalente cu cele descrise in sectiunea 4.6.13. Tehnica descrisa este mai scumpa efectiv decat vopsirea discontinua prin fulardare in termeni de cost total de proces dar capitalul initial al investitiei in noua tehnologie este semnificant. Pentru instalatiile noi si acelea care vor sa-si inlocuiasca echipamentul costul nu este un factor semnificant. In toate cazurile BAT sunt pentru evitarea folosirii ureei si metodelor de fixare fara silicati.

438

Vopsirea laniiBAT este pentru: Substituirea vopselelor be baza de crom cu vopsele reactive sau unde nu este posibil

folosirea metodelor de cromare ultra scazute care sa indeplineasca intocmai cerintele mentionate in sectiunea 4.6.15: Un factor de emisie de 50 mg crom pe kg de lana tratata care corespunde unei

concentratii de crom de 5 mg/l in baia uzata de cromare la o ratie de 1:10 a solutiei Nu este detectabil cromul (IV) in apa reziduala (folosibd metoda standard capabila

de detectarea Cr IV la concentratii mai mici de 0.1 mg/l) Asigurarea minimului de deversari ale metalelor grele in apa reziduala la vopsirea lanii

cu vopsele cu metal complecsi. Valorile asociate BAT au factori de emisie de 10-20 mg/kg lana tratata care corespund la 1-2 mg/l crom in baia de vosea uzata la o ratie a solutiei de 1:10. Performante pot fi atinse prin: Folosirea auxiliarelor care intensifica adsorbtia vopselei cum este descris in

sectiunea 4.6.17 pentru lana desfacuta si varfuri Folosind metoda de control al pH-ului pentru maximizarea epuizarii baii finale

Se da intaietate proceselor cu pH controlat la vopsirea cu vopsele cu pH controlat (vopsele acide si bazice) astfel incat nivelul vopsirii este este obtinut cu epuizare maxima a vopselelor si agenti rezistenti la insecte si folosirea la minimum a agentilor organici de egalizare (vezi sectiunea 4.6.14).

IMPRIMAREA

Procesul in generalBAT este pentru: Reducerea pierderilor de pasta de imprimat in masina rotativa de imprimat prin:

Minimizarea volumului pastei de imprimat din sistemul de alimentare (vezi 4.7.4) Recuperarea pastei din sistemul de alimentare la sfarsitul fiecarei rulari prin

adoptarea tehnicilor descrise in 4.7.5 Reciclarea pastei reziduale (vezi 4.7.6)

Reducerea consumurilor de apa in operatiile de curatare prin combinarea (vezi 4.7.7) urmatoarelor: Controlul pornirilor si opririlor curatarii curelelor de transmisie de la imprimare Refolosirea partilor curate de apa de limpezire de la curatarea storcatoarelor,

ecranelor si vaselor Refolosirea apei de limpezire de la curatarea curelelor de transmisie

Folosirea masinilor digitale cu jet de cerneala pentru productiile de serie mica (mai putin de 100m) pentru fabricile de materiale cand piata de produse o permite (vezi 4.7.9). Nu se considera BAT spalarea cu solvent pentru prevenirea blocajelor cand masina de imprimat nu se foloseste

Folosirea masinilor digitale cu jet descrise in sectiunea 4.7.8 pentru imprimarea covoarelor si produselor groase.

Imprimarea reactiva BAT este pentru evitarea folosirii ureei prin:

439

Proces intr-o singura faza cu adaos de umezire controlat unde umezirea se aplica ca si spuma sau prin pulverizare fina cu o cantitate bine definita de apa (vezi 4.7.1)

Sau Metoda de imprimare in doua faze (vezi 4.7.2)

Pentru matase si vascoza, procesul intr-o singura faza prin tehnica de pulverizare nu este o metoda sigura datorita adaosului de umezeala prin apretare scazut cerut pentru aceste fibre. Tehnica de spumare cu eliminarea completa a ureei este buna pentru vascoza dar pentru matase inca nu. Este un cost initial mare de investitie pentru masina de spumare de aprox. 200000 euro la o capacitate de productie peste 80000 metri liniari pe zi. Tehnica se foloseste in conditii economice viabile in fabrici cu capacitatea de 30000, 50000 si 140000 metri lineari pe zi. Se pune intrebarea daca tehnica este viabila economic si pentru fabrici cu capacitate mai mica.

Acolo unde nu se foloseste tehnica de spumare, cantitatea de uree consumata poate fi redusa la aprox. 50 g/kg de pasta de imprimat pentru matase si la 80 g/kg pentru vascoza.

Imprimarea cu pigmentiBAT este folosit pentru optimizarea pastelor care indeplinesc urmatoarele cerinte (vezi 4.7.3): Ingrosatorii cu slabe emisii de carbon organic volatil (sau care nu contin solventi

volatilici de loc) si legaturilor slabe de formaldehide. Valorile emisiei aerului sunt <0.4 g Org.-C/kg textile (20 m3 aer/kg de textile)

APEO liber (fara) si grad inalt de bioeliminare Reducerea continutului de amoniu. Valori ale emisiilor : 0.6 g NH3/ kg de textile (20 m3

aer/kg de textile)

FINISAREA

Procesul in generalBAT este pentru: Minimizarea solutiei reziduale prin:

Folosirea tehnicilor de aplicare minimala (aplicarea de spuma, pulverizarea) sau reducerea volumului mecanismelor de fulardare

Refolosirea solutiilor de fulardare daca calitatea nu este afectata Minimizarea consumului de energie in uscatoarele de latit cu rame prin (vezi 4.8.1):

Folosirea echipamentului de dezhidratare mecanica pentru reducerea continutului de apa a produsului care intra inprelucrare

Optimizarea fluxului de aer exhaustat, intretinerea automata a umiditatii exhaustate intre 0.1 si 0.15 kg apa/kg de aer uscat, considerand timpul luat pentru atingerea conditiilor de echilibru

instalarea sistemelor de recuperarea caldurii echiparea cu sisteme de izolare asigurarea intretinerii optime a arzatoarelor in uscatoarele cu incalzire directa

folosirea retetelor optimizate de emisii scazute de aer. Un exemplu de clasificare si selectie a retetelor de finisare este “Conceptul factorilor de emisie” descris in sectiunea 4.3.2.

Tratament de ingrijire usoara

440

BAT este pentru folosirea agentilor cu legaturi chimice transversale in fibra fara formaldehide in sectorul covoarelor si a celor fara formaldehida sau cu formaldehida putina (<0.1 %continut de formaldehida in formula) in industria textila (vezi 4.8.2)

Tratamentul de protejare contra insectelor Procesul in general

BAT este pentru: Adoptarea masurilor potrivite pentru manipularea materialului asa cum este descris

in sectiunea 4.8.4.1 Asigurarea unei eficiente de 98% (transferul agentilor pt. rezistenta la insecte in

fibra) Adoptarea urmatoarelor masuri suplimentare cand agentuii contra insectelor sunt

aplicati in baia de vopsea: Asigurarea unui pH<4.5 la sfarsitul procesului si daca nu este posibil aplicarea

agentilor contra insectelor intr-o faza separata cu reutilizarea baii Adaugarea agentilor contra insectelor dupa dilatarea baii pentru evitarea

scurgerilor Selectarea auxiliarelor pentru vopsit care nu exercita o actiune de intarziere a

adsorbtiei (epuizarii) agentilor contra insectelor in timpul procesului de vopsire (vezi sectiunea 4.8.4.1)

Protectia firelor contra moliilor prin filarea uscata BAT este pentru folosirea uneia sau ambelor tehnici care urmeaza (descrise I sectiunea 4.8.4.2): Combinarea tratamentului suplimentar cu acid (cresterea adsorbtiei de substanta

activa contra moliilor) si refolosirea baii de limpezire pentru urmatorul pas de vopsire

Aplicarea unui tratament suplimentar proportional pe 5% din totalul de fire amestecate combinat cu mecanisme de vopsire speciale si sisteme de reciclarea apei reziduale pentru minimizarea emisiilor substantelor active in apa.

Tratarea contra moliilor a fibrelor vopsite neimpletite si in productia de curatarea firelor BAT este pentru (vezi 4.8.4.3): Folosirea sistemelor speciale cu volum scazut plasat la sfarsitul masinii de curatat fire Procesul de reciclare a solutiei cu volum scazut intre loturi si folosirea proceselor

proiectate special pentru indepartarea substantei active din solutia uzata. Acesta tehnica poate include tratamente adsorptive sau degradative

Aplicarea solutiilor contra moliilor direct pe firele covoarelor (cand se realizeaza tratamentul contra moliilor in timpul fabricarii covorului) folosind tehnologia de aplicare spumata.

Protejarea firelor contra atacului moliilor in timpul vopsirii acestora BAT sunt pentru (vezi 4.8.4.4): Folosirea unui proces separat de tratament suplimentar pentru minimizarea emisiilor

din procesul de vopsire Folosirea masinilor semicontinue cu volum scazut sau centrifuge modificate Reciclarea solutiilor proceselor cu volum scazut intre loturile de fire si procesul special

proiectat sa indeparteze substanta activa din solutia uzata. Aceste tehnici pot include tratamente adsorptive sau degradative

441

Aplicarea solutiilor contra moliilor direct pe firele covoarelor (cand se realizeaza tratamentul contra moliilor in timpul fabricarii covorului) folosind tehnologia de aplicare spumata.

Tratament de inmuiere BAT este pentru aplicarea agentilor de inmuiere prin manglurile fulardului sau mai bine prin pulverizare si spumare, in locul transferului acestui tratament prin exhaustare direct in masina discontinua de vopsit (vezi 4.8.3).

SPALAREA

BAT este pentru: Substituirea fluxului de spalare si limpezire cu metode de golire si umplere

sau prin “limpezire inteligenta” cum este descris in 4.9.1 Reducerea consumului de apa si energie in procesele continue prin:

Instalarea de masini de spalat cu eficienta inalta in concordanta cu principiile descrise in sectiunea 4.9.2. valorile eficentei in procesele de spalare continue ale produselor celulozice si sintetice cu latime deschisa sunt prezentate in tabelul 4.38

Introducerea echipamentelor de recuperarea caldurii Cand nu se permite folosirea solventilor halogentai organici (cu produsele

care sunt incarcate cu preparate ca uleiurile de silicon care sunt greu de indepartat cu apa), folosirea echipamentului cu bucle total inchis. Este esential ca echipamentele sa indeplineasaca in intregime toate conditiile descrise in sectiunea 4.9.3 si distrugerea avansata a poluantilor (procese de oxidare avansate) pentru evitarea oricaror posibile contaminari a panzei freatice.

5.3 Tratamentul efluentilor si distrugerea deseurilor

TRATAMENTUL APEI REZIDUALE

Tratamentul apei reziduale urmeaza cel putin trei startegii deferite: Tratament central in instalatia de tratarea apei reziduale biologice pe loc Tratamentul central in afara fabricii in uzina de tratarea apelor reziduale

municipale Tratament descentralizat pe loc (sau in afara) a fluxurilor selectate,

separate de apa reziduala

Toate aceste trei strategii au obtiuni BAT aplicate in prezent. Principiile unanim acceptate in conducerea tratarii apelor reziduale include: Fluxuri diferite de ape reziduale rezultate din proces (vezi 4.1.2) Separarea efluentilor la sursa in acord cu tipulde contaminare si incarcatura

inaintea amestecarii cu alte fluxuri. Face posibila reciclarea si refolosirea efluentilor

Alocarea fluxurilor contaminate de apa reziduala a tratamentului celui mai potrivit

Evitarea introducerii componentilor apei reziduale in sistemul de tratament biologic, cand acestia pot cauza probleme de functionare sistemului.

442

Tratarea fluxurilor de deseuri continand o fractie nebiodegradabila relevanta prin tehnologii potrivite inaintea sau in locultratamentelor biologice finale.

In concordanta cu aceste lucruri urmatoarele tehnici sunt determinate ca BAT generale pentru tratamentul apei reziduale in industria de finisare textila si industria covoarelor: Tratamentul apei reziduale in sisteme cu namol activat la o ratie scazuta de

micoorganisme cum este descris in sectiunea 4.10.1, fluxurile concentrate ce contin compusi nebiodegradabili sunt pretratate separat

Pretratamentul fluxurilor de apa reziduala separate si selectarea incaracaturilor mari (COD>5000 mg/l) continand compusi nebiodegradabili prin oxidarea chimica (reactia Fenton descrisa in 4.10.7). Fluxurile de apa reziduala candidate provin din solutii de fulardare in vopsirea semicontinua sau continua si din finisare, bai de dezapretare, paste de imprimare reziduuri de la imbracarea pe dos a covoarelor, vopsirea prin epuizare si bai de finisare.

Reziduurile specifice din procese cum ar fi pasta reziduala de imprimare si solutia de la fulardare sunt foarte puternice si ar trebui unde este posibil sa fie tinute separat de fluxul de apa reziduala.

Aceste reziduuri trebuie dispersate in mod potrivit; oxidarea termica poate fi una dintre aceste metode datorita uni valori calorice mari.

Pentru cazurile specifice in care apa reziduala contine pigmenti de la imprimare sau latex de la covoare, precipitarea/flocularea si incinerarea acestor namoluri rezultate poate fi o alternativa viabila oxidarii chimice (vezi 4.10.5).

Pentru vopselele azo, tratamentul anaerobic al solutiei de fulardare si aa pastei de imprimare cum s-a descris in sectiunea 4.10.6 inaintea tratamentului anaerobic subsecvent se poate realiza pentru indeparatrea coloratiei.

Daca fluxul de apa concentrat contine compusi nebiodegradabili ce nu pot fi tratati separat se cere un tratament aditional fizico-chimic, care include: Un al treilea tratament urmat de tratamentul biologic. Ca exemplu este

adsorbtia carbonului activat cu reciclarea carbonului activat pentru sistemul de namol activat: acesta este urmat de distrugerea compusilor nebiodegradabili prin incinerare sau tratament cu radicali liberi (generand OH*, O2

*-, CO2*-) ai namolului in exces (de-a lungul biomasei cu carbon activat

uzat) (vezi instalatia 6 din 4.10.1) Combinarea tratamentelor biologice, fizice si chimice cu adaugarea de

pulbere activata de carbon si saruri de fier in sistemul de namol activat cu reactivarea namolului in exces prin “oxidare umeda” sau peroxidare umeda” (daca se foloseste peroxid de hidrogen) (vezi 4.10.3).

Ozonarea compusilor recalcitranti prioritar sistemului de activarea namolului (vezi instalatia 3 din 4.10.1)

Tratamentul efluentului in sectorul de curatarea lanii (procesul pe baza de apa)BAT este pentru: Combinarea folosirii buclei eliminatoare de murdarie si recuperatoare de

grasime cu tratamentul evaporativ al efluentului cu incinerarea namolului

443

rezultat si reciclarea integrala a apei si energiei pentru: 1) instalatiile noi; 2) instalatiile existente fara tratarea efluentului la fata locului; 3) instalatii care inlocuiesc instalatiile de tratament a efluentilor iesiite din uz (casate). Aceasta tehnica este descrisa in 4.4.2.

Folosirea tratamentului de coagulare/floculare in fabricile existente folosindu-le in conjunctura cu sistemul de canalizare antrenand un tratament anaerobic biologic.

Tratament biologic sau nu poate fi considerat ca BAT, ramanand o problema deschisa pana cand se vor descoperi metode mai bune in ceea ce priveste costurile si performantele obtinute.

DISTRUGEREA NAMOLURILOR

Namolul din tratamentul apei reziduale a efluentilor de la curatarea laniiBAT este pentru: Folosirea namolului in confectionarea caramizilor (vezi 4.10.12) sau

adoptarea oricarei alte cai potrivite Incinerarea namolului cu recuperarea caldurii, fiind luate masuri de control a

emisiilor de SOx, NOx si praf si evitand emisiile de dioxin si furans aparute datorita limitarii clorului organic din pesticidele continute in namol.

TEHNICI IN CURS DE DEZVOLTARE

Cu unele mici exceptii toate aceste informatii au fost date prin [179,UBA,2001] si [77,EURATEX,2000].

Procese de finisare cu catalizarea enzimelor

Enzimele sunt proteine ce actioneaza ca activatori biocatalitici si acceleratori ai reactiilor chimice care altfel in mod normal ar avea nevoie de energie. Substratul acestora excelent de selectivitate permite conditii de proces mult mai bune comparativ cu procesul conventional. Enzimele sunt prezente in bacterii, ciuperci si drojdii (fermenti).

In prezent enzimele se folosesc fiind inca in studiu numai pe fibrele naturale, utilizarea enzimelor pe fibre artificiale nu este mentionata in literatura. Cateva enzime cum ar fi amilazele in procesul de descleiere (dezapretare), au fost larg aplicate de mult timp; alte enzime sunt inca in studiu. Tabelul 6.1 prezinta principalele procese enzimatice in uz sau aparute recent in sectorul textil.

Fibra Tratamentul Enzimele Substratul Grade de dezvoltare

Bumbac Dezapretarea Amilaze, amiglucozidaze

Amidon (scrobeala) Statut de arta

Curatarea Pectinaze Fibre de bumbac Mareial adiacent

In uz

Curatarea Amestecuri enzimatice

Fibre de bumbac Mareial adiacent

In curs de dezvoltare

Decolorarea Laccaze, glucoseosidaze

Lignin, coloranti, glucoze

In curs de dezvoltare

Degradarea H2O2 rezidual dupa decolorare

Peroxidaze H2O2 In uz

Bio netezire (lustruire) Celulaze Celuloze In uzBio prelucrare abraziva Celuloze Celuloze In uz

Lana Curatare Lipaze Lanolin In curs de dezvoltare

444

Anti impaslire Enzime speciale In curs de dezvoltareMatase Degomare Sericinaze Sericin In curs de dezvoltareIn Inmuiere Pectinestearaze Fibre de in material

adiacentIn curs de dezvoltare

Iuta Albire, inmuiere Celulase, xilanaze Fibre de iuta material adiacent

In curs de dezvoltare

Tabelul 6.1: Procese enzimatice in finisarea textilelor [77,EURATEX,2000], [179,UBA,2001]

Economia de energie (procese la temperatura scazuta) si consum scazut de apa (reducerea numarului pasilor de limpezire) sunt cateva dinter avantajele procseelor enzimatice. Enzimele pot fi folosite in cantitati catalitice si ca biocatalizanti putand fi reciclate.

Tehnologia pe baza de plasma

Plasma poate fi descrisa ca un amestec partial ionizat de gaze. Atomi, radicali si electroni pot fi gasiti in plasma. Electronii in plasme cu temperaturi scazute sunt capabili de a sparge legaturile covalente chimice producand modificari fizice si chimice de suprafata a substratului tratat.

De obicei se folosesc doua tipuri de plasma: corona plasma si plasma cu presiune scazuta.

Tratamentul cu plasma se poate face atat pe fibrele naturale cat si pe cele sintetice pentru atingerea urmatoarelor efecte: Degresarea lanii Dezapretare Shimbarea umiditatii fibrei (proprietati hidrofilice, hidrofobice) Cresterea afinitatii colorantilor Imbunatatirea proprietatilor de egalizare a vopselei Finisarea anti impaslire la lana Sterilizarea (tratament bactericid), etc.

Efectul de finisre de anti impaslire pentru lana este unul dintre cele mai studiate aplicatii ale tehnologiei cu plasma in sectorul textil. Tratamentul cu plasma in locul tratamentelor ani impaslire conventionale (vezi 2.9.2.8) este foarte atractiv deoarece aceasta tehnice cauzeaza degradari mai mici ale fibrei de lana si evita prezenta AOX in apa reziduala.

In general principalele avantaje ale tehnologiei cu plasma au un timp extrem de scurt si temperaturi scazute de aplicare, si faptul ca apa si solventii pot fi evitati si necesita chimicale forte putine sau chiar de loc.

Tratamentul cu radiatii de electroni

Radiatiile de electroni pornesc radicalii liberi initiind reactiile de polimerizare care se pot folosi pentru acoperiri, laminari si reactii de copolimerizare prin grefare pe textilele pre acoperite cu monomeri sau pre polimeri.

Avantajul pentru tratamentul termal este ca se pot folosi formule fara solvent. Aceasta reduce emisiile de VOC in timpul operatiilor de uscare. Tehnica este

445

deja utilizata in alte sectoare si se prevede implementarea ei si in sectorul textil in urmatorii 5 ani.

Folosirea CO2 supercritic in procesele de vopsire

Fluidele supercritice sunt capabile de dizolvarea moleculelor organice de joasa si medie polaritate.

CO2 are avantajul fata de alte gaze ca este neinflamabil, ne explozibil si netoxic.

Vopsirea cu CO2 a fibrelor PES si PP este deja folosita la scara industriala, dar aplicarea ei pentru lana, PA si bumbac este inca problematica datorita naturii polare a colorantilor folsiti pentru colorarea acestor fibre.

Vopsirea cu CO2 a fibrelor PES si PP poate fi realizata in conditii optime izotermale si izobare la 120 si 3000C. Absorbtia vopselei si proprietatile de rezistenta sunt foarte asemanatoare cu vopsirea in apa. Totusi trebuie luate unele masuri de prevedere.

Excesul de vopsea dizolvata in mediul de vopsire trebuie extrasa cu CO2

supercritic proaspat la sfarsitul ciclului de vopsire.

In concluzie se pot folosi numai formule speciale de vopsele datorita agentilor de dispersie si a altor auxiliare tipice prezente in vopselele conventionale care influenteaza puternic patrunderea vopselei in CO2 supercritic.

Agentii de preparare hidrofobici trebuie extrasi inainte de vopsire datorita solubilitati lor in CO2 supercritic. Acstia sunt prima data extrasi din fibre in timpul procesului de vopsire si apoi precipitati ca picaturi de ulei la sfarsitul procesului.

Vopsirea cu CO2 are un numar de avantaje: Fara consum de apa Fara emisiii de gaze arse (Co2 paote fi reciclat) Fara faze de uscare necesare dupa vopsire Agentii de egalizare si dispersie nu sunt necesari sau in unele cazuri

acestia sunt adaugati in cantitati foarte mici Reziduurile de coloranti pot fi reciclate.

Totusi costurile de investitie pentru acest echipament sunt ridicate si au un timp de recuperare semnificant in special daca luam in considerare faptul ca textilele PES au in mod normal un pret scazut.

Tratamentul cu ultrasunete

Tratamentul cu ultrasunete imbunatateste dispersia colorantilor si auxiliarelor si mareste abilitatea acestora de emulsificare si solubilizare. Aceasta permite imbunatatirea omogenizarii solutiei cu rezultate in gradul inalt de epuizare a baii si asupra proprietatilor vopsirii. Ultrasunetele produc un efect de de-aerare in solutie si in produs care este normal obtinut prin adaugarea de auxiliare speciale (agenti de de-aerare).

446

Principalele beneficii asupra mediului realizate cu tratamente cu ultrasunete in finisarea textilelor sunt:

Economii de energie (proces la temperaturi mici si durata ciclului scurta) Reducerea consumului de auxiliare

Vopsirea electrochimica

Vopsirea in cada si vopsirea cu sulf implica o reducere a fazelor de oxidare care sunt realizate cu oxidanti chimici si agenti reducatori. Preocuparile asupra mediului asociate cu folosirea acestor chimicale au fost descrise in sectiunea 2.7.8.1. O tehnica alternativa, atractiva este de a reduce si oxida vopseaua printr-o metoda electrochimica.

Cu o electroliza directa vopseaua insusi este redusa la suprafata unui catod. In electroliza indirecta puterea de reducere a catodului este transferata solutiei printr-un sistem redox reversibil solubil (bazat pe chimia antaquinona si complecsii fierului). Cu acest sistem redox reversibil agentii de reducere sunt continuu regenerati la catod si permit o reciclare completa a baii de vopsea si a agentilor de reducere.

Reducerea catodica directa in celule electrochimice este aplicabila vopselelor sulfuroase. Cada de vopsea este redusa prin electroliza indirecta.

Auxiliare textile alternative

Agentii complecsi

Folosirea acidului poliasparginic ca substituient pentru agentii conventionali complecsi si de dispersie sunt inca in studiu.

Agentii cu legaturi chimice transversale in fibra

Acizii policarbonici pot fi folositi ca alternativa la agentii cu legaturi chimice transversale in fibra pe baza de N-metilol, care sunt responsabili de emisiile de formaldehida.

Biopolimerii

Pe langa celuloza, chitin, care sunt principalele componente structurale ale crustaceelor (crabi, homari, etc) si insectelor al doilea ca imporanta sunt biopolimerii. Derivatele sale deacetilate , chitosanul, sunt usor de manipulat datorita inaltei solubilitati facandu-le sa aiba o mare importanta.

Cateva exemple de potentiale aplicatii ale chitosanului si derivatelor sale in sectorul textil includ:

Tratament antimicrobian pentru textile: un efect permanent poate fi obtinut prin amestecul a 10% de fibre de chitosan cu fibre de bumbac pentru obtinerea de fibre amestecate de fire sau prin pulverizarea solutiei de chitosan pe produsele ne tesute. Comparativ cu alte antimicrobiene folosite, chitosanul nu este toxic pentru mediul acvatic si

447

pentru natura (exista un interes special pentru aceste produse care vin in contact direct cu pielea)

Tratament suplimentar pentru imbunatatirea proprietatilor de rezistenta cand se vopseste direct cu vopsea: derivate modificatecationice de chitosan sunt potrivite pentru aceasta.

Chitosanul sporeste difuzia vopselelor si poate folosi ca agent de inmuiere sau de legatura pentru produsele netesute. Pot de asemenea fi folosite ca aditivi in pastele de imprimare si in agentii de apretare. Folosirea acestuia poate fi interesant in tratarea apelor reziduale.

Fuzzy logic

Imbunatatiri semnificante in procesele de siguranta sunt realizate prin folosirea fuzzy logic (sistem expert bazat pe un sistem de programare de autoinvatare care isi autoextinde cunostintele prin algoritmi). Aplicarea acestui proces in industria textila face obiectul a numeroase proiecte de cercetare. Doua exemple sunt relatate in ceea ce priveste controlul procesului de incleiere (apretare) si controlul reactiilor de condensare a agentilor cu legaturi chimice transversale in fibra.

Principalele avantaje sunt de imbunatirea procesului de control care duc la cresterea productivitatii si marirea calitatii produsului final.

Beneficiu indirecte asupra mediului sunt asociate cu potentialul de economisire a energiei si chimicalelor ca rezultat al imbunatatirii procesului de control.

Principala limitare in implementarea acestui sistem expert in industria textila este lipsa bazelor de date.

Monitorizarea on-line

Controlul procesului prin monitorizarea on-line creste garantia operatiilor in directia timpilor optimi de productie.

Exemple ale cercetarilor in aceasta directie sunt: Vopsirea: concentratia de COD (referitor la concentratia colorantilor) este

masurata on-line in timpul spalarii si limpezirii in procesele de vopsire discontinue. Cand concentratia colorantilor in baia de limpezire este neglijabila, procesul de limpezire este automat oprit. Aceasta tehnica duce la considerabile economii de apa si energie.

Vopsirea si decolorarea: prin folosirea unui senzor amperometric, concentratia agentilor de reducere sau de oxidare pe produs pot fi controlate on-line. De exemplu, totala indepartare a H2O2 dupa albire sau concentratia agentilor de reducere in cada de vopsit pot fi monitorizati evitandu-se astfel excesul de chimicale folosit.

Vopsirea in cada de vopsea: prin monitorizrea potentialului redox, este posibil sa se detecteze exact punctul la care agentul de reducere este complet inghitit. Cand acest punct este atins procesul de limpezire poate fi oprit si oxidantul poate fi adaugat in baie.

448

Imbunatatiri ulterioare ale Procesului Avansat de Oxidare in industria textila

Procesul avansat de oxidare este deja aplicat in industria textila (vezi sectiunea 4.10.7) si inca se mai fac cercetari. Proiectul BIOFL-UV este un exemplu. Scopul acestei cercetari este de a dezvolta si testa tratamentul apei reziduale bazat pe fotoliza UV-activata a peroxidului de hidrogen (pentru decolorizarea baii uzate de vopsea)combinat cu un proces de bioflotare (pentru distrugerea incarcaturii organice reziduale). Combinatia acestor procese de tratarea apei reziduale presupune atingerea unei complete decolorizari a apelor procesate pentru orice tip de proces umed (finisare, albire, vopsire, etc). Proiectul va dezvolta si implementa un proces de control programat bazat pe o retea neurala artificiala si sisteme dinamice. Ca ultima tinta este reciclarea dupa filtrarea a 75% din apa procesata si distrugerea vopselei [313,BIOFL-UV,2002].

Sistemul de pat rosu pentru tratmentul apei reziduale

Timp indelungat cercetatorii au punctat inalta capacitate de eliminare naturala (prin sol, pamant umed, etc) a deseurilor si au studiat posibilitatea folosirii ecosistemelor pentru purificare sau cel putin pentru a completa procesele de purificare ale apelor reziduale. Tehnicile de purificare care folosesc aceste principii in plantatii construite (reconstruite arificial si ingradite) sunt comun definite ca „RBS’-uri sau „ pamanturi umede construite”. Aceste tehnici implica folosirea acestor plantatii pentru tratamentul apelor reziduale, dar acestea nu joaca intotdeauna un rol primordial in proces. Intr-adevar, indepartarea poluantilor si purificarea consecventa a apei reziduale sunt rezultatul unor serii de procese care implica reactii si inter reactii prin substrat, microorganisme si plantatii.

In prezent, testarile industriale au dovedit ca tehnicile cu pat rosu pot fi aplicate atat in tratamentul secundar cat si in cel tertiar al apei reziduale industriale, municipale si zootehnice.

Doua fabrici de finisare textile din Italia (Prisma Ricerche in Belluno si Filati di Ziche in zona Treviso) au adoptat aceasta tehnica. In una dintre ele, apa reziduala rezultata de la vopsire (toate categoriile de fibre si grupuri de vopsele) este tratata dupa egalizare in sistem de pat rosu prin intermediul a 5 rezervoare in serie. S-a raportat ca s-a atins o reducere a COD de 90%. [106,Vekos,2001].

Cealalta fabrica trateaza efluentul rezultat din sistemul de namol activat. Acesta permite o reducere suplimentara de 51% a COD rezidual [106,Vekos,2001].

7 REMARCI DE INCHEIERE

7.1 Timpul de lucru

Munca la acest document de referinta la BAT a inceput cu o intalnire a TWG pe data de 12 si 13 februarie 1998. Un prim proiect a fost trimis spre consultare Grupului Tehnic de Lucru in februarie 2001, apoi un al doilea proiect a fost emis in noiembrie 2001 si s-a incheiat cu o a doua sedinta TWG pe 6 – 8 mai 2002.

449

Dupa cea de-a doua sedinta TWG au existat scurte perioade de consultare pentru revizuirea unor parti din capitolul 4 si 5 si pentru noul capitol 6 „Tehnici in curs de dezvoltare”, capitolul 7 „concluzii” si un sumar. Urmare a acestor consultatii a avut loc o revizuire finala.

7.2 Surse de informatie

Multe rapoarte din industrie, autorizate au fost elaborate cu un scop pentru EIPPC Bureau pentru a furniza informatii tinta pentru dezvoltarea BREF. Rapoartele propuse de Germaia [179,UBA,2001], Spania [180,Spain,2001], Danemarca [192,Danish EPA,2001], belgia [18,VITO,1998] si Euratex [77,EURATEX,2000] pot fi considerate ca baze in aceasta sectiune despre finisarea textilelor. Pentru sectorul de covoare, informatiile au fost adunate in principal din GuT ([63,GuT/ECA,2000], [171,GuT,2001],) si ENco [32,ENco,2001], in timp ce sectiunea de curatrea lanii se bazeaza pe documente propuse de Interlaine [187,INTERLAINE,1999]. In multe subiecte contradictorii contributia asigurata de VITO a fost fundamentala pentru selectarea informatiilor primite de la alte surse si pentru asigurarea legaturilor cu concluziile atinse in Forumul OSPAR in sectorul textilelor.

Contributii valoroase au fost primite de la diferite surse din afara TWG (CRAB – Biella in Italia [193,CRAB,2001] si reprezentantii australieni [201,Wooltech,2001] ca doua exemple). Informatii folositore in special asupra emisiilor si consumurilor au fost disponibile prin participarea IPTS in Comisia Europeana ce a fondat proiectul „spre efluenti zero” (TOWEFO). Companiile implicate in studiu ca parte a proiectului TOWEFO au colectat date suplimentand informatiile asigurate de Grupul Tehnic de Lucru.

7.3 Nivelul consensurilor

Procesul de schimb de informatii a fost indeplinit si s-a atins un grad inalt al acordurilor urmate in a doua intalnire a Grupului Tehnic de Lucru. Nu au fost puncte de vedere diferite in discutia finala. Urmatoarele puncte au fost subliniate:

1. Viteza de implementere a BAT: industria textila este un sector foarte complex si variat nu numai datorita marimii fabricilor ci si combinatiei proceselor care au loc si posibilele produse rezultate. Nivelul tehnologic este de asemenea variabil, de la fabrici puternic automatizat la fabrici in care operatiile manuale sunt inca dominante. Concluziile BAT identificate in BREF au un nivel bun al pretentiilor asupra mediului. Majoritatea dintre BAT identificate sunt tehnici integrate de proces care pot aduce economii de costuri datorita imbunatatirii eficientei si reducerii deseurilor. Viteza de implementare va fi o necesitate senzitiva a acestei industrii.

2. Selectarea materiei prime de fibre pentru prelucrat: un punct important al discutiilor in ceea ce priveste determinarile BAT implica selectia de fibre brute pentru prelucrare in acord cu criteriile asupra mediului.

450

Pentru produsele rezultate industria a aratat ca mari fractiuni din incarcaturile poluante provin din procesele din aval (dinspre sursa). Multe tehnici au fost supuse TWG pe masuri preventive valabile descrise in capitolul 4. Aceste tehnici sunt parte a cailor generale in care, la fiecare stadiu al ciclului de productie furnizorii asigura informatii asupra tipului si incarcaturii de chimicale ce trebuie adaugata si care ramane pe fibra.

Principiile generale ale acestor masuri preventive sunt larg acceptate. Obiectiile sesizate de catre unii membrii ai industriei asupra dificultatilor finisatorilor in cunoasterea tipul de fibra si despre presiunile excesive, aceste masuri pot fi puse in seama finisatorilor comparativ cu alte sectoare ale lantului industriei textile.

Dificultatile curente ale unor companii ce pot avea in control sau pot alege sursa de materie prima de fibre a fost recunoscuta ca un sistem de asigurare a calitatii pentru materialele textile intrate in procesare necesare pentru producerea aplicatiilor adecvate pentru o autorizatie IPPC.

Este de asemenea evident ca clientii devin mult mai preocupati asupra impactului asupra mediului a produselor pe care ei le cumpara. Se incurajeaza numele de fabrica (marca fabricii), pentru a se asigura ca produsele lor satisfac cerintele etice si de mediu de-a lungul intregului lant de productie de la proiect pana la vanzarea produsului finit.

Cu ajutorul BAT se cauta colaborarea cu partenerii din aval in lantul productiei textilelor, nu numai la un nivel specific dar si la cele mai inalte nivele printr-o asociatie a comerciantilor pentru crearea unui lant al responsabilitatilor asupra mediului in industria textila.

7.4 Recomandari pentru viitor

S-au impus limite la inceputul sesiunii de lucru BREF asupra consumurilor curente si nivelelor emisiilor si asupra performantelor tehnice luate in considerare pentru determinarea BAT in special pentru efluenti. Pentru emisiile de apa masuratori analitice sunt relizate asupra efluentului final amestecat dupa tratamentul apei reziduale in instalatie (daca aceasta exista) dar astfel de date nu sunt folositoare pentru nevoile BREF.

Un important efort a fost facut de cativa membrii ai TWG pentru realizarea studiilor si campaniilor analitice in selectarea fabricilor de textile si datorita rezultatelor acestei munci bazele de date raportate in acest document sunt de o mare importanta. Pentru viitor revederea BREF si a tuturor TWG si a partilor interesate trebuie sa continue sau sa inceapa sa colecteze date pentru cele mai problematice procese, cu scopul de a duce cat mai departe posibil relatia dintre performantele asupra mediului, tehnologia si substantele chimice folosite. Initiative si proiecte de cercetare trebuie sa incurajeze aceste scopuri.

In viitor trebuie luate in considerare mai multe date de la producatori pentru o monitorizare a intrarilor si iesirilor la un nivel specific al procesului in fabricile de textile.

451

O alta remarca generala pentru viitor se refera la datele economice, in anumite cazuri informatiile primite au fost prea vagi pentru a permite realizarea unei balante precise a costurilor si economiilor implicate. In viitor date extinse asupra costurilor si economiilor vor si benefice in determinarile BAT.

In afara de aceste conditii generale o zona specifica in care datele si informatiile lipsesc sunt urmatoarele:

Tehnicile de tratament biologic pentru curatarea lanii cu apa: lipsesc date Curatarea lanii extrafine: consumuri specifice si nivele ale emisiilor

raportate in BREF nu sunt in relatie cu tehnologia folosita si nu pot fi utilizate pentru tragerea concluziilor asupra valorilor BAT.

Finisarea functionala: in capitolul 4 cateva tehnici au fost descrise pentru tratamentul contra moliilor si de inmuiere. Informati putine au fost asigurate asupra tehnicilor luand in considerare determinarile asupra BAT pentru alte tratamente de finisare functionale.

Sectorul covoarelor (excluzand procesul umed pentru firele covoarelor): exceptand emisiile de aer, foarte putine date au fost furnizate asupra consumurilor si nivelului emisiilor pentru procesele umede (vopsire, imprimare)

Matasea,inul si panza: foarte putine informatii date asupra acestor fibre Aspecte de monitorizare specifice industriei

7.5 Subiecte sugerate pentru proiectele viitoare R & D

Urmatoarele trebuie luate in considerare pentru proiecte de cercetare si dezvoltare:

Cunoasterea si monotorizarea procesului Tehnici de imbunatatire a monitorizarii on-line si intelegerea procesului:

in prezent parametrii proceselor textile sunt des setati mai mult pe baza experientei umane dacat pe baze reale, fizice si chmice

Exista doua probleme de date conectate pentru chimicalele si auxiliarele folosite in sectorul textil care impiedica selectia majoritatii optiunilor ambientale:

o Date comparabile prompte asupra mediului o Informatii asupra unui singur component in principal impuritati si

produse secundare prezente in formulaExista probleme comerciale confidentiale clare dar aceasta nu trebuie sa impiedice dialoguri si dezvoltari suplimentare.

Tratamente si procese specifice Dezcleierea (dezapretarea): teserea si dezapretarea in aceiasi fabrica cu

scopul de a permite extinderea recuperarii apretului Membrane tehnice: studii de tratare asupra unui singur flux bine definit si

separat de apa reziduala prin membrane tehnice cu analiza compusilor chimici care cauzeaza desprinderi, murdarii si stricarea membranelor

Pesticide: cateva pesticide sunt degradate natural prin raze UV. Folosirea luminii UV artificiale pentru accelerarea acestei degradari este o tehnica ce justifica munca suplimentara

452

Agenti de finisare de filare pentru fibrele artificiale: in ciuda recentelor imbunatatiri in acest domeniu sunt necesare studii suplimentare pentru dezvoltarea alternativelor pentru compusii usor de indepartat cu impact redus asupra medilului atat in apa cat si in aer.

Apa reziduala Fluxul de apa reziduala continad o semnificanta fractiune

nebiodegradabila ar trebui tratat cu tehnici adecvate inaintea sau in locul tratamentului biologic final: R & D este necesar pentru imbunatatirea tehnicilor de separarea ca fluxuri pe cat posibil apropiate de punctul de productie pentru maximizarea recuperarii efective

Efluentii proveniti din industria textila sunt amestecuri complexe de substante organice si anorganice, in majoritatea cazurilor toxicitatea acuta este redusa dramatic prin tratament biologic. Impactul asupra mediului a catorva efluenti amestecati cu posibile efecte sinergetice asupra componentilor ramane dificil de stabilit. Trebuie sa se mai lucreze in doua sensuri:

o Dezvoltarea continua a Aprecierii Directe a Toxicitatii (DTA) pe efluenti amestecati

o Identificarea compusilor cu toxicitate reziduala (uneori mare) dupa tratament.

BIBLIOGRAFIE

453

3 RIZA, (1998) “Insemnari asupra BAT pentru industria textila si de covoare”4 Tebodin, (1991). “Aspecte tehnice si economice asupra masurilor de reducere a

poluarii apelor din industria textila”5 OSPAR, (1994). “Recomandarile PARCOM 94/5 privind Cela mai bune tehnologii

(BAT) si cele mai bune practici de protectia mediului in Procesele umede in industria textila”

6 UBA, (1994). Reducerea apei reziduale in industria textila”, Texte 3/94.8 EPA daneza, (1997). Regulamente impuse asupra protectiei mediului in textile” , proiectul de protectia mediului nr.369.

11 US EPA, (1995). “Manualul – Celor mai bune practici pentru prvenirea poluarii in industria textila”

18 VITO, J.B.D.G.D., (1998). “Cele mai bune tehnici (BBT) pentru ind. textila”31 Italia, (2000). “Informatii furnizate de italia – Nivele de emisii si consumuri in

districtul Prato”32 Enco,D.A. (2000). “Cele mai bune tehnici in procesarea umeda asupra lanii si

amestecului de fire pentru covoare”36 BASF, (2000). “Informatii tehnice asupra produselor BASF pentru finisarea

rasinoasa” TI/T 344”37 TEGEWA, (2000). “ Prezentarea Metodelor de clasificarea auxiliarelor textile in

acord cu relevanta lor asupra apei”44 Comm.,P.,(2000). “ Informatii tehnice furnizate de HRS asupra tehnologiei

pentru tratrea gazelor (condensare + curatare electrostatica uscata)”48 VITO, (2000). “Informatii furniate de L.Bettens in numele VITO asupra finisarilor

si lubrificarii”50 OSPAR, (1997). “Recomandarile PARACOM 97/1 privitoare la valorile de

referinta pentru deversarile de efluenti in procesele umede in indiustria textila.”, Anexa 12

51 OSPAR, (1994). “Recomandarile PARACOM 94/5 privitoare la cele mai bune tehnici (BAT) si cele mai bune practici asupra industiei textile in procesele umede”. Anexa 9.

52 Comisia Europeana (1999). Decizia comisiei din 17 februarie 1999 de restabilirea criteriilor ecologice pentru acordarea etichetelor ecologice produselor textile”

59 L. Bettens, (2000). “O insumare a documentatiilor inclusiv concluzii si propuneri”60 L.Bettens, (1999). “Evolutia in practica chimica din 1992 inclusiv procesele din

industria textila”63 GuT/ECA, (2000). “ Procesele de productie pentru covoare–Contributia pentru

IPPCBREF (capitolul 1-2)”64 BASF, (1994). “ Produse pentru finisarea textila: Evaluari ecologice”65 TEGEWA, (2000). “Ghidul international al cumparatorilor de textile”66 CRIT, P. (1999). “IPPC – Industria textila a lanii din Italia”69 Corbani, F. (1994). “Innobilarea textilelor”71 Bozzetto, (1997). “Serviciul de informatii tehnice” Vopsirea lanii”76 Colorservice, (2001). “Informatii tehnice furnizate de Colorservice despre

dozarea automata si liniile de laborator in vopsire”77 EURATEX, E-D, (2000). Documente BREF in industria textila (capitolele

2,3,4,5,6)”78 EPA, Daneza, (1999). Transferul de tehnologie curata asupra lustruirilor in

textile”97 CSIRO (2000). “Brosura tehica asupra testarii reziduurilor de lana”102 ETAD, (2001). “Ghidul pentru etichetarea periculoasa asupra mediului in industria vopseleor”103 G. Savage, (1998). “ Implicatiile reziduurilor asupra ectoparasiticidelor oilor”106 Vekos, (2002). “Brosura de informatii asupra sistemului de tratarea apelor

reziduale (Sistemul in pat rosu, Bi-Air Float, Filtrul dublu de nisip)”113 EURATEX, (1997). “Importanta industriei textile de haine in Europa.”116 MCS, (2001). “Brosura de informatii asupra fluxurilor multiple”120 Brazzoli, (2001). “Brosura de informatii asupra masinilor de vopsit Sirio”127 Loris Bellini (2001). “ Brosura de informatii asupra masinii de vopsit “Loris Bellini “(Catalogul general)146 Oficiul de eficienta energiei UK, (1997). “Ghidul bunelor practici 168 – reducerea

costurilor energiei - Un ghid pentru industria de finisare si vopsirea textilelor.

454

161 Comm., P.(2001) “Informatii furnizate de CRAB – Tehica de vopsire cu crom scazut”163 Comm, P. (2001). “ Informatii furnizate de CRAB despre “Substituirea

colorantilor de crom cu coloranti reactivi pentru vopsirea lanii”167 Comm. P. (2000) “ Informatii furnizate de Vicenzo Bellini – Eficienta spalarii in

procesele discontinue, semicontinue si continue pentru bumbac si amestecurile de bumbac”

169 Comisia Europeana (2001). “ Eticheta ecologica Europeana de la Glance”171 GuT, (2001). “Informatii furnizate de L. Bettens asupra producerii covoarelor”

Aplicabilităţi /UtilizareTehnica de oxidare este folosită atât în cazul instalaţiilor noi cât şi a celor existente. Este

necesară separarea fluxurilor selectate (de preferinţă în mod automat) precum şi o instalaţie de conducte cu rezervoare de egalizare. Spaţiul necesar pentru un reactor de oxidare si pentru rezervoarele de alimentare cu substanţe chimice nu are mare importanţă şi nu se impun anumite condiţii.

Costuri/Aspecte economice

Costul investiţiilor pentru un reactor cu un debit de 4-5m3/h (incluzând reactorul, sistemul de dozare pentru perhidrol şi catalizator, schimbătorul de caldură, unitatea de pregătire a catalizatorului, controlul automat şi instalaţia de conducte aferentă) este de aproximativ 230.000 Euro. Costul operaţiunii incluzând componentele menţionate mai sus şi anume: dozarea substanţelor chimice, întreţinerea, funcţionarea şi consumul de energie electrică ajunge la aproximativ 3Euro/m3. Trebuie menţionat faptul că acest cost a fost calculat pentru tratarea apelor reziduale supra-încărcate selectate şi nu pentru întreaga cantitate de apă uzată rezultată la sfârşit.

Forţa motoare necesară punerii în aplicare/implementării

S-a constatat dificultatea în ceea ce priveşte conformarea la standardele impuse de municipalitate în cazul unei staţii de tratament a apelor reziduale datorată conţinutului de COD(carbon organic dizolvat), caracterul biodegradabil şi toxicitatea.

Staţii de tratare de referintă

Staţia de la Schoeller Textil A.G., CH-9475 Sevelen funcţionează din 1996;(debitul este de 4-5m3/h. Alte staţii se construiesc în prezent pentru Tinteria di Stabio S.A., CH-6855.Referiri in literatura de specialitate[51,OSPAR,1994], [179,UBA,2001]

Tratarea apei reziduale prin floculare si incinerarea namolului rezidual rezultat.

Descriere.Tratarea apei reziduale provenită din industria textilă prin precipitare pentru reducerea

incărcării organice si în special a culorii are loc de mai bine de 100 ani. Totusi astazi exista tehnici care minimizeaza cantitatea de namol rezidual rezultata si reduc efectele negative asociate cu depozitarea sa.In loc sa fie depozitat pe un camp, namolul rezidual poate fi incinerat folosind solutii tehnice moderne.

455

In statiile de tratare moderne sedimentul este separat de partea lichida nu doar prin procesul de sedimentatre ci si prin acela de decantare prin flotatie pneumatica. Agentii de floculare sunt alesi in mod specific pentru a maximiza cantitatea de COD si a indeparta culoarea, pentru a minimiza formarea namolului rezidual. In majoritatea cazurilor, cele mai bune rezultate se obtin cu o combinatie de sulfat de aluminiu, floculant organic cationic si cantitati foarte reduse dintr-un polielectrolit anionic .Desi in concentratie mare (>500mg/l) sulfatii au efect coroziv asupra betonului, se prefera folosirea sulfatului decat a clorurii. Sulfatii sunt mai usor de indepartat din apa decat clorurile. in plus, folosirea sulfatului previne introducerea clorurilor in apa reziduala si in nămolul ce urmeaza a fi incinerat[281, Belgia, 2002].

Sulfatul de fier este la fel de eficient pentru indepartarea COD si poate deasemenea servi drept coagulant (ex. este deosebit de eficient la indepartarea acrilatilor si a altor substante din apa reziduala ce contine pigment de imprimare). Introducerea fierului prezinta unele avantaje(acesta este responsabil pentru activarea proceselor redox, poate fi reciclat etc), dar formeaza combinatii complexe de culori care raman in solutie dandu-i o culoare maroniu-galbuie[281, Belgia,2002].

Principalele avantaje pentru mediul înconjurător

De obicei încărcarea COD se poate face doar în proporţie de 40-50%. Când apa uzată conţine o cantitate mare de componente insolubile în apă (ca de ex. apa reziduală rezultată din sectoarele de imprimare) îindepărtarea COD(carbon organic dizolvat) se face în proporţie mai mare. Decolorarea are o eficienţă de peste 90%. Nămolul rezidual este în totalitate mineralizat prin incinerare.

Date operaţionale

Inainte de floculatie/precipitare apa reziduală din industria textilă este egalizată. Totuşi timpul de egalizare (al coloranţilor) poate fi mai scurt (aprox.12h) decât prin tratarea biologică. Fibrele sunt îndepărtate cu ajutorul unei site.Dozarea floculanţilor (de ex. pentru apa uzată ce conţine următoarea cantitate de COD-1000mg/l) este următoarea:- sulfat de aluminiu:400-600 mg/l- floculant cationic organic:50-200 mg/l- polielectrolit anionic: 1-2 mg/lCantitatea de nămol rezidual produsă este de aproximativ 0,7-1kg de materie uscată/m3 de apă reziduală tratată. De obicei apa este îndepărtată folosindu-se un filtru presă cu camere, în final rezultând materie uscată în proporţie de 35-40% (prin urmare rezultă 3kg de nămol rezidual la 0,5kg de COD filtrat.

Efecte de traversare a mediilor

O cantitate considerabilă de componente organice trece din stadiul lichid în rezidurile grosiere. Totuşi noroiul rezidual este incinerat şi astfel demineralizat.Indepărtarea apei, transportul şi incinerarea presupun consum de energie.Aplicabilitate

Această tehnică se foloseşte atât în cazul instalaţiilor noi cât şi a celor existente.

456

4.10.9 Tehnici de reducere ale emisiilor de aer

Descriere

Urmatoarele tehnici de reducere a gazelor reziduale pot fi folosite în procesul de apretara (textila)- tehnici de oxidare(incinerare termala, incinerare catalitica)- tehnici de absorbtie(ex. scruber/epurator de gaze umed- tehnici de condensare(ex. schimbatoare de caldura)- tehnici de separare a macroparticulelor(ex. filtre electrice, instalatii de desprafuire, filtre cu tesaturi)- tehnici de adsorbtie(adsorbtii cu carbon activat)Descrierea si randamentul acestor tehnici sunt tratate in detaliu in alt BREF[196, EIPPCB, 2001]. In functie de tipul de curent de aer si de agentii poluanti ce urmeaza a fi tratati, aceste metode pot fi folosite fie independent sau in combinatii. Combinatiile specifice sunt:- scrubere(epuratoare de gaze umede)- combinatii intre scrubere umede si filtre electrice(pt. purificarea gazelor)- combinatia schimbator de caldura, epurator de gaze(in mediu lichid) si filtru electric.- schimbatoare de caldura(folositi in special pt. consumul mic de energie, dar si pt. condensarea partiala a anumitor produsi poluanti)- adsorbtia cu carbon activat

Principalele avantaje pentru mediul inconjurator

Reducerea carbonului organic volatil (COV), a macroparticulelor si a substantelor toxice speciale din gazele reziduale precum si minimizarea mirosului neplacut.

Date operationale

Este de maxima importanta sa se obtina un inalt nivel de siguranta in functionare, sa se adapteze conditiile necesare de operare si sa se intretina instalatia in mod corespunzator(in unele cazuri o inspectie saptamanala si curatarea dispozitivelor). [179,UBA,2001].

Efecte de traversare a mediilor

Trebuie sa se gaseasca o rezolvare pt. consumul mare de energie si cantitatile mari de CO2 ce rezulta in urma caldurii emanate prin incinerarea catalitica (efectul de sera). Totusi, acest dezavantaj este compensat de indepartarea compusilor organici[179, UBA, 2001]In cazul filtrelor de gaz umede agentii poluanti trec din gazele reziduale in apa uzata. Tratarea eficienta a apelor uzate(ex. separatoare de ulei/apa, tratarea biologica a apei reziduale) este absolut necesara.

Aplicabilităţi /Folosire

Curatarea gazelor reziduale poate fi facuta atat cu instalatii noi cat si cu cele existente. Dar in cazul in care o noua instalatie trebuie construita, aplicarea acestei solutii poate fi limitata de factori economici, tehnici si logistici.In fiecare caz in parte, pt. instalarea unui sistem de curatare a gazelor reziduale, trebuie sa se ajunga la o solutie nestandardizata, folosind metodele mentionate mai sus. In general, totusi, trebuie avute in vedere urmatoarele consideratii referitoare la aplicabilitatea diferitelor tehnici de reducere.

457

Tehnici de oxidare

Dezavantajul incinerarii termale este consumul mare de energie pt. incalzirea gazelor

reziduale la cel putin 750◦C. Dupa incinerare, temperatura gazelor reziduale curatate este in jur de

200◦C pina la 450◦C.Industria textila nu necesita o asemenea cantitate de energie termica, astfel ca aceasta ar fi irosita in mare masura.

O alta problema o constituie amestecul de gaz si aer tipic pt. aerul uzat rezultat din apretarea textila. In industria textila, majoritatea emisiilor ce trebuie tratate se caracterizeaza prin debit mare si densitate relativ mica a gazelor reziduale. in plus caracteristicile gazelor reziduale sunt adesea fluctuante, ducand la incinerarea termica ineficienta.În cazul incinerarii catalitice, compusii ce contin fosfor, halogeni, silicati si metalele grele pot contamina catalizatorul. acesti compusi sunt foarte folositi in industria textila, astfel ca trebuie sa se ia masuri de precautie cand se foloseste oxidarea catalitica in acest sector.Oxidarea catalitica cu recuperare integrala de caldura se foloseste in unele fabrici pt. tratarea gazelor reziduale rezultate din procesele de gazare (vezi sectiunea 2.6.1.1.).gazul supraincalzit la iesirea prin orificiul de evacuare al instalatiei pt. arderea finala catalitica, trece printr-un schimbator de caldura mixt apa-aer; apa supraincalzita generata prin procesul de racire este folosita in procesul de tratare prealabila. Gazul (cu continutul termic ramas) este folosit mai departe in procesul de uscare ce are loc dupa cel de tratare prealabila[281, Belgia, 2002].

Tehnici de condensare

Agentii poluanti ce prezinta volatilitate mare si in majoritatea cazurilor, substantele cu miros puternic, sunt indepartati.

Tehnici de absorbtie

Eficienta filtrelor in apretarea textila depinde in mare masura de parametrii specifici fiecarui proces. In mod normal eficienta este de 40-60%. In cazul agentilor poluanti insolubili in apa folosirea este limitata.

Filtrarea electrica (pt. purificarea gazelor)

Filtrele electrice pot precipita praful si aerosolii cu dimensiuni cuprinse intre 0,01 si 20μm. Se constata o eficienta maxima la dimensiuni de 0,1-1,5 μm. prin urmare producatorii recomanda instalarea unui filtru mecanic inaintea celui electric, care sa precipite majoritatea particulelor cu dimensiuni>20 μm.Eficienta filtrelor electrice pt. impuritati solide si lichide sub forma de particule este de 90-95%. Agentii poluanti gazosi si substantele rau mirositoare nu pot fi precipitati. Pentru o cat mai buna eficienta de ansamblu este important ca aproape toate substantele condensabile emise sub forma de aerosoli, sa fie indepartate inainte de a ajunge in filtrul electric. Acest lucru se poate realiza cu ajutorul schimbatoarelor de caldura sau prin epuratoarele de gaze.

Filtrarea electrica in combinatie cu schimbatoarele de caldura sau epuratoarele de gaze poate fi folosita cu succes la tratarea aburului provenit de la agregatele de uscat si de lăţit materialele textile unde tesaturile sunt supuse procesului de stabilizare termica.

Combinatia filtrare electrica-schimbatoare de caldura(filtrarea electrica uscata) este deosebit de eficienta cand aceasta operatie reprezinta un prim pas in cadrul procesului de ansamblu si se face

458

inaintea spalarii. Uleiurile si agentii pregatitori prezenti pe tesatura gri se evapora producand un fum gros asociat cu emisii de mirosuri neplacute. Aceste emisii de gaze pot fi tratate in 4 etape:1. filtrare mecanica 2. racire si condensare (componentii condensabili in suspensie sunt separati sub forma de mici picaturi uleioase si energia termica este recuperata)3. ionizare/filtrare electrica4. colectarea produsilor de condensare si separarea compusilor uleiosi de apa intr-un decantor static.unul din avantajele acestui sistem de electrofiltrare uscata este ca produsii condensati(uleiuri minerale, uleiuri siliconice etc)sunt colectate separat si astfel recuperate in loc de a fi evacuate odata cu apa reziduala(de ex. printr-un filtru). Un alt avantaj al acestei tehnici este recuperarea de energie. Energia astfel recuperata(35-40%) din totalul energiei furnizate) poate fi folosita la preincalzirea aerului proaspat ce alimenteaza instalatia de uscat materialele textile sau la incalzirea apei tehnologice.

Aspecte economice

Trebuie luate in considerare instalarea si cheltuielile de functionare, in special costul intretinerii echipamentului si costul energiei. Informatii detaliate in legatura cu costurile se gasesc in alt BREF[196, EIPPCB ,2001]. Dintre tehnicile mentionate mai sus, tehnicile de oxidare au beneficiat de departe de cele mai mari investitii si cheltuieli de exploatare. Informatii specifice despre electrofiltrarea uscata(o combinatie specifica intre schimbatoarele de caldura si filtrarea electrica) au fost supuse spre examinare pt. documentul prezent. O investitie de capital de 70.000 Euro s-a raportat pentru o fabrica cu randament de 10.000m3/h cu rambursare in termen de mai putin de 3 ani[44, Comm, 2000]

Forta motrice necesara implementarii

Este necesara conformarea la standardele stabilite de legislatia mediului inconjurator in privinta poluarii aerului si a imbunatatirii conditiilor din punctul de vedere al mirosurilor neplacute.

Statii de tratare de referinta

Sunt prezente in numar mare(domina). Cel mai des intalnite sunt sistemele bazate pe schimbatoare de caldura, epuratoare de gaze in mediu lichid si filtre electrice[179, UBA, 2001].

Referinte in literatura

[179, UBA, 2001], [281, Belgia, 2002], [44, Comm, 2000]

4.10.10. Tratarea apelor reziduale provenite de la instalatiile de spalare a lanii

Descriere

Raportul INTERLAINE descrie un numar de optiuni existente pt. tratarea emisiilor de apa provenite de la instalatiile de spalare a lanii. Bineinteles ca nu toate optiunile pot fi considerate BAT. Cu toate acestea, este folositoare discutarea efectelor asupra mediului inconjurator si ale implicatiilor economice pe care le presupune fiecare din urmatoarele situatii:* BAT= tehnicile disponibile cele mai bune

- tratarea intr-o statie de epurare a apelor de la periferia municipiului, ce consta in decantarea apelor uzate pt. indepartarea particulelor solide cu dimensiuni>3mm, cu răcirea acestor ape si/sau ajustarea pH-ului lor la cerintele regiei de apa-canal si evacuarea apelor in reteaua de canalizare.

459

- tratarea printr-un procedeu integrat ce presupune indepartarea murdariei si extractia grasimii, urmat de deversarea in reteaua municipala de canalizare. Acest procedeu presupune ca instalatia dintr-o unitate de productie sa extraga 25% din grasime, sa retina 50% din murdarie si inca 10% din cantitatea de produsi grasi prezenta in apele uzate sub forma de namol rezidual.

- tratarea prin coagulare/floculare urmata de deversarea in reteaua municipala de canalizare. Aceasta tehnica presupune ca, in cazul unei unitati de spalare a lanii mici, se va prefera tratarea apelor reziduale, dupa evacuarea acestora prin coagulare/floculare si nu prin tehnica prezenta la pct.b. Apele reziduale tratate sunt deversate in reteaua de canalizare.

- tratarea printr-un procedeu integrat de indepartare a murdariei si extractie a grasimilor, urmat de coagulare/floculare, inainte de a fi deversate in reteaua de canalizare.(b+c).

- tratarea prin evaporare. Tehnica consta in evaporarea apelor reziduale, reciclarea condensatului daca este posibil si indepartarea namolului rezidual. Nu toate fabricile analizate in raport si care folosesc tehnica de evaporare recicleaza produsii de condensare. Este semnificativ faptul ca cele doua fabrici analizate in raport, care recicleaza produsii de condensare folosesc atat tratarea biologica cat si evaporarea in cadrul procesului integrat de reciclare a apelor reziduale. Una din fabrici foloseste depozitarea lagunara anaeroba inainte de evaporare si cealalta un bioreactor rapid dupa evaporare. Este posibil ca tratarea biologica sa distruga compusii responsabili de producerea mirosurilor neplacute.

- tratarea printr-un procedeu integrat de indepartare a murdariei si extractie a grasimilor combinat cu evaporarea (b+e)

- tratarea biologica(datele privitoare la acesta tehnica nu sunt disponibile)

Nivelul emisiilor

Influentele pe care tehnicile propuse le-au avut mediului au fost evaluate tinandu-se cont de urmatoarele:

pt. lana bruta:315g/kg COD la 50g/kg de grasimi si 150g/kg murdarie pt. lana prelucrata: 556g/kg COD la 130g/kg grasimi si 150g/kg de murdarie. apele reziduale netratate contin 95% COD si murdarie din fibre. instalatia de epurare indeparteaza 80% din COD existent procesul integrat de extractie a murdariei/grasimii indeparteaza 25% din grasime si 50% din

murdarie. Se presupune ca un procent de inca 10% grasime este indepartat din apele reziduale sub forma de namol rezidual, inaintea deversarii acestuia in reteaua de canalizare, Pentru liniile de spalare a lanii prevazute cu o instalatie de indepartare a murdariei /grasimii s-a calculat un consum net de apa de 6l/kg de lana grasa, dar e posibil sa se foloseasca doar 2-4 l/kg.

tratarea prin coagulare/floculare indeparteaza 89% din grasime si 80% din materia solida in suspensie din apele uzate.

in lipsa unei instalatii de indepartare a murdariei si grasimilor volumul apei folosite este de 13l/kg de lana grasa .

prin evaporare impuritatile nu sunt in intregime indepartate. Se presupune ca prin evaporare se indeparteaza 99,3% din grasimi si 99,9% din materia solida in suspensie. La verificarile facute la o fabrica indepartarea ectoparazitilor de oaie s-a facut in urmatoarele proportii: OC-uri 96,5%; OP-uri 71,5%; SP-uri 100%. Apa din instalatia de evaporare poate fi reciclata. COD-ul rezidual(200-900 mg/l) si materia solida in suspensie(20-4-mg/l) in forma condensata nu impiedica adaugarea apei reciclate in vasele de clatire ale instalatiei de spalare(chiar si vasul de clatire de la urma prezinta un nivel de impuritati mult mai ridicat decat acesta). Pe de alta parte reciclarea necesita un proces de tratare suplimentar pt. indepartarea amoniacului si a produsilor neplacut mirositori si pt. evitarea reintroducerii lor in procesul de spalare. Economia de apa realizata prin reciclarea materiei condensate nu a fost luata in considerare in tabelul de mai jos. Rezultatele calculelor sunt prezentate in tabelele 4.4.6 si 4.47 pt. lana bruta si respectiv lana fina.

460

Lana bruta

Unitate/t lana grasa

Deversare in reteaua

de canalizare

Indepartare murdarie/grasime

Floculare Indepartare murdarie/grasime

+ floculare

Evaporare Indepartare murdarie/grasime + evaporare

A B C D E F

Consum net de apa(m3)

13 6(1) 13 6(1) 13 6

COD in produsele reziduale(kg)

299 203(3) 93(4) 81 3,2 2,7

COD redat mediului(kg)

60 41 19 16 0,6 0,5

namol rezidual de deversat- dupa indepartarea murdariei/grasimi/kg- dupa floculare(kg)- dupa evaporare(kg)

152

329152186

378

152

212

Sursa:[187, INTERLAINE, 1999](1) 2-4l/kg sunt posibile(1) greutate umeda (50% greutate uscata)(2) indepartarea a 35% din grasime si a 50% din murdarie reduce COD din 315 kg/t din cantitatea de lana prelucrata la 203kg/t in apa reziduala(3) indepartarea a 89% din grasime si a 86% din murdarie reduce COD din 315kg/t din cantitatea de lana prelucrata la 93kg/t in apa reziduala.

Tabelul 4.46: Tehnici de tratare a apei reziduale:consecinte asupra mediului-lana bruta

lana fina Deversare in reteaua de canalizare

Indepartare murdarie/

grasime

Floculare Indepartare murdarie/grasime

+ floculare

Evaporare Indepartare murdarie/grasime + evaporare

A B C D E F

consum net de apa(m3)

12 6(1) 12 6(1) 12 6(1)

529 352 118 97.4 4.8 3.7COD redat mediului(kg)

106 71 24 19.5 1.0 0.7

namol rezidual de deversat provenit in urma- indepartarii murdariei/grasimi/kg

- dupa floculare(kg)

167

464

167

287

167

326

461

- dupa evaporare(kg) 529(1) 2-4l/kg sunt posibili(2) greutate umeda (50% greutate uscata)dispune de suficient spatiu pentru un asemenea proces , ca sa nu mai vorbim de vecinii pe care i-ar deranja generarea de mirosuri neplacute.Tabel 4.47: Tehnici de tratare ale apelor reziduale: Consecinte asupra mediului-lana fina

Nu au fost furnizate informatii precise pt. tratarea apelor reziduale prin procedee biologice. Se stie ca exista in Europa fabrici de spalare a lanii care folosesc procedee biologice ca metoda principala de tratare a apelor uzate. Tratarea biologica este foarte mult folosita in Italia. O fabrica italiana de marime medie va folosi tratarea biologica anaeroba, flocularea si tratarea biologica anaeroba prelungita rand pe rand, una dupa alta pt. tratarea apelor reziduale(durata totala a tratarii biologice este de aprox.7 zile). Aceasta fabrica sustine ca apele sale reziduale contin doar 650mgl/l COD(carbon organic dizolvat) ce urmeaza a fi deversat in reteaua de canalizare. O alta fabrica italiana foloseste un proces anaerobic cu durata de 3zile, urmat de coagulare/floculare(FeCl3), apele reziduale rezultate avand 1000-1200mg/lde COD ce este deversat in reteaua de canalizare. [187, INTERLAINE< 1999]

Mai multe fabrici din Australia folosesc depozitare anaeroba/aeroba, dar e indoielnic ca vreo fabrica europeana dispune de suficient spatiu pt. un asemenea proces, ca sa nu mai vorbim de vecinii pe care i-ar deranja posibila generare de mirosuri neplacute.

Date operationale

Namolul rezidual rezultat din evaporare contine grasime de lana, precum si murdarie si grasime.Namolurile rezultate prin coagulare /floculare contin doar murdarie si grasime deoarece grasimea de lana este foarte solubila in apa si nu e floculata.Prezenta grasimii de lana ( in mare masura saruri de potasiu) in namolul rezultat prin evaporare pare sa-i schimbe proprietatile fizice.Namolul floculat poate fi indepartat cu lopata si, in functie de continutul de apa, variaza in privinta consistentei de la ceva ce seamana cu pamantul umed pana la stadiul de noroi semi-lichid. Produsul condensat obtinut prin evaporare poate deveni lichid la temperaturi relativ ridicate si ssolid la temperatura ambientala.Se pare ca sarurile din grasimea de lana actioneaza ca un factor de topire la temperaturile predominante in instalatia de evaporare.Acest lucru face ca namolul provenit prin evaporare sa fie mai greu de manuit si de deversat / depozitat.

S-a raportat transportarea unei cantitati de namol rezidual in forma lichida intr-un rezervor incalzit si depozitarea sa pe un teren special amenajat pentru lichidele reziduale incalzite [...]Totusi , prin implementarea Directivei in privinta terenului de depozitare a deseurilor , s-a cerut incetarea acestui procedeu (si a altor reziduuri cu grad de risc) pana in iulie 2001.Trebuie cautate solutii alternative ce includ: incinerarea, tratarea prealabila pt. obtinerea reziduurilor in forma solida inainte de depozitarea pe terenuri special amenajate(ex. prin compost=biodegradarea in urma amestecarii cu pamant –vezi sectiunea 4.10.11), sau prin transformarea acestora in ingrasaminte pt. pamant(vezi sectiunea 4.10.11), sau folosirea in alte procese precum fabricarea de caramizi(vezi sectiunea 4.10.12).

Efecte de traversare a mediilor

Solutiile care propun ca apele reziduale sa fie tratate la fata locului sau in alte locuri in reteaua de canalizare municipala, fara indepartatrea murdariei si extractia grasimilor produc pur si simplu transferul compusilor organici din etapa lichida in namolul rezidual.In procesul de evaporare se folosesc atat energie mecanica cat si termica. Totusi energia mecanica nu e mare si energia termica poate fi in mare masura recuperata cu ajutorul unei instalatii de evaporare bine construita[187, INTERLAINE< 1999]

462

Aplicabilitate

Optiunea A(tratarea intr-o statie de epurare din afara oraselor) poate fi folosita doar in cazurile cand deversarea apelor reziduale nu ar cauza daune mediului inconjurator(o fabrica mica ce si-ar deversa apele uzate intr-o statie de epurare mare). Alte solutii pot fi folosite in cazul oricarei fabrici de prelucrare a lanii.

Aspecte economice

Aspectele economice pentru fiecare din solutiile propuse au fost discutate in detaliu (INTERLAINE, 1999, # 187). Tabelele 449 si 450 prezinta schematic informatia cu privire la o mica fabrica de prelucrare a lanii(3500 tone/an) si pentru o fabrica de marime medie(15.000 tone/an)ce prelucreaza lana bruta. Rezultatele sunt similare si pentru fabricile ce prelucreaza lana fina cu exceptia factorilor legati de continutul mai mare de grasimi ale lanii fine, ceea ce produce efecte negative in ceea ce priveste cheltuielile de functionare de la fata locului pentru toate solutiile ce presupun extractia grasimilor. Cheltuielile totale pentru fabricile ce prelucreaza mai mult de 15.000tone/an nu sunt estimate ca fiind cu mult mai substantiale.

Costurile pentru instalatiile de indepartare a murdariei/grasimii in tabelul de mai jos sunt 412.500 Euro pentru o fabrica mica si 825.000 Euro pentru o fabrica de marime medie. Instalatiile din fabricile mai mari lucreaza cu cantitati mult mai mari si se crede ca aceste costuri sunt realiste. Cheltuielile/Investitiile de capital pentru o statie de floculare din cadrul unei fabrici mari, ajung la aprox.275.000Euro si se pare ca o statie cu o capacitate mai mica nu ar fi cu mult mai ieftina.

Cheltuielile pentru instalatiile de evaporare sunt oarecum mai speculative. Se presupun urmatoarele costuri: capacitate 21.000m3/an, cost 1,2 milioane Euro; capacitate 45.500 m3/an; cost 1,8 milioane Euro; capacitate 60.000m3/an, cost 2,4 milioane Euro; capacitate 90.000m3/an, cost 3 milioane Euro; capacitate 120.000 m3/an, cost 3,6 milioane Euro.

Cheltuielile de functionare ale instalatiei reprezinta valoarea neta a vanzarilor de grasimi, de aici costurile negative in unele cazuri in care sunt utilizate instalatii de recuperare/extractie a grasimilor. Calculele au fost bazate pe urmatoarele costuri pe unitate:COSTURI PE UNITATE EUROApa 0.68m3

Caldura 0.51 m3

Produse chimice utilizate- Detergent- Soda

1400/t268/t

Grasime (1) 380/tCheltuieli de functionare, indepartarea murdariei/grasimilor

2.74 m3

0.28 m3

12000/an22500/an

Cheltuieli de functionare statie de floculare- Produse chimice- Energie- Munca

- Intretinere

Cheltuieli de functionare, statie de evaporare- Energie- Munca

- Intretinere

1.82/m318000/ m3

65000/ m3

463

Namol rezidual(50% greutate uscata)-costuri de deversare- Namol rezultat din procesul de indepartare a murdariei/grasimilor

prin floculare- Concentrat prin evaporare

41/t

95/tSursa [...](1) pretul grasimilor recuperate/extrase este foarte variabil: in sectiunea 4.4.1 pretul de 2Euro/kg(conform datelor raportate de I.M. Russel) a fost luat in considerare la efectuarea calculelor Tabelul 4.48 : Costuri pe unitate

Costurile de deversare ale namolului rezidual luate in considerare sunt cele folosite in prezent in Marea Britanie pentru depozitarea pe un teren special amenajat(41 Euro/t pt. namol umed rezultat de la statii de floculare si de indepartare a murdariei/grasimilor si 95 Euro/t pt. concentratul rezultat dupa procesul de evaporare). Acestea includ taxele pt. teren(15Euro/tona) si transportul.Costurile pentru deversarea namolului nu includ nici o schimbare aparuta ca urmare a introducerii Directivei in privinta terenului de depozitare a deseurilor.Costurile de deversare ale apellor reziduale sunt tot cele din Marea Britanie (calculate conform formulei lui Modgen standard si reflecta costul total[ 187...]

descarcare grasime floculare grasime+floculare

evaporare grasime+ evaporare

Costuri pe unitate/euroCapital initial 0 412500 250000 662500 1812500 1612500Capital anual 0 41250 25000 66250 181250 161250Cheltuieli de intretinere anuale

0 17304 166072 115224 139972 118524

Costul anual al depozitarii namolului(50% parte solida)

0 21812 47305 48498 125845 92576

Costul anual total

694515 413775 181982 133450 28881 14900

Cheltuieli/tona de lana

694515 494121 420359 363422 475948 387250

Valoarea profitului net pt. o perioada de amortizare de 10 ani

198 141 120 104 136 111

Sursa[...]a)Valoarea neta prezenta este pt. o perioada de amortizare de 10 ani cu rata dobanzii de 3%

6.1m 4.4m 3.7m 3.3m 4.4m 3.6m

464

Tabelul 4.49: Costurile pt. optiunile de tratare a apei reziduale pt. o fabrica ce proceseaza 3500t/an lana bruta.

descarcare grasime floculare grasime+floculare

evaporare grasime+ evaporare

Costuri pe unitate/euroCapital initial 0 825000 275000 1075000 3625000 3225000Capital anual 0 82500 27500 107500 362500 322500Cheltuieli de intretinere anuale

0 (315615) 300480 (99915) 204980 (123415)

Costul anual al depozitarii namolului(50% parte solida)

0 102828 285932 279953 754418 567415

Costul anual total

4203305 2559983 876175 644386 92852 53648

Cheltuieli/tona de lana

4203305 2429696 1490086 931564 1414749 820148

Valoarea profitului net pt. o perioada de amortizare de 10 ani

280 162 99 62 94 55

Sursa[...]a)Valoarea neta prezenta este pt. o perioada de amortizare de 10 ani cu rata dobanzii de 3%

36.9m 21.4m 13.1m 8.3m 12.9m 7.6m

Tabel 4.50

Din punct de vedere economic , implementarea unei instalatii de indepartare a murdariei /grasimilor si a unei statii /instalatii de floculare pare a fi cea mai buna solutie in cazul fabricilor mici deprelucrare a lanii brute..Rambursarea este rapida(spre deosebire de deversarea in reteaua de canalizare) si aceasta optiune are cel mai mic cost pentru o perioada de10 ani, precum si cea mai mica valoare a profitului net pentru o perioada de 10 ani.Consecintele unei statii de epurare prin evaporare asupra mediului sunt mai importante decat cele ale unei statii de floculare.Totusi, costul initial al unei statii de epurare prin evaporare e mai ridicat si rambursarea( versus deversarea la canal) nu se obtine decat dupa 4-5 ani.

Valoarea /costul instalarii unei statii de indepartare a murdariei/grasimii este ilustrat de cheltuielile unei fabrici mici ce proceseaza lana cu o cantitate mica de grasimi. Cand aceasta tehnica se foloseste in combinatie cu cea de evaporare , ea permite reducerea investitiilor pentru ca poate fi folosita o instalatie de evaporare mai mica.

In cazul fabricilor de marime mijlocie , evaporarea e mai ieftina decat flocularea pentru o perioada de 10 ani si care are consecinte mai putin nocive asupra mediului.Folosirea unui procedeu de indepartare a murdariei/ grasimilor permite instalarea unei instalatii de evaporare mai mici si reducerea capitalului initial de investitii. Utilizarea procedeului de indepartare a murdariei /grasimilor permite de asemenea reducerea cheltuielilor de functionare datorita beneficiilor obtinute din recuperarea si vanzarea grasimilor. Beneficiile sunt mai mari in cazul fabricilor ce

465

prelucreaza lana fina deoarece contine un procent mai mare de grasime de buna calitate. Tehnica de indepartare a murdariei are un efect semnificativ si in ceea ce priveste costurile de deversare ale namolului rezidual, cand este folosita in combinatie cu o instalatie de evaporare. Aceasta deoarece proprietatile fizice ale concentratului obtinut prin evaporare fac ca transportul si depozitarea acestuia sa fie dificile si scumpe, asa ca e mai bine sa se indeparteze cat mai multe impuritati din apele reziduale inainte ca acestea safie supuse procesului de evaporare.

Referiri in literatura [187, INTERLAINE< 1999]

4.10.11. Folosirea namolului rezidual rezidual/provenit din prelucrarea lânii in agricultura

In majoritatea statelor membre ale Uniunii Europene , conditiile impuse de regulamentele in vigoare cer tratarea prealabila a namolului rezidual din prelucrarea lanii inainte de depozitarea acestuia pe un teren folosit in agricultura. Tratarea prealabila care se prefera este compostingul desi digestia anaeroba (cu recuperarea metanului rezultat) poate fi o alternativa.

Materialul pentru composting ar trebui sa aiba un procent C:N (carbon-nitrogen) de 25 -30 :1, ceea ce inseamna ca namolul rezidual rezultat din procesul de spalare a lanii trebuie imbogatit cu carbon.Resturile de plante, rumegusul, bucatile de lemn si paiele au fost folosite cu succes.Este nevoie si de o anumita cantitate de “material structural” (cu dimensiuni de pana la 50 mm ) in amestecul de compost pentru a se produce patrunderea aerului.Procentul ideal de umezeala al materialului pentru compost este de 50-60 %.

Se procedeaza la aerisirea materialului pentru a controla rata de descompunere , si deci temperatura. In prima faza , faza termofilica, temperatura optima este de45-60 °C , in timp ce pentru faza mezofilica se prefera temperaturi mai mici de 20-45 °C.

Exista multe metode de composting pentru productia comerciala . Acestea includ :- în aer liber, in amestec cu pământ cu brazdele intoarse- în aer liber cu aerisire fortata- în spatiu inchis cu aerisire fortata- în spatiu etans cu operare sub influenta presiunii negative - depozitare intr-un tunel simplu , fara amestec cu pamant de brazda - sisteme reactor.

Sistemele de composting etanse sau in-containere au anumite avantaje asupra sistemelor in aer liber , ceea ce face ca acestea sa fie favorabile pentru reziduurile industriale.In primul rand , se imbunatateste controlul asupra procesului , facand posibile temperaturi mai mari ce maresc randamentul si viteza procesului de composting.In al doilea rand, controlul mirosurilor , al prafului si indepartarea substantelor alcaline este superior , permitand prelucrarea reziduurilor industriale mai aproape de sursa.Dezavantajul sistemelor inchise este costul initial mai mare .

Dupa composting, compostul (materialul rezultat ) trebuie lasat la maturare pentru cateva saptamani , timp in care se petrec alte schimbari (bio) –chimice , care fac compostul mai potrivit pentru intrebuintarea finala.

Principalele beneficii pentru mediul inconjurator

Compostingul este o modalitate avantajoasa de tratare a namolului rezidual provenit din spalarea lanii , ce serveste in acelasi timp ca ingrasamant folositor pentru sol. Carbonul descompus prin composting este transformat in CO2 in prezenta aerului si nu in metan (asa cum se intampla prin procesul de depozitare) . CO2 are efect mai putin nociv decat metanul in privinta consecintelor asupra mediului (efectul de sera).

466

Date operationale

Pentru namolul rezidual rezultat din spalarea lanii, composting-ul se foloseste pentru distrugerea intr-o masura cat mai mare a componentelor nocive pentru terenul agricol. Aceste componente sunt grasime de lana si reziduurile ectoparazitice. Astfel, composturile produse din amestecuri cu continut de grasime de lana ar trebui verificate periodic.

In verificarile de compost efectuate in Marea Britanie s-au obtinut rezultate similare dupa efectuarea procesului de composting de 6-7 saptamani prin amestecul cu pamant a 10 tone de reziduuri in spatiu neacoperit si dupa 14 zile de tratament intr-un tunel etans.Continutul de grasime, clorura organica si de piretroid sintetic ectoparazitica al compostului a fost redus cu 60% si substantele ectoparazitice cu continut de fosfat organic cu 80%. Se presupune ca s-au produs si alte reduceri in timpul maturarii, dar nu au fost monitorizate.Un fenomen interesant a fost contaminarea cu lindan (OC) a bucatilor de lemn si a rumegusului folosite ca material aditional in compost.

Efecte de traversare a mediilor

Composting-ul poate polua aerul cu mirosuri neplacute , praf si apa cu substante alcaline. Totusi, in cadrul unui proces de composting bine organizat, aceste probleme nu ar trebui sa apara.

Folosirea compostului ca ingrasamant in agricultura poate duce la poluarea apei daca reziduurile ectoparazitice sunt prezente. Dar daca compostul e folosit intr-un mod responsabil, e putin probabil sa aiba loc aceasta contaminare, tinand cont si de mobilitatea scazuta a substantelor ectoparazitice in sol . [...]

Aplicabilitate

Compostingul poate fi utilizat la fata locului de catre fabricile care beneficiaza de spatiul necesar. Cel la distanta include si costurile de transport( de la locul de producere al reziduurilor la spatiile special amenajate pentru desfasurarea acestui proces), ceea ce poate constitui o problema pentru unii producatori de lana.

Posibilitatea de a apela la aceasta optiune atat la fata locului cat si in spatii special amenajate poate creste odata cu implementarea directivei ( Legii depozitarii reziduurilor-1999/31/CE)

Aspecte economice

Composting-ul nu e o tehnica scumpa.Costurile sunt prezentate in figura 4.47 pentru intreprinzatorii recenti din domeniu, iar tabelul 4.51 ofera informatii pentru sistemele inchise.

Costuri in Euro Material procesat tone/an

467

Sistem Timp de descompunere

Timp maturare/zile

Costuri in Euro/10.000tone/an

Costuri de tratare Euro/tona

Platforma 7-36 0-120 450-2250k 9-75Container 10-20 30-100 450-1500k 15-45Tunel 0-56 75-3000k 9-45Tabel 4.51: Procesul de composting si timpul de maturare, capitalul si costurile de tratare pt. 3 tipuri de instalatii de composting in sistem inchis.

[187,INTERLAINE,1999] cu trimitere la “ Asociatia pentru composting, Marea Britanie” Tabel 4.51 : Procesul de composting si timpul de maturare, capitalul si costurile de tratare pentru 3 tipuri de statii/instalatii de composting in sistem inchis

Piata compost-ului e nesigura. Asociatia compostului ( Marea Britanie) a informat ca nici o fabrica de compost din tara nu-si recupereaza cheltuielile prin vanzarea de compost. De fapt, majoritatea nu sunt absolut deloc platite pentru compostul furnizat, astfel ca acestea isi recupereaza cheltuielile prin impunerea unor taxe, sau in cazul in care autoritatile locale se ocupa de transformarea reziduurilor in compost, prin taxe locale.

Forta motoare pentru aceasta tehnica

Prin implementarea directivei pentru depozitarea reziduurilor va fi interzisa depozitarea deseurilor lichide in pamant. Nu se stie care va fi viitorul in ceea ce priveste depozitarea namolului rezidual. Pentru producerea compostului nu e nevoie de o tehnologie avansata iar costurile sunt mici.

Norme/ Fabrici/ Statii de referinta

Fabricile de la punctele C, F, G si M din raportul de la sectiunile 3.2.1. folosesc aceasta metoda la deversarea namolului rezidual.Referinte in literatura [ 187, INTERLAINE,1999}

4,10.12. Folosirea namolului rezidual provenit din spalarea lanii la fabricarea caramizilorDescriere Lutul folosit la fabricarea caramizilor trebuie sa contina o anumita cantitate de material organic. Oxidarea acestui material in timpulprocesului de ardere a caramizilor imbunatateste calitatea caramizilor. Unele tipuri de lut nu contin suficienta materie organica , astfel ca aceasta trebuie adaugata..Namolul rezidual rezultat din spalarea lanii este ideal pentru aceasta utilizare.

Avantajele principale pentru mediul inconjurator

Folosirea noroiului / namolului rezidual la fabricarea unui produs util , la obtinerea materiei organice care se adauga lutului si care altfel ar trebui obtinut din surse fosile.

Date operationale

Poate fi necesar sa se monitorizeze verificarile care se fac pentru arderea caramizilor pentru a vedea daca emisiile de aer din caramizi nu au fost afectate in mod negativ.

Efecte de traversare a mediilor

468

Emisia de aer poate fi crescuta , desi e putin probabil . Daca namolul rezidual trebuie transportat pe distante lungi , se pune problema poluarii cauzate de transport.

Aplicabilitate

Problemele aparute in calea implementarii acestei masuri sunt mai degraba logistice decat tehnice. Greutatea consta in potrivirea productiei unui producator de lana cu cerintele unui producator de caramizi si cu locatia lui.

Aspecte economice

Depind in mare masura de intelegerea la care ajung producatorul de lana si cel de caramizi si de costul surselor alternative de materie organica adecvata pe care acesta din urma le are la dispozitie. Este probabil ca aceasta tehnica sa fie mai ieftina decat depozitarea in pamant , composting-ul sau incinerarea.

Forta motoare pentru implementarea acestei tehnici

Pentru producatorul de lana , forta motoare va fi costul. Pentru producatorul de caramizi disponibilitatea unei surse de materie adecvata si in cantitate suficienta(probabil disponibila gratuit.

Fabrici de referinta

Fabricile L si N din raport la Sectiunea 3.2.1. folosesc aceasta metodă pt. o parte din productia lor de namol rezidual. Se stie ca tehnica e folosita si de anumiti producatori de lana italieni.Referinte in literatura[187,INTERLAINE,1999]

5. Cele mai bune tehnici aflate la indemana(BAT)

Pentru intelegerea acestui capitol si a continutului sau, cititorului i se reaminteste prefata acestui document si in special sectiunea a cincea din prefata intitulata”Intelegerea si folosirea acestui document”. Tehnicile si emisiile asociate lor si/sau nivelurile de consum sau seriile de niveluri prezentate in acest capitol au fost judecate printr-un proces repetitiv ce implica urmatoarele etape:

identificarea aspectelor –cheie de mediu inconjurator pt. sectorul respectiv examinarea celor mai relevante tehnici pt. abordarea acestor probleme-cheie identificarea tehnicilor cu cele mai bune consecinte asupra mediului, pe baza datelor

disponibile in Comunitatea Europeana si in lume examinarea conditiilor in care au fost atinse cele mai bune niveluri pt. mediul inconjurator;

examinarea costurilor; efectelor de traversare a mediilor, ale fortelor motrice pt. implementarea tehnicilor

selectarea celor mai bune tehnici disponibile si a emisiilor asociate acestora, pe langa nivelurile de consum pt. acest sector, asa cum sunt prezentate in Articolul 2(11) si Anexa IV din Directiva

Parerile expertilor europeni din cadrul Biroului IPPC si al Grupului pt. probleme tehnice au jucat un rol esential in conturarea acestor etape si al modului de prezentare al informatiilor

Pe baza acestei analize, tehnicile si pe cat posibil emisiile si nivelurile de consum asociate cu folosirea celor mai mai bune tehnici disponibile, sunt prezentate in acest capitol. Acestea sunt considerate relevante pt. intregul sector si in multe cazuri reflecta performantele curente ale instalatiilor din sector. Cand se face prezentarea emisiilor si nivelurilor de consum, aceasta trebuie

469

inteleasa ca rezultate anticipate asupra mediului, inerente acestor tehnici. Totusi, nu exista valori limita pt. aceste niveluri. In unele cazuri se pot obtine niveluri de emisie si de consum mai bune dar, datorita costurilor sau trecerii dintr-un mediu in altul, nu sunt considerate la fel de potrivite pt. sectorul privit ca intreg precum cele mai bune tehnici la dispozitie. Asemenea niveluri sunt justificate in cazuri specifice ceea ce conduce la folosirea tehnicilor respective.

Emisia si nivelurile de consum asociate cu folosirea celor mai bune tehnici la dispozitie trebuie privite in ansamblu, impreuna cu conditiile specifice unei anumite situatii(ex. perioade medii).

Trebuie sa se faca diferenta intre conceptul de”niveluri asociate cu cele mai bune tehnici disponibile” descris mai sus si termenul „Nivel posibil de atins” folosind o anumita tehnica sau o combinatie de tehnici, se intelege ca nivelul respectiv va fi atins intr-o perioada de timp considerabila, cu ajutorul unei instalatii in stare de buna functionare sau al unui proces ce foloseste respectivele tehnici.

Cand am avut acces la datele referitoare la costuri, acestea au fost furnizate impreuna cu descrierea tehnicilor prezentate in capitolul anterior. Acestea ofera indicatii generale despre totalitatea costurilor implicate. Totusi costul real al aplicarii unei tehnici va depinde mult de situatiile specifice(taxe ,amenzi, caracteristici tehnice ale instalatiei respective. Este imposibila evaluarea exhaustiva in acest document ai acestor factori ce depind de situatia particulara.

In lipsa datelor despre costuri, concluziile despre viabilitatea economica a tehnicilor, sunt trase din observatiile asupra instalatiilor existente.

Tennicile BAT generale sunt un punct de referinta pt. analizarea performantelor curente ale instalatiilor existente sau a propunerii pt. o noua instalatie. Astfel ele vor contribui la crearea unor conditii adecvate bazate pe tehnicile BAT pt. instalarea sau stabilirea unor reguli generale de functionare conform Articolului 9(8). Se prevede ca se vor proiecta noi instalatii capabile sa functioneze la standarde mai bune decat cele valabile pt. tehnicile BAT prezentate aici. Deasemenea se considera ca instalatiile existente vor tinde spre implementarea nivelurilor BAT generale sau vor atinge niveluri mai bune, in functie de posibilitatile tehnice si economice de aplicare ale acestor tehnici pt. fiecare caz in parte.

Documentele de referinta BAT nu stabilesc standarde legale, scopul lor este doar de a oferi informatii pt. indrumarea industriilor , a statelor membre si a publicului asupra emisiilor si a nivelurilor de consum ce pot fi atinse prin folosirea acestor tehnici specifice. Valorile limita pt. fiecare caz in parte se vor calcula tinanadu-se cont de obiectovele Directivei IPPC si de considerente locale.

5.1 Tehnici BAT generice (pentru totalitatea industriei textile)

Industria textila este un sector fragmentat si heterogen, compus dintr-un numar mare de sub-sectoare. reziduurile generate depind de facilitati, de procesele desfasurate si de fibrele folosite. In ciuda ecestor complexitati , exista tehnici BAT valabile pt. toate tipurile de operatii textile, indiferent de procesele folosite sau de produsele fabricate.

Administrare

Tehnologia insasi nu e suficienta; ea trebuie sa mearga mana in mana cu exploatarea mediului si o buna organizare interna. Administrarea unei instalatii care foloseste procese cu potential ridicat de poluare necesita implementarea multor elemente din Sistemul de Administrare al Mediului(SAM).

BAT se refera la:implementarea constientizarii asupra factorilor ce pot afecta mediul înconjurător şi includerea unei pregătiri adecvate în anumite programe specifice.

folosirea unor soluţii bune pentru curăţare şi întreţinere (vez 4.1.1)

470

depozitarea produselor chimice conform indicaţiilor oferite în BREF-ul referitor la depozitare (în pregătire)

măsuri pentru evitara scurgerii produselor chimice şi a lichidelor folosite în procesul de producţie. Dacă totuşi scurgerea are loc trebuie aplicate procedurile de limitare a scurgerii, curăţarea/îndepărtarea efectelor şi evacuarea sa. Produsele chimice nu trebuie să se infiltreze în apă sau în reţeaua de canalizare.

implemenatarea unui sistem de monitorizare al materiilor prime şi al produselor rezultate în urma procesului de producţie (atât la faţa locului cât şi la nivelul procesului de producţie), incluzând materii prime, produse chimice, căldură, energie, apă şi reziduuri precum: ape reziduale, emisii de gaze, nămol rezidual, reziduuri solide şi produse secundare. O evidenţă bună a materiilor prime şi a produselor rezultate este absolut necesară pentru identificarea sectoarelor cu probleme şi pentru găsirea unor soluţii pentru îmbunătăţirea factorilor de mediu.

Dozarea produselor chimice (inclusiv) coloranţi vopsele

Tehnnicile BAT presupun instalarea automată a sistemelor de dozare a produselor chimice şi auxiliare necesare şi e furnizată direct diverselor maşini prin conducte, fără a mai fi necesară intervenţia umană. Apa folosită pentru spălarea vasului pregătitor şi a conductelor de alimentare este calculată odată cu cantitatea de soluţie necesară. Alte sisteme folosesc fluxuri independente pentu fiecare din produsele ce urmează a fi furnizate. Astfel produsele chimice nu sunt amestecate înaintea introducerii lor în aparatul sau dispozitivul corespunzător şi nu e nevoie să se spele recipientele, pompele şi ţevile înainte de etapa automată şi sistemele de distribuire este oferită la secţiunea 4.1.3

Selectarea şi folosirea produselor chimice

Tehnicile BAT trebuie să se conformeze unor principii generale în ceea ce priveşte alegerea produselor chimice şi administrarea lor;

atunci când e posibil să se ajungă la rezultatul dorit fără utilizarea produselor chimice, să se evite folosirea lor

cînd acest lucru nu e posibil, să se folosească o abordare care să ia în considerare riscurile implicate de folosirea produselor chimice, astfel încât factorii de risc pentru mediul încojurător să fie cât mai reduşi

Există clasificări şi metode de clasificare ale produselor chimice. Câteva exemple de metode de selectare şi de catalogare ale produselor chimice în funcţie de gradul de risc al contaminării apei şi aerului sunt descrise în secţiunea 4.3.1 şi 4.3.2.Modurile de operare care asigură cel mai mic grad de risc per total includ tehnici precum circuitul închis şi distrugerea completă a poluanţilor. Este esenţial să se aibă în vedere legislaţia CE în domeniu.Concluziile care se desprind în privinţa tehnicilor BAT sunt:Produşii cu activitate de suprafaţă vor înlocui alchilfenolul etoxilic şi alte tensiuri periculoase, primii fiind uşor biodegradabili şi eliminabili într-o staţie de tratare a apelor uzate şi neducând la formarea de produşi toxici pentru metabolism (vezi secţiunea 4.3.3)În privinţa agenţilor complexi BAT prevede:

evitarea şi reducerea utilizării de agenţi complexi în procesul de pretratare şi de vopsire prin: neutralizarea apei proaspete pentru îndepărtarea fierului şi a cationilor alcalino-pământoşi

întăriţi din apa utilizată în procesfolosirea unui proces uscat pentru îndepăratarea particolelor grosiere de fier din textură înainte de încălzire (se instalează detectorii magnetici pe liniile de tratare prealabilă continuă aşa cum e descris în secţiunea 4.5.6). Această metodă de tratare e potrivită cînd procedeul începe cu o etapă de oxidare, în caz contrar ar trebuie folosită o mare cantitate de produse chimice pentru dizolvarea

471

particolelor grosiere de fier printr-un procedeu umed. Acestă etapă nu e necesară când se efectuează tratarea alcalină a lânii spălate după înălbire.

Îndepărtarea fierului din fibre folosind demineralizarea acidă sau, mai bine, agenţii reductivi fără grad de risc (vezi Secţiunea 4.5.6.).

Utilizarea de perhidrol în condiţii optime de control (Secţiunea 4.5.6). Selectarea unor agenţi complecşi biodegradabili şi bioeliminabili

(secţiunea 4.3.4).În privinţa agenţilor antispumanţi tehnicile BAT vor:

Minimiza şi evita folosirea lor prin: Folosirea jeturilor de aer, fără spălare, soluţia lichidă nefiind agitată prin rotaţie; Refolosirea spălării cu lichide speciale.

Selectarea agenţilor antispumanţi care nu conţin uleiuri minerale şi se caracterizează prin niveluri ridicate de eliminare biologică (Secţiunea 4.3.5).

Selectarea materiei prime pentru procesul de producţie

În prezent producătorii textile nu sunt bine informaţi de furnizori despre calitatea şi cantitatea substanţelor (ex.: agenţi pregătitori, pesticide, uleiuri de tricotat) folosite/aplicate pe materiale în procesul iniţial. Aceste cunoştinţe sunt absolut necesare pentru ca producătorul să poată preveni şi controla impactul acestor substanţe asupra mediului.

BAT precizează că e necesară colaborarea cu furnizorii din lanţul textil pentru crearea responsabilităţii faţă de mediu în acest sector. Se doreşte un schimb activ de informaţii în privinţa tipului şi încărcăturii produselor chimice care sunt adăugate şi rămân pe fibre în fiecare etapă a procesului de fabricare. Pe lângă condiţiile impuse prin contract, există şi alte reglementări precum certificarea caracterului organic pentru bumbac sau schema de certificare folosită în Germania, etc. Tabelul de mai jos prezintă tehnicile BAT pentru materii prime care să prevină la sursă impactul asupra mediului rezultat din prezenţa în fibre a substanţelor poluante înainte de intrarea în procesul de apretare. Toate măsurile se bazează pe presupunerea că materiile prime textile sunt produse ţinându-se cont de o schemă de calitate astfel încât manufacturierul final să poată obţine informaţii despre tipul şi cantitatea de produse contaminate.

Materie primă BATFibre artificiale Selectarea materialului tratat cu agenţi pregătitori cu emisii

scăzute, biodegradabili (vezi 4.2.1)Bumbac Selectarea materialului cu tehnici de sortare cu adaosuri scăzute

(udarea prealabilă a firului de urzeală) şi agenţi de sortare cu grad mare de eficacitate, bioeliminabili (vezi 4.2.4) Folosirea informaţiei disponibile pentru evitarea procesării

textilelor contaminate cu produşi periculoşi precum PCP. Folosirea bumbacului crescut organic când condiţiile de piaţă

permit.Lână Folosirea informaţiilor disponibile pentru evitarea procesării

materialului textil contaminat cu produşi cu grad înalt de periculozitate precum reziduurile pesticide din organofosfaţi (OC)(vezi 4.2.7). Minimizarea la sursă a substanţelor ectoparazitice folosite legal

prin încurajarea producerii de lână cu procentaj scăzut de pesticide, cu ajutorul dialogului continuu cu organismele competente responsabile cu producerea şi vânzarea lânii în toate ţările producătoare (vezi 4.2.8). Selectarea firului de lână tratat cu compuşi biodegradabili în loc

de compuşi bazaţi pe uleiuri minerale sau care conţin APEO (vezi 4.2.2)

Administrarea apei şi energiei

472

Economiile la apă şi energie sunt legate una de alta în industria textilă pentru că energia se foloseşte în principal la încălzirea băilor de tratare. Urmează o prezentare pe scurt a tehnicilor BAT selectate pentru economia de apă şi energie. Limitele în aplicarea acestor tehnici sunt discutate în secţiunile indicate.

Tehnicile BAT urmează să: Monitorizeze consumul de apă şi energie pentru diferite procese (vezi secţiunea 4.1.2) Instalarea de dispozitive de control al fluxului şi valve de oprire automată pentru maşinile ce

lucrează fără întrerupere (4.1.4 şi 4.9.2). Instalarea dispozitivelor de control la maşinile de dozare (secţiunile 4.1.1 şi 4.6.19). Stabilirea unor procese de producţie bine documentate pentru a evita risipa de resurse prin

metode de lucru nepotrivite (4.1.4). Optimizarea orarului de producţie şi ajustarea proceselor de tratare prealabilă la cerinţele de

calitate ale proceselor post-producţie (4.1.1). Investigarea posibilităţii de a combina diverse metode de tratare într-o singură etapă (4.1.1 şi

4.1.4). Instalarea unui dispozitiv de eliberare graduală în procesul de dozare (4.6.19 şi 4.6.21). Introducerea tehnicilor de aplicare prin adăugare redusă în procesele în flux continuu (4.1.4) Îmbunătăţirea eficacităţii procesului de spălare atât în procesul de dozare cât şi în cel de flux

continuu (4.9.1 şi 4.9.2). Refolosirea apei răcite ca apă industrială (permiţând recuperarea de căldură)(secţiunea

4.1.1). Investigarea posibilităţilor de refolosire a apei şi reciclare prin caracterizarea sistematică a

calităţii şi volumului diferitelor tipuri de procese pentru identificarea proceselor pentru care substanţele conţinute în diferite tipuri de reziduuri sunt încă folositoare şi/sau nu au efect negativ asupra calităţii produsului. Pentru procesele de reciclare şi de dozare a substanţelor chimice se instalează aparate cu dispozitive încorporate care facilitează recuperarea şi refolosirea reziduurilor. Exemple de opţiuni pentru refolosirea apei sunt prezentate în secţiunea 4.5.8 şi 4.6.22.

Fixarea de capişoane şi instalaţii de protecţie care să asigure etanşeitatea aparatului, care în caz contrar ar putea da naştere la pierderi/scăpări de vapori (4.1.1 şi 4.6.19).

Izolarea ţevilor, a valvelor, a rezervoarelor, a aparatelor pentru minimizarea pierderilor de căldură (4.1.5).

Optimizarea sălii cazanelor prin refolosirea apei condensate, preîncălzirea aerului inserat, recuperarea căldurii din gazele de combustie (4.1.1, 4.4.3 şi 4.8.1).

Separarea curenţilor reci şi calzi de ape reziduale înaintea recuperării de căldură şi recuperarea căldurii din curentul cald (secţiunile 4.1.1 şi 4.6.22).

Instalarea sistemelor de recuperare a căldurii pentru gazele reziduale (secţiunile 4.1.1, 4.4.3 şi 4.8.1).

Instalarea de motoare electrice cu controlul frecvenţei (secţiunea 4.1.1).

Administrarea reziduurilor

Tehnicile BAT prevăd: Colectarea/strângerea separată a reziduurilor solide. Folosirea containerelor mari sau a celor returnabile.

5.2. Măsuri de procesare pe ansamblu şi operaţii integrate procesului de prelucrare

Această secţiune prezintă măsuri de procesare integrată acestuia şi operaţiuni discutate în această lucrare. Măsurile de reducere ale reziduurilor la terminarea unui proces tehnologic sunt descrise în secţiunea următoare. Prezentarea urmează o abordare de ansamblu a procesului de bază indicând, unde a fost nevoie, sectoarele/categoriile de fabrici care prezintă anumite limitări în aplicarea măsurilor specifice discutate.

5.2.1 Spălarea lânii

473

Spălarea lânii poate fi făcută folosind apă (cea mai des întâlnită situaţie) sau un solvent organic. Ambele metode se numără printre tehnicile BAT, cu condiţia ca un număr de cerinţe să fie satisfăcut.

Spălarea lânii cu apă

Tehnicile BAT constau în: Selectarea materiei prime în conformitate cu măsurile BAT stabilite în Tabelul 5.1. Substituirea detergenţilor cu conţinut de alchilfenol etoxil cu etoxil de alcool sau alte

substanţe rapid biodegradabile care nu produc compuşi toxici, în conformitate cu măsurile BAT descrise în secţiunea 4.3.3.

Folosirea procedeelor de îndepărtare a murdăriei/extragere a grăsimilor de mare capacitate, descrise la secţiunea 4.4.1 (pentru lâna fină şi extrafină, dacă acest procedeu se desfăşoară folosind un dispozitiv care prezintă un orificiu separat de evacuare a curentului continuu de nămol rezidual, atunci acesta va permite, şi evacuarea particulelor de murdărie foarte fină, fără a mai fi nevoie de un orificiu separat). Tehnicile BAT menţionează următoarele valori în cazul consumului de apă: 2-4 l/kg de lână cu grăsime în fabrici mari şi medii (care procesează 15000 t de lână cu grăsime/an) şi 6 l/kg pentru fabricile mici. Valorile pentru recuperarea/extracţia grăsimii sunt de 25-30% din grăsimea ce se estimează a exista în lâna spălată.

Reducerea consumului de energie la 4-4,5 MJ/kg de lână grasă procesată, conţinând aproximativ 3.5 MJ/kg energie termică şi 1 MJ/kg energie electrică prin combinarea adecvată a următoarelor tehnici (pe lângă cea de reducere a grăsimii menţionate mai sus):

Acoperirea recipientelor pentru evitarea pierderilor de căldură. Optimizarea rezultatelor obţinute prin procesul final de presare – stoarcere pentru a

îmbunătăţi îndepărtarea mecanică a apei înainte de procesul de uscare. Ultima spălare se face la o temperatură relativ ridicată. Temperatura optimă este de

65 OC, cu excepţia cazului când se face şi înălbirea cu peroxid cu această ocazie. În acest caz temperatura optimă de încălzire e de 48 OC.

Controlul automată al umidităţii uscătorului prin senzori care să măsoare fie umiditatea atmosferică, să fie cea a lânii.

Utilizarea unor dispozitive noi de recuperare a căldurii montate pe vechile uscătoare.Datorită lipsei de date nu este posibil să se stabilească dacă valorile pentru consumul de apă şi de energie

menţionate mai sus, asociate cu tehnicile BAT, se aplică/sunt valabile şi în cazul lânii extra – fine (cu diametrul fibrei mai mic de 20 m).

Spălarea cu solvent organic

Această tehnică face parte din BAT, cu condiţia ca toate măsurile descrise la secţiunea 2.3.1.3 să fie luate pentru minimizarea pierderilor nedurabile şi prevenirea contaminării apelor de subsol, ce poate fi cauzată prin poluare difuză sau de accidente.

5.2.2. Apretura textilă şi industria covoarelorÎndepărtarea lubrifianţilor de pe ţesături

Tehnicile BAT constau în: Selectarea materialului tricotat procesat prin folosirea unor lubrifianţi solubili în apă sau

biodegradabili în loc de lubrifianţi obişnuiţi/convenţionali, bazaţi pe uleiuri minerale (vezi secţiunea 4,2,3). Îndepărtarea lor prin spălarea cu apă. În cazul materialelor/ţesăturilor din fibre sintetice etapa aceasta trebuie să preceadă etapa termofixării (prin îndepărtarea lubrifianţilor se evită eliberarea lor sub formă de emisii gazoase).

474

Încheierea etapei de termofixare înainte de cea de spălare şi tratarea emisiilor generate în procesul de uscare şi întindere al materialelor textile folosind sisteme de filtrare electrică uscată care permit recuperarea energiei şi strângerea separată a uleiului. Acest procedeu va reduce contaminarea efluentului (vezi secţiunea 4.10.9).

Îndepărtarea uleiurilor insolubile în apă folosind spălarea cu solvent organic. Aceleaşi cerinţe din secţiunea 4.9.3 precum şi distrugerea poluanţilor persistenţi (de exeplu: prin procese de oxidare avansate), se cer îndeplinite. Astfel se va evita orice contaminare posibilă a apei subterane prin poluare difuză sau accidente. Se preferă această tehnică atunci când alţi agenţi pregătitori insolubili în apă, precum uleiurile de siliciu, sunt prezente pe materialul textil.

Descheierea

Tehnicile BAT constau în: Selecţionarea materiei prime procesată cu tehnici cu adaosuri mici (de exemplu: pre-

încălzirea firului de urzeală, vezi 4.2.5) şi cu agenţi de descheiere mai eficienţi în privinţa caracterului lor biodegradabil (vezi 4.2.4) în combinaţie cu utilizarea unor sisteme eficiente pentru descheiere şi tehnici pentru tratarea apei reziduale cu conţinut scăzut de F/M (F/M <0,15 kg BOD5/kg MLSS*d, adaptarea nămolului activat obţinut şi temperaturi mai mari de 15 OC – vezi 4.10.1) pentru îmbunătăţirea bioeliminării agenţilor de descheiere.

Adoptarea procesului de oxidare atunci când sursa de materie primă este necunoscută (vezi secţiunea 4.5.2).

Combinarea descheierii/spălării lânii şi a înălbirii într-o singură etapă, aşa cum se descrie în secţiunea 4.5.3.

Recuperarea şi refolosirea agenţilor de descheiere prin ultrafiltrare (secţiunea 4.5.1).

InalbireaBAT se foloseste pentru:

Utilizarea inalbirii cu perhidrol ca agent preferat de inalbire, combinata cu diferite tehnici de reducere a folosirii stabilizatorilor perhidrolici,conform descrierii din subcapitolul 4.5.6., sau de utilizare a agentilor complexanti descrisi in subcapitolul 4.3.4. .

Utilizarea cloritului de sodiu pentru fibre de in sau de bast, care nu pot fi inalbite doar cu perhidrol. Metoda preferata este inalbirea in doua etape, perhidrol-bioxid de clor. Trebuie verificata folosirea bioxidului de clor elementar, fara clor. Acesta se obtine folosind perhidrol ca reductor al cloratului de sodiu (a se vedea subcap. 4.5.5.).

Limitarea folosirii hipocloritului de sodiu doar pentru cazurile cind trebuie sa se obtina un alb intens si pentru tesaturile fragile, care ar putea suferi depolimerizare. In aceste cazuri speciale, pentru a reduce formarea de AOX periculosi, inalbirea cu hipoclorura de sodiu se face in doua etape, in prima folosindu-se peroxid si in a doua, hipoclorura. Efluentii rezultati in urma inalbirii cu hipoclorura se separa de celelalte substante si reziduuri mixte pentru a se reduce formarea de AOX periculosi.

MercerizareaBAT se folosesc pentru:

Recuperarea si reutilizarea alcaliului din apa pentru spalare, conform descrierii din subcap. 4.5.7.

Sau reutilizarea efluentilor continind alcaliu in alte tratamente de prelucrare

Vopsirea

475

Dozarea si distribuirea formulelor de vopsireBat se folosesc pentru toate actiunile de mai jos:

Reducerea nr. de vopsele (o cale de reducere a nr. de vopsele este utilizarea sistemelor tricomatice)

Folosirea sistemelor automate de dozare si distribuire a vopselelor, cu exceptia vopselelor mai putin frecvente,unde se vor folosi operatiuni manuale

In liniile lungi si continue, unde volumul precis al liniei de distributie este comparabil cu cel din fulard, folosirea de preferinta a dispozitivelor automate descentrate care nu amesteca diferitele substante chimice cu vopsele inainte de proces si care sunt curatate complet si automat.

BAT generale pentru procesele de vopsire discontinueBAT se folosesc pentru:

Utilizarea aparatelor dotate cu: control automat al volumului, temperaturii si al altor parametri ai ciclului de vopsire, sisteme indirecte de incalzire si racire, capace si usi pentru reducerea pierderilor de vapori

Alegerea aparatului cel mai potrivit cantitatii de procesat, pentru a permite ca operatiunea sa se desfasoare in limitele proportiilor nominale de solutie pentru care este proiectat. Aparatele moderne pot opera la un raport aproximativ constant de solutie fiind in acelasi timp incarcate doar la 60% din nivelul capacitatii lor nominale (sau chiar 30% in cazul dispozitivelor de vopsire in fir) (a se vedea subcap. 4.6.19)

Selectarea aparatelor noi pe cit posibil in conformitate cu cerintele mentionate in subcap. 4.6.19:

Proportie scazuta sau ultra-scazuta de solutie Separare a baii de substrat in timpul procesului Separare interna a solutiei de procesat de solutia pentru spalat Prelevare mecanica a solutiei pentru a reduce surplusul si a imbunatati

eficienta spalarii Durata redusa a ciclului Substituirea metodei de clatire prin inecare (cu apa multa) cu cea de scurgere

si umplere sau cu alte metode (clatire rapida in cazul tesaturilor) conform descrierii din subcap. 4.9.1.

Reutilizarea apei de clatit pentru urmatoarea vopsire sau reconstituire, si reutilizarea baii de vopsea cind conditiile tehnice o permit. Aceasta tehnica (a se vedea subcap. 4.6.22) este mai usor de implementat in vopsirea fibrelor slabe (slabite) unde se folosesc dispozitive cu incarcare in partea superioara. Recipientul pentru fibre poate fi scos din aparutul de vopsit fara a usca baia. Totusi, aparatele moderne de vopsire discontinua sunt dotate cu un rezervor incorporat ce permite separarea automata neintrerupta a concentratelor de apa de clatit.

BAT pentru procese de vopsire continuaProcesele de vopsire continua si semi-continua consuma mai putina apa decit vopsirea

discontinua, dar produc reziduuri de mare concentratie.BAT se folosesc pentru a reduce pierderile de solutie concentrata de vopsit (de colorant)

prin: Utilizarea sistemelor auxiliare de aplicare a solutiei si micsorarea capacitatii cuvei de

inmuiere cind se folosesc tehnici de vopsire prin fulardare Adoptarea sistemelor de distribuire atunci cind substantele chimice sunt distribuite in linie,

separat, nefiind amestecate decit imediat inainte de a fi introduse in aplicator. Utilizarea unuia dintre sistemele de mai jos pentru dozarea solutiei de umplutura, pe baza

masurarii capacitatii de prelevare (colectare, captare) (a se vedea 4.6.7.);

476

Masurarea cantitatii de solutie de vopsit consumata in comparatie cu cantitatea de tesatura procesata (lungimea tesaturii inmultita cu greutatea sa specifica):valorile rezultate sunt procesate automat si folosite la prepararea urmatoarei sarje comparabile.

Utilizarea tehnicii rapide de vopsire discontinua cind, in loc sa fie preparata pentru intreaga cantitate inaintea vopsirii, solutia coloranta este preparata la timpul cuvenit, in mai multe etape pe baza masurarii capacitatii de colectare. Aceasta a doua tehnica este de preferat atunci cind conditiile financiare o permit (a se vedea 4.6.7.).

Sporirea eficientei de spalare in conformitate cu principiile spalarii in contracurent si reducerii surplusului, descrise in subcap. 4.9.2.

Vopsirea amestecurilor PES +PES cu coloranti de dispersie (de suspensie)

BAT se folosesc pentru: Evitarea utilizarii de acceleratori periculosi prin (in ordinea prioritatilor);

Folosirea fibrelor de poliester nepurtatoare, ce pot fi vopsite (de tip PET sau PTT modificat), conform descrierii din subcap. 4.6.2., cind consideratiile legate de piata de produse o permit

Vopsirea in conditii de inalta tensiune, fara a folosi acceleratori. Aceasta tehnica nu se poate aplica amestecurilor PES/WO si elastan/WO

Substituirea acceleratorilor conventionali cu compusi pe baza de benzoat si N-alchilftalimida in cazul vopsirii fibrelor WO/PES (a se vedea subcap. 4.6.1)

Substituirea ditionitului de sodiu in traterea ulterioara a PES-urilor prin aplicarea uneia din cele doua tehnici propuse (conform descrierii din subcap. 4.6.5);

Inlocuirea ditionitului de sodiu cu un reductor pe baza de derivati de acid sulfinic. La aceasta trebuie sa se adauge o serie de masuri luate pentru a se asigura ca se consuma strict cantitatea de reductor necesara pentru a reduce colorantul (de exemplu, prin folosirea azotului pentru a indeparta oxigenul din solutie si din aerul din aparat)

Utilizarea colorantilor de dispersie care pot fi curatati in mediu alcalin prin solubilizare hidrolitica in loc de reducere (a se vedea subcap. 4.6.5)

Utilizarea formulelor optimizate de vopsire/vopsea care contin agenti de dispersie cu un grad inalt de biodegradabilitate, conform subcap. 4.6.3.

Vopsirea cu coloranti de sulfBAT se folosesc pentru (a se vedea 4.6.6):

Inlocuirea vopselelor conventionale de sulf-praf si lichid cu coloranti stabilizati fara sulfuri si neredusi in prealabil sau cu formule de vopsea lichida pre-reduse, cu un continut de sulfura mai mic de 1%.

Inlocuirea sulfurilor de sodiu cu reductori (lipsiti de) sulfuri sau ditionit de sodiu, in ordinea preferintei Adoptarea de masuri pentru a se asigura ca se consuma strict cantitatea de reductor necesara pentru reducerea

colorantului (de ex. prin folosirea azotului pentru a indeparta oxigenul din solutie si din aerul din aparat) Utilizarea de preferinta a perhidrolului ca oxidant.

Vopsirea discontinua cu coloranţi reactiviBAT se folosesc pentru:

Utilizarea de vopsele reactive cu fixare optimala cu un grad inalt de fixare, cu un nivel scazut de saruri, conform subcap. 4.6.10 si 4.6.11.

Evitarea folosirii detergentilor si agentilor complexanti in etape de clatire si neutralizare de dupa vopsire, prin aplicarea unei clatiri calde in acelasi timp cu recuperarea energiei termale din efluentii de clatire (a se vedea subcap. 4.6.12)

Vopsirea discontinua prin fulardare cu coloranţi reactiviBAT se folosesc pentru tehnici de vopsire care sunt operative la nivel echivalent cu cele descrise in subcap. 4.6.13. Tehnica descrisa este mai eficienta ca pret decit vopsirea discontinua prin fulardare, in privinta costurilor totale de procesare, dar investitia initiala de capital in trecere la noua tehnologie este semnificativa. Totusi, pentru noile instalatii si pentru cele ce cauta sa inlocuiasca tehnologia existenta, factorul pret nu este atit de semnificativ. In toate cazurile BAT se folosesc pentru a se evita folosirea ureei si a se utiliza metode de fixare fara silicati (a se vedea subcap. 4.6.9)

477

Vopsirea lâneiBAT se folosesc pentru:

A se substitui vopselele cu crom cu vopselele reactive sau daca nu este posibil , a se folosi metode de cromare ultra-redusa care indeplinesc toate cerintele de mai jos, conform subcap. 4.5.15 :

Sa se obtina un factor de emisie de 50 mg de crom la 1 Kg de lina tratata, care corespunde unei concentratii de crom de 5 mg/l in baia de cromare epuizata cind se foloseste solutie in raport de 1:10.

Sa nu se detecteze deloc crom(VI)+ in apa reziduala (folosind o metoda standard capabila de a detecta Cr VI+ in concentratii < 0.1mg/l)

A se asigura o minima scurgere de metale grele in apa reziduala in cazul vopsirii lânii cu coloranti metalici complecsi. Valorile asociate ale BAT sunt factori de emisie de 10 – 20 mg/Kg de lina tratata, corespunzind la 1 – 2 mg/l de crom in baia de vopsea epuizata, cind se foloseste un raport de solutie coloranta de 1:10. aceste performante pot fi atinse prin:

Utilizarea metodelor auxiliare care intensifica absorbtia de colorant , cum ar fi, de exemplu, procesul descris in subcap. 4.6.17 pentru cilti si pentru torturi

Utilizarea metodelor de control al pH-ului pentru a intensifica epuizarea baii finale pentru alte compozitii

A se acorda preferinta unui proces cu pH controlat cind se vopseste cu coloranti al caror pH este controlabil (coloranti acizi si bazici), astfel incit sa se obtina o vopsire uniforma cu o epuizare maxima a colorantilor si a agentilor insectifugi, precum si o folosire minima a agentilor organici de nivelare.

IMPRIMAREAGeneralitatiBAT se folosesc pentru:

Reducerea pierderilor de pasta de imprimare in procesul de imprimare in cadrul rotativ, prin: Reducerea volumului dispozitivelor de alimentare cu pasta (a se vedea subcap. 4.7.4) Recuperarea pastei de imprimat din dispozitivul de alimentare dupa fiecare etapa (rotatie),

prin adoptarea tehnicii descrise in subcap. 4.7.5 Reciclarea pastei de imprimat uzate (a se vedea subcap. 4.7.6)

Reducerea consumului de apa in operatiunile de curatire prin combinarea: Controlului curatarii benzii de imprimare (control start/stop) cu Reutilizarii partii cele mai curate din apa de clatit, din urma curatarii racleţilor, ecranelor si

rezervoarelor, si cu Reutilizarea apei de clatit din urma curatarii benzii de imprimare

Utilizarea masinilor de imprimat digitale cu jet de cerneala in producerea de serii scurte (mai mici de 100 m) , pentru tesaturi netede, atunci cind consideratiile legate de piata de produse o permit (a se vedea subcap. 4.7.9). Nu se considera a fi o BAT spalarea cu solvent in scopul prevenirii unui eventual blocaj atunci cind imprimanta nu este in functiune.

Utilizarea masinilor de imprimat digitale cu jet descrise in subcap. 4.7.8 pentru imprimarea covoarelor si a tesaturilor voluminoase, cu exceptia imprimarilor prin rezistenta si rezerva, si alte situatii similare

Imprimarea reactivaBAT se folosesc pentru a evita folosirea ureei fie prin:

Procesul intr-o singura etapa cu adaugare controlata de umiditate, aceasta fiind aplicata fie sub forma de spuma, fie prin pulverizarea unei cantitati definite de vapori de apa

Sau prin: Metoda de imprimare in 2 etape (vezi 4.7.2).

Pentru matase si viscoza, in cazul procesului cu o singura etapa, tehnica de pulverizare nu prezinta incredere din cauza necesitatii de a adauga foarte putina umiditate acestor fibre. Tehnica de inspumare cu eliminarea completa a ureei si-a dovedit eficienta pentru viscoza, dar nu inca si pentru matase. S-a investit initial o suma foarte mare, de cca. 200.000de euro, pentru o masina de inspumare cu o capacitate de productie de pina la cca 80.000 metri liniari pe zi. Tehnica a fost pusa in aplicare in conditii viabile din punct de vedere economic in uzine (instalatii) cu o capacitate de aproximatv 30.000, 50.000 si 140.000 metri liniari pe zi. S-a ridicat problema daca tehnica este viabila din punct de vedere economic pentru uzine/instalatii mai mici.

Atunci cind nu se utilizeaza tehnica inspumarii, cantitatea de uree consumata poate fi redusa pina la cca 50g/Kg de pasta de imprimat pentru matase si 80g/Kgpentru viscoza.Imprimarea cu colorantiBAT se folosesc pentru a se utiliza paste de imprimat optimizate care indeplinesc urmatoarele cerinte (vezi 4.7.3):

478

Agenti de ingrosare cu emisie joasa de carbon organic volatil (sau necontinind deloc solventi volatili) si lianti saraci in aldehida formica. Valoarea emisiei de aer asociate este < 0.4 g Org. – C/Kg de textile (presupunind 20 m3 aer/Kg de textile)

Lipsa APEO si un grad inalt de biodegradabilitate Continut redus de amoniac. Valoarea emisiei asociate:0.6 g NH3/Kg de textile(presupunind 20 m3 aer/Kg de

textile)

FINISAREA

GeneralitatiBAT se folosesc pentru: reducerea solutiei colorante reziduale prin:

- utilizarea de tehnici minimale de aplicare ( de ex. aplicarea de spuma, pulverizare) sau reducerea volumului dispozitivelor de fulardare- reutilizarea solutiilor pt. fulardare daca nu este afectata calitatea

reducerea consumului de energie in uscatoarele automate prin:- utilizarea aparatelor mecanice de eliminare a apei pentru a reduce continutul de apa a viitoarei tesaturi- optimizarea debitului de aer la evacuare prin cuptor, mentinind automat umiditatea la evacuare intre 0,1 si 0,15 kg de apa/kg de aer uscat, in functie de timpul necesar pt. a atinge conditiile de echilibru- instalarea de sisteme de recuperare a caldurii- instalarea de sisteme izolatoare- asigurarea unei intretineri optime a arzatoarelor in uscatoarele incalzite direct

utilizarea de retete optimizare de emisie joasa de aer.Un exemplu de selectare a retetelor (metodelor) de finisare este” Conceptul factorului de emisie” descris in subcap.4.3.2.

Tratarea materialelor usor de intretinut(easy-care)BAT se folosesc pentru utilizarea de agenti reticulanti fara aldehida formica in sectorul covoare, si de agenti reticulanti fara aldehida formica sau cu un continut scazut( 0,1% aldehida formica in formula) in industria textila(vezi subcap. 4.8.2.)

Tratamente impotriva moliilor Generalitati BAT se folosesc pt.:

- adoptarea de masuri adecvate pt. manevrarea materialelor, conform subcap.4.8.4.1.- asigurarea unei eficiente de 98%( transferul in fibra a agentului insectifug)- adoptarea urmatoarelor masuri suplimentare cind agentul insectifug este aplicat dintr-o

baie de vopsea:1. sa se asigure atingerea unui pH 4,5 la sfirsitul procesului si, daca nu este posibil, sa

se aplice agentul insectifug intr-o etapa separata, cu reutilizarea baii2. sa se adauge agentul insectifug dupa expansiune baii de vopsea pentru a evita

pierderile prin revarsare3. sa se selecteze metode auxiliare de vopsire care nu exercita o actiune de intirziere

asupra absorbtiei(epuizarii) agentului insectifug in timpul procesului de vopsire(vezi subcap. 4.8.4.1.)

Tratarea impotriva moliilor a firelor produse prin intermediul filarii uscate(in mediu uscat)BAT se folosesc pentru a se utiliza una sau ambele tehnici de mai jos(descrise in subcap. 4.8.4.2.):

- combinarea tratarii ulterioare a acidului (pt. a mari absorbtia substantei active anti- molii) cu reutilizarea baii de clatire pt. urmatoarea etapa de vopsire

479

- aplicarea unui tratament excesiv(supra tratament) proportional de 5% din amestecul total de fibre combinat cu instalatii de vopsire programate si cu sisteme de reciclare a apei pentru a reduce emisiile de substante active in apa.

Tratamente impotriva moliilor pt. fibre subtiri vopsite/ fire degresate( spalate)BAT se folosesc pentru ( vezi subcap. 4.8.4.3.):- utilizarea de sisteme de aplicare special programate, cu volum scazut, situate la capatul aparatului de degresat fibrele- reciclarea solutiei utilizate in volum mic in proces intre sarje si utilizarea proceselor destinate in mod specific indepartarii substantei active din solutia epuizata. Aceste tehnici pot include tratamente de adsorbtie sau degradare.- aplicarea substantelor anti- molii direct pe partea scamosata a covorului,( cind se

efectueaza tratamentul impotriva moliilor in timpul fabricarii covorului), folosind tehnologia de aplicare a spumei.

Tratamente impotriva moliilor pt. productia de fire vopsiteBAT se folosesc pt. (vezi subcap. 4.8.4.4.):

- utilizarea unui tratament ulterior separat pt. a reduce emisiile rezultate in urma proceselor de vopsire care sint aplicate in conditii mai putin decit optime pt. absorbtia de substante anti- molii- utilizarea dispozitivelor de aplicare semi- continua cu volum mic sau a centrifugelor modificate- reciclarea solutiei utilizate in volum mic in proces intre sarje de fire si procese destinate in mod specific indepartarii subst. active din solutia epuizata. Aceste tehnici pot include tratamente de adsorbtie sau degradare.- aplicarea subst. anti- molii direct pe partea scamosata a covorului, (in timpul cind se

efectueaza tratamentul impotriva moliilor in timpul fabricarii covorului), folosind tehnologia de aplicare a spumei.

Tratamente de înmuiereBAT se folosesc pt. aplicarea agentilor de înmuiere cu ajutorul fulardelor sau, si mai bine, al sistemelor aplicative de pulverizare si inspumare, in loc sa se aplice acest tratament prin epuizare direct in aparatul de vopsire discontinua(vezi subcap. 4.8.3.)

SPALAREABAT se folosesc pentru: substituirea spalarii/ clatirii cu apa in exces cu metodele de uscare sau tehnicile de “clatire rapida” descrise in subcap. 4.9.1. reducerea consumului de apa si energie in procese continue prin:

- instalarea unor masini de spalat de mare eficienta, in conformitate cu principiile descrise in subcap. 4.9.2..Valorile asociate pentru spalarea continua de mare eficienta a tesaturilor celulozice si sintetice in latime(in larg) sint redate in Tabelul 4.38- introducerea echipamentelor de recuperare a caldurii

utilizarea de aparate cu circuit inchis( bucla) atunci cind nu se pot evita solventii organici halogenati (de ex., in cazul tesaturilor impregnate abundent cu preparate cum ar fi uleiurile siliconice, care sint greu de indepartat cu apa).Este esential ca aparatele sa indeplineasca conditiile descrise in subcap. 4.9.3. si sa fie luate masuri pt. distrugerea in circiu( in interiorul buclei)( de ex., prin procese de oxidare avansata) a poluantilor persistenti, cu scopul de a evita orice eventuala contaminare a pinzei freatice cauzata de poluarea difuza si accidente.5.3.Tratarea efluentilor si eliminarea deseurilor

480

TRATAREA APELOR REZIDUALETratarea apelor reziduale urmeaza cel putin 3 strategii diferite: tratament centralizat intr-o statie de tratare a apelor reziduale biologice pe teren tratament centralizat intr-o statie de tratare a apelor reziduale municipala tratament descentralizat pe teren( sau in alt loc) a scurgerilor izolate si separate de ape reziduale.

Toate aceste 3 strategii sint optiuni BAT, cind sint aplicate cum trebuie in situatiile reale. O serie de principii generale si general- acceptate pt. managementul si tratarea apelor reziduale includ: caracterizarea diferitelor scurgeri de ape reziduale rezultate in urma proceselor( vezi subcap.4.1.2.) izolarea efluentilor inca de la sursa, in functie de tipul si cantitatea de subst. contaminata, inainte de a se amesteca cu celelalte ape. Aceasta asigura faptul ca o instalatie de tratare primeste doar acei poluanti carora le poate face fata. Mai mult, face posibila aplicarea de optiuni ca reciclarea sau reutilizarea pt. efluenti. alocarea scurgerilor de ape reziduale contaminate a tratamentelor cele mai corespunzatoare. evitarea introducerii de componente ale apelor reziduale in sisteme de tratare biologica, daca respectivele componente ar putea cauza defectiuni acestor sisteme.tratarea scurgerilor reziduale ce contin o parte importanta non- biodegradabila prin tehnici adecvate inainte de sau in locul unui tratament biologic final.

Conform acestui mod de abordare, tehnicile de mai jos sint considerate ca fiind BAT generale pt. tratarea apelor reziduale rezultate din industria de covoare si finisarea textilelor: tratarea apelor reziduale intr-un sistem de namol activat intr-un raport scazut f/m (alimentare – microorganisme), conform subcap. 4.10.1., plecind de la premisa ca scurgerile concentrate continind compusi non- bio- degradabili sint pre- tratate separat pretratarea scurgerilor izolate si separate de ape reziduale puternic incaracate(COD 5000 mg/l), continind compusi non-biodegradabili, prin oxidare chimica ( de ex., reactia Fenton descrisa in subcap. 4.10.7.). Posibilele scurgeri de ape reziduale sint solutiile colorante rezultate din vopsirea si finisarea continua sau semi- continua prin fulardare, din baile de curatare de clei, pastele de imprimat, reziduuri din captusirea covoarelor, vopsirea prin epuizare si baile de finisare.

Unele reziduuri specifice, cum ar fi paste de imprimat reziduale sau solutiile colorante pt. fulardare sint foarte puternice si, unde este posibil, ar trebui izolate total de scurgerile de ape reziduale.

Eliminarea acestor reziduuri trebuie facuta in mod adecvat, termooxidarea poate fi o metoda corespunzatoare, datorita valorii termice inalte.

Pentru cazurile specifice, cind apele reziduale contin pasta pigmentara de imprimat sau latex de la captusirea covoarelor, precipitarea / flocularea si incinerarea namolului rezultat este o alternativa viabila la oxidarea chimica( conform subcap.4.10.5.). Pentru coloranti azoici, tratamentul anaerob al solutiei pt. fulardare si a pastelor de imprimat, conform descrierii din subcap. 4.10.6., inainte de un tratament aerob ulterior, poate fi eficient in decolorare.

Daca scurgerile de apa concentrate continind compusi non- biodegradabili nu pot fi tratate separat, vor fi necesare tratamente suplimentare fizico- chimice pt. a obtine o performanta globala uniforma. Acestea includ: tratamente tertiare ulterioare procesului de tratare biologica. Un ex. este adsorbtia carbonului activ cu reciclarea carbonului activ in sistemul de namol activat: dupa aceasta urmeaza distrugerea compusilor adsorbiti non- biodegradabili prin incinerarea sau prin tratarea cu radicali liberi( de ex., procesele generatoare de OH,O2

2-,CO2-), a namolului in exces (biomasa impreuna cu carbonul activ

epuizat) ( vezi instalatia 6 in subcap. 4.10.1.). tratamente combinate biologice, fizice si chimice cu adaugare de carbon activ pudra si saruri de fier la sistemul de namol activat, cu reactivarea namolului in exces, prin “ oxidare umeda” sau “ peroxidare umeda” ( daca se foloseste perhidrol), conform subcap. 4.10.3. ozonizarea compusilor recalcitranti anteriori sistemului de namol activat (vezi inst. 3 in subcap. 4.10.1.)

481

Pentru tratarea efluentilor in sectorul degresarii linii ( proces pe baza de apa)BAT se folosesc pt.: combinarea utilizarii circuitelor ( buclelor) de indepartare a impuritatilor/ de recuperare a grasimilor cu tratamentul efluentilor evaporati, cu incinerare integrata a namolului rezultat si reciclare completa a apei si energiei pt. : 1) instalatii noi, 2) instalatii existente, fara posibilitate de tratare a efluentilor pe teren, 3) instalatii ce urmeaza a inlocui pe cele de tratare a efluentilor expirate. Aceasta tehnica este expusa in subcap.4.4.2. utilizarea tratarii prin coagulare/ floculare in uzinele existente care o folosesc deja in conjunctie cu scurgerile in sist. de canalizare, folosind tratamentul aerob biologic.

Daca tratam. biologic poate sau nu sa fie considerat BAT, trebuie sa ramina o chestiune deschisa pina cind vor fi adunate informatii complete despre costurile si performanta sa.

ELIMINAREA NAMOLULUI

Pentru namolul din tratarea apelor reziduale din efluentii rezultati din degesarea liniiBATse folosesc pt. : utilizarea namolului in fabricarea caramizilor ( vezi 4.10.12.) sau adoptarea oricarei alte metode adecvate de reciclare incinerarea namolului cu recuperare de caldura, cu conditia sa fie luate masuri pt. a controla emisiile de SOx,NOx, si praf, si pt. a evita emisiile de dioxina si furan din clorul legat organic rezultat din pesticidele continute, eventual, de namol.6. TEHNICI DE AVANGARDA Cu exceptia cazurilor specificate, toate informatiile din acest capitol au fost furnizate de [ 170, UBA, 2001] si [ 77, EURATEX, 2000].

Procese de finisare catalitice cu enzimeEnzimele sint proteine care actioneaza ca biocatalizatori, activind si accelerind reactii

chimice care altfel ar necesita mai multa energie. Excelenta lor selectivitate a substratelor permite conditii de procesare mai blinde, comparativ cu procesele conventionale. Enzimele sint prezente in bacterii, drojdii si ciuperci ( fungi).

In prezent, enzimele sint utilizate si studiate doar pt. fibre naturale, utilizarea enzimelor pt. fibre artificiale nefiind mentionata in literatura. Unele enzime, cum ar fi amilazele in procesul de curatare de clei, au fost aplicate mult timp pe scara larga; alte enzime sint inca obiectul investigatiilor. Tabelul 6 contine principalele procese enzimatice aflate deja in folosinta sau urmind sa apara in sectorul textil.

Fibra Tratament Enzime Substrat Gradul de dezvoltare

Bumbac

Curatare de clei Amilaze, amiglucosidaze

Amidon Utilizat

Degresare Pectinaze Material adiacent din fibra de

bumbac

Disponibil

Degresare Amestec enzimatic

Material adiacent din fibra de

bumbac

Urmeaza sa apara

Inalbire Lacaze, glucozeosidaze

Lignina, coloranti, glucoza

Urmeaza sa apara

Degradarea H2O2

rezidual dupa albire

Peroxidaze H2O2 Disponibil

Bio- polizare Celulaze Celuloza DisponibilBio- finisare Celulaze Celuloza Disponibil

482

Lina

Degresare Lipaze Lanolina In curs de aparitieTratament impotriva impislirii

Enzime speciale In curs de aparitie

Matase Degomare Sericinaze Sericin In curs de aparitieIn Avivare Pectinestearaze Material adiacent

din fibra de inIn curs de aparitie

Iuta Inalbire, avivare Celulaza, xilanaze

Material adiacent din fibra de iuta

In curs de aparitie

Tab. 6.1.: Procese enzimatice in finisarea textilelorEconomiile la energie ( temperaturi de procesare mai mici) si consumul mai scazut de apa

(nr. redus de etape de clatire) sint citeva dintre avantajele promitatoare ale proceselor enzimatice, impreuna cu omiterea, in unele cazuri, a utilizarii subst. nocive. De asemenea, enzimele pot fi folosite in cantitati catalitice, iar ca bio catalizatori pot fi reciclate.

Tehnologia plasmeiPlasma poate fi descrisa ca un amestec de gaze partial ionizate.In plasma se pot gasi atomi,

radicali si electroni. Electronii, in plasmele cu temperatura scazuta, sint capabili sa scindeze legaturi chimice, covalente, producind astfel modificari fizice si chimice ale suprafetei substratului tratat.

Se folosesc in general doua tipuri de plasma: corona si cu presiune scazuta.Tratamente cu plasma pot fi aplicate atit fibrelor naturale, cit si celor sintetice, obtinind

urmatoarele efecte: curatarea linii de substante grase folosite pt. facilitarea filarii curatare de clei modificarea caracterului absorbant al fibrelor ( proprietati hidrofilice si hidrofobice) cresterea afinitatii colorantilor proprietati de uniformizare imbunatatita a vopselei finisare impotriva impislirii linii sterilizare ( tratament bactericid), etc.

Efectele de finisare impotriva impislirii linii este una din cele mai studiate aplicatii de tehnologie a plasmei in sectorul textil. Tratarea cu plasma, in locul tratamentului conventional impotriva impislirii (vezi subcap. 2.9.2.8.), este foarte atractiva, deoarece aceasta tehnica duce la o degradare mai redusa a fibrelor de lina si ocoleste prezenta AOX –urilor in apele reziduale.

In general, principalele avantaje ale tehnologiei plasmei sint timpul de tratare extrem de scurt si temperatura scazuta de aplicare, precum si faptul ca apa si solventii pot fi evitati si sunt necesare putine chimicale sau chiar deloc.

Tratamentul cu fascicule electriceFasciculele electrice initiaza reactii de polimerizare fara radicali, care pot fi utilizati apoi

pentru impregnare ( ungere), laminare si pt. reactii de copolimerizare cu grefare asupra textilelor pre- impregnate cu monomeri sau pre- polimeri.

Avantajul asupra tratarii termice este ca se pot folosi formule fara solventi. Aceasta reduce emisiile de VOC in timpul operatiilor de uscare. Aceasta tehnica este deja implementata in alte sectoare si, in consecinta, implementarea ei in sectorul textil este previzibila in urmatorii 5 ani.

Utilizarea de CO2 supercritic in procesele de vopsireFluizii supercritici sint capabili sa dizolve moleculele organice cu polaritate scazuta pina la

medie.CO2 are avantajul, comparat cu alte gaze, ca nu este inflambil, exploziv sau toxic.Vopsirea cu CO2 a fibrelor PES si PP s-a dezvoltat deja la scara industriala, dar totusi

aplicarea acestei tehnici in cazul linii, PA si BBC este inca problematica din cauza naturii polare a colorantilor utilizati pt. vopsirea acestor fibre.

Vopsirea cu CO2 a fibrelor PES si PP poate fi pusa in aplicare in conditii izotermice si izobarice optime la 1200 si 3000 C. Absorbtia vopselei si fixarea sint proprietati foarte similare cu vopsirea apei ( sau cu apa). Totusi, trebuie luate anumite precautii.

483

Excesul de colorant dizolvat in mediul de vopsire trebuie extras cu CO2 supercritic proaspat ( preparat pe loc) la sfirsitul ciclului de vopsire.

In concluzie, pot fi utilizate doar formule speciale de vopsire, deoarece agentii de dispersare si alte subst. auxiliare, a caror prezenta in formule conventionale de vopsire este tipica, au o influenta puternica asupra absorbtiei de colorant in CO2 supercritic.

Agentii de preparare hidrofobi trebuie extrasi inainte de vopsire din cauza solubilitatii lor in CO2 supercritic. Sint extrasi mai intii din fibra in timpul procesului de vopsire, apoi se precipita ca picaturi uleioase la sfirsitul procesului.

Avantajele vopsirii cu CO2: consum de apa aproape zero degajare de gaz zero (CO2 poate fi reciclat) nu este necesara o etapa de uscare dupa vopsire agentii de uniformizare si dispersie sint total inutili sau, in unele cazuri, pot fi adaugati in cantitati mici. reziduurile de pe urma colorantilor pot fi reciclate.

Totusi, costul investitiei pentru echipamente este ridicat, si aceasta reprezinta un dezavantaj semnificativ, mai ales fiindca textilele PES sint, de obicei, produse ieftine.

Tratamente ultrasoniceTratamentele ultrasonice imbunatatesc dispersia de coloranti si substante auxiliare si maresc

capacitatea de lor de emulsifiere si solubilizare. Aceasta permite o mai buna omogenizare a solutiei colorante, ceea ce rezulta apoi intr-o mai mare epuizare a baii si vopsire uniforma. In plus, ultrasunetele produc un efect de dezaerare in solutie si tesatura, care se obtine in mod normal prin adaugarea de subst. auxiliare speciale ( agenti de dezaerare)

Principalele beneficii pt. mediu obtinute de pe urma tratamentelor ultrasonice in finisarea textilelor sint: economiile de energie ( temperaturi de procesare mai mici si durate mai scurte ale ciclurilor) reducerea consumului de substante auxiliare

Vopsirea electroliticaVopsirea cu coloranti de cada si sulf implica atit o etapa de reducere, cit si una de oxidare,

care sint puse in practica cu ajutorul oxidantilor chimici si agentilor reductori.Chestiunile legate de mediul inconjurator asociate cu utilizarea acestor chimicale sint descrise in subcap.2.7.8.1.. O tehnica alternativa atractiva este aceea de a reduce si oxida colorantul prin metode electrochimice.

In electroliza directa, colorantul insusi este redus la suprafata catodului. In electroliza directa puterea de reducere a catodului este transferata in solutie printr-un sistem redox solubil reversibil (de ex., bazat pe proprietatile chimice ale antrachinonei sau pe complecsi de fier). Cu acest sistem redox reversibil, agentul reductor este regenerat in continuu la catod, ceea ce asigura o reciclare completa a baii de vopsea si agentului reductor.

Reducerea directa catodica intr-o celula electrochimica se aplica vopselelor cu sulf. Vopselele cu coloranti de cada se reduc prin electroliza indirecta.Produse auxiliare textile alternativeAgenti complexanti

Utilizarea de acid poliasparginic ca substitut al agentilor conventionali de dispersie si complexare este inca in studiu.Agenti reticulanti

Acizii policarbonici pot fi utilizati ca altrnativa la agentii reticulanti pe baza de N- metilol, care sint responsabili de emisiile de formaldehida.Biopolimerii

Pe linga celuloza, chitina, principala componenta a cochiliilor crustaceelor ( crabi, homari, etc.) si insectelor, este al doilea biopolimer ca importanta. Derivatul sau dezacetilat, chitozanul, care e mai usor de minuit, datorita solubilitatii sale ridicate, capata o importanta tot mai mare.

484

Citeva exemple de potentiale aplicatii ale chitozanului si derivatelor sale in sectorul textil includ: tratament antimicrobian pt. textile: un efect permanent poate fi obtinut daca se amesteca 10% din fibrele de chitozan cu fibre de bumbac, pt. a produce un amestec fir- fibra sau daca se pulverizeaza solutii de chitozan pe tesaturi obtinute prin legarea mecanica, termica si chimica a afibrelor.Comparativ cu alte antimirobiotice folosite de obicei, chitozanul nu este toxic nici in mediu acvatic, nici in cel uman ( este deci de un interes special pt. acele tesaturi care vin in contact direct cu pialea). tratament ulterior pt. imbunatatirea soliditatii in cazul vopsirii cu coloranti directi: derivatele modificate cationice ale chitozanului sint considerate a fi potrivite pt. aceasta aplicatie.

Mai mult, chitozanul mareste absorbtia de colorant si poate actiona ca agent de avivare sau de legatura pt. tesaturile obtinute prin legarea fibrelor. Poate fi folosit si ca aditiv in pastele de imprimat si in agentii de incleiere. Aplicarea lui ar fi interesanta si in tratarea apelor rezaiduale.

Logica ansamblurilor vagiSe pot obtine imbunatatiri semnificative in gradul de fiabilitate a proceselor prin utilizarea

logicii ansamblurilor vagi ( de ex., sisteme-expert bazate pe sisteme soft-ware autodidacte care iisi largesc singure sfera cunoasterii prin algoritmi). Aplicarea logicii vagi in industria textila este obiectivul unui nr. de proiecte de cercetare. S-au raportat 2 exemple cu privire la controlul procesului de incleiere si la controlul reactiei de condensare a agentilor reticulanti.

Principalele avantaje asteptate sint: un control mai bun al procesului, care poate duce ulterior la o productivitate crescuta si la o mai buna calitate a produselor finale.

Beneficiile indirecte pt. mediu se asociaza cu potentialele economii la energie si chimicale, ca rezultat al controlului imbunatatit.

Principalul obstacol in implementarea acestor sisteme- expert in industria textila este , deseori, lipsa unei baze de date fiabile.

Monitorizare on-lineControlul procesului prin monitorizarea on-line mareste fiabilitatea operatiunii in sensul

unei “productii de succes de la bun inceput”(“right first time production”).Exemple de cercetari actuale in domeniu:

vopsirea: concentratia de COD (legata de concentratia de colorant) este masurata on-line in timpul operatiunilor de spalare si clatire in procesele de vopsire discontinua. Cind concentratia de colorant in baia de clatire este neglijabila, procesul de clatire este oprit automat. Aceasta tehnica permite economii considerabile de apa si energie. vopsirea si inalbirea: prin utilizarea unui senzor special amperometric, concentratia de agenti reductori sau oxidanti in tesaturi poate fi controlata on-line. De ex., masura in care a fost inlaturat H2O2 dupa inalbire sau concentratia de agenti reductori in vopsirea cu coloranti de cada pot fi monitorizate, si utilizarea in exces a a chimicalelor poate fi evitata. vopsirea cu coloranti de cada: prin monitorizarea potentialului redox, este posibila detectarea exacta a nivelului la care agentul reductor este indepartat complet prin clatire. Cind se atinge acest nivel, procesul de clatire poate fi oprit si oxidantul adaugat in baie.

Evolutia viitoare a proceselor de oxidare avansata in industria textilaProcesele de oxidare avansata sint deja aplicate in industria textila ( vezi subcap.4.10.7.), si

se prevede o continuare a cercetarilor. Un exemplu este proiectul BIOFL-UV. Scopul acestei cercetari este de a dezvolta si testa un tratament al apelor reziduale bazat pe fotoliza activata prin UV a perhidrolului( pt. decolorarea baii epuizate) combinat cu un proces de bioflotatie ( pt. distrugerea materiei organice reziduale).Combinarea acestor procese de tratare a apelor reziduale se presupune ca va duce la o decolorare completa a apelor utilizate pt. fiecare tip de proces cu umiditate ( finisare, inalbire, vopsire, etc.). Proiectul va dezvolta si implementa, de asemenea, un soft-ware de control bazat pe o retea neurala artificiala si pe dinamica sistemelor. Obiectivul final este reciclarea, dupa filtrarea a 75% din apa utilizata in proces si distrugerea colorantilor[ 313, BIOFL-UV,2002].

Sisteme de mlastini artificiale pt. tratarea apelor reziduale

485

De mult timp cercetatorii au subliniat capacitatea ridicata de inlaturare pe care o poseda mediile naturale( solul, terenurile mlastinoase, etc.) si au studiat posibilitatea de a utiliza aceste medii ( ecosisteme) pentru a purifica sau cel putin pt. a perfectiona procesul de purificare a apelor reziduale. Tehnicile de purificare care utilizeaza aceste principii in uzinele ( instalatiile construite ( reconstruite artificial si ingradite) sint numite de obicei “RBS”- uri sau “ terenuri mlastinoase construite”. Aceste tehnici presupun utilizarea de instalatii pt. tratarea apelor reziduale, desi instalatiile nu joaca intotdeauna un rol principal in proces. Intr-adevar, inlaturarea poluantilor si in consecinta, purificarea apelor reziduale sunt rezultatele unei serii de procese care implica reactii si interactiuni intre micro-organisme si instalatii.

In prezent, testarile industriale au dovedit ca metoda mlastinilor artificiale si instalatiile pot fi utilizate atit in tratamentul secundar, cit si in cel tertiar al apelor reziduale industriale, municipale si zootehnice.

Doua uzine de finisare a textilelor din Italia ( Prisma Ricerche in Belluno si Filati di Ziche in regiunea Treviso) utilizează aceasta tehnica. Intr-una din uzine, apele reziduale provenite de la vopsitorie (tot felul de fibre si grupuri de vopsele) sint tratate, dupa uniformizare, intr-un sistem de mlastini artificiale, constind in 5 bazine in serie.

S-a raportat o reducere a COD- ului de 90 % [106,Vekos, 2001].Cealalta companie trateaza efluentii proveniti din sistemul de namol activat. Aceasta permite

o reducere cu inca 51% a COD-ului rezidual [106,Vekos, 2001].

7. Concluzii7.1.Coordonarea in timp

Lucrarile pentru acest document de referinta BAT au inceput cu o intilnire de initiere a Grupului Tehnic de Lucru (TWG),pe 12 si 13 februarie 1998. un prim proiect a fost trimis spre consultare TWG-ului in februarie 2001, apoi un al doilea proiect a fost publicat in noiembrie 2001, si lucrarile s-au sfirsit cu o a doua intilnire TWG intre 6 –8 mai 2002. Dupa aceasta a doua intilnire TWG au urmat scurte perioade de consultare asupra partilor revizuite din Cap.4 si Cap. 5, si asupra noilor Cap.6 “Tehnici de avangarda”, Cap. 7 “Concluzii” si Rezumatul Executiv. In urma acestei consultari a avut loc revizuirea finala.

7.2. Surse de informareNumeroase rapoarte facute de industriasi sau de autoritati au fost anume elaborate pentru Biroul EIPPC cu

scopul de a furniza informatii specifice pentru dezvoltarea BREF. Rapoartele trimise de germania [179, UBA, 2001], Spania [180, Spain, 2001], Danemarca [192, Danish EPA, 2001], Belgia [18, VITO, 1998] si Euratex [77, EURATEX, 2000] pot fi considerate pietre de temelie in sectiunile privitoare la finisarea textila. Pentru sectorul covoare informatiile au fost adunate in principal de la GuT([63, GuT/ECA, 2000], [171, GuT, 2001]) si ENCo [32, ENCo, 2001], in timp ce sectorul de degresare a lânii se bazeaza in principal pe documentul trimis Interlaine [187, INTERLAINE, 1999]. In privinta multor alte subiecte contributia adusa de VITO a fost fundamentala pentru prelucrarea informatiilor primite din alte surse si, de asemenea, pentru asigurarea corelarii cu concluziile trase pina acum de Forumul OSPAR in sectorul textil.

Contributii suplimentare valoroase au fost primite si de la alti diferiti participanti din afara TWG-ului (CRAB- Biella din Italia [193, CRAB, 2001] si reprezentanti australieni [201, Wooltech, 2001] sunt doua dintre exemple). Informatii utile, in special in privinta nivelurilor de emisie si consum au fost puse la dispozitie prin participarea IPTS la proiectul TOWEFO au adunat date suplimentare fata de informatiile furnizate de Grupul Tehnic de Lucru.

7.3. Nivelul de consensProcesul de schimb de informatii a fost un succes si s-a cazut de acord in toate privintele in urma celei de-a

doua intilniri a Grupul Tehnic de Lucru. Nu au existat opinii contradictorii la discutia finala. Totusi, trebuie subliniate urmatoarele chestiuni:

1. Viteza de implementare a BAT: industria textila este un sector foarte complex si variat nu doar din punct de vedere al marimii uzinelor, cit si din punct de vedere al Combinatiei de procese care au loc si al posibilelor produse finale. Nivelul tehnologic este si el foarte variat, de la uzine foarte automatizate pina la instalatii unde

486

predomina inca operatiile manuale. Concluziile BAT identificate in BREF atesta ambitii mari relative la mediul inconjurator, dar unii industriasi au ridicat problema investitiei initiale foarte mari de capital necesara. Totusi, multe dintre BAT identificate sunt tehnici integrate in proces, care pot permite economii datorita eficientei imbunatatite si reducerii pierderilor. Viteza de implementare va fi deci o chestiune foarte sensibila pe viitor in aceasta industrie.

2. Selectarea materialului de fibra neprelucrat ; un punct important al discutiei a constat in determinarea ca BAT a tehnicilor ce implica selectia fibrelor neprelucrate primite, conform criteriilor de mediu.

Inca de la inceput industriasii au adus dovezi incontestabile aratind ca o mare parte a poluarii provine din procesele ce au loc initial (in amonte). TWG a trimis multe tehnici relative la masurile disponibile de prevenire, descrise in Cap.4. Aceste tehnici ar trebui sa faca parte dintr-o abordare generala in care, la fiecare etapa a vietii unui produs, furnizorul sa ofere informatii asupra tipului si cantitatii de substante chimice care au fost adaugate si care ramin pe fibra.

Principiul general al acestei abordari preventive este acceptat pe scara larga. Totusi, unii industriasi au ridicat obiectii privitoare la cit de dificil ii este furnizorului sa stie ce se afla pe fibra si la ce presiuni este supus finisorul (mai ales societatile intermediare) comparativ cu alte sectoare ale industriei.

Tinind seama de dificultatile actuale pe care unele companii le-ar avea in a controla sursa materialului de fibra neprelucrat, s-a recunoscut necesitatea unui sistem de asigurare a calitatii pentru materialul textil primit, pentru a putea inainta o cerere corespunzatoare pentru un permis IPPC.

Este, de asemenea, evident ca, cumparatorul devine din ce in ce mai preocupat de impactul global asupra mediului al produsului pe care il achizitioneaza. Acest lucru incurajeaza deja societatile (care isi incredinteaza productia companiilor intermediare) sa se asigure ca produsele lor indeplinesc cerintele etice si de mediu pe tot parcursul procesului de productie, de la design la prezentarea finala.

A devenit o practica in abordarea BAT sa se caute colaborarea cu partenerii in amonte (in faza initiala) in sectorul textil, nu doar la nivel local, ci si la nivele mai largi, cum ar fi prin asociatiile comerciale, cu scopul de a crea un lant de responsabilitati relative la mediu in domeniul textil.

7.4. Recomandari pentru viitoare lucrari

La inceputul lucrarilor BREF existau putine date privitoare la consumul curent si nivelele de emisie si la performanta tehnicilor utilizate in determinarea BAT, in special pentru efluentii din apa. Pentru emisiile din apa, masuratori analitice sunt efectuate asupra efluentilor finali in amestec dupa tratarea apelor reziduale in instalatie (unde aceasta exista), dar aceste date nu servesc nevoilor BREF.

Unii membri ai TWG au depus un efort considerabil in a efectua studii si campanii de analiza in anumite fabrici de textile, si datorita rezultatelor obtinute, baza de date raportata in acest document este deja de mare valoare. Totusi, pentru viitoarele analize BREF, toti membrii TWG si partile interesate ar trebui sa continue (sau sa inceapa) a aduna date pentru cele mai problematice procese, avind drept scop stabilirea pe cit posibil, a unei relatii intre performanta de mediu a procesului si tehnologia si chimicalele utilizate. Tot in acest scop trebuie incurajate initiativele si proiectele de cercetare.

Pe viitor se prevede că tot mai multe date vor veni din aplicarea unei monitorizări sistematice a materiilor prime şi a produselor la un nivel specific procesului în fabricile de textile.

O altă remarcă generală pentru lucrări viitoare priveşte datele economice. În unele cazuri informaţiile primite erau prea vagi pentru a permite un bilanţ precis al costurilor şi economiilor implicate. Pe viitor, date mai complete despre costuri şi eocnomii pot fi benefice în procesul de determinare a BAT.

Pe lîngă aceste consideraţii generale, domeniile specifice de unde lipsesc date şi informaţii sunt următoarele:

tehnici de tratare biologică pentru efluenţii din apă folosiţi la degresarea lânii: lipsesc date privitoare la performanţă;

degresarea lânii extrafine: nivelele specifice de consum şi emisie raportate în BREF nu sunt în relaţie cu tehnologia folosită şi nu pot fi utilizate pentru a trage concluzii, cu privire la valorile asociate BAT;

finisare funcţională: în Cap.4 au fost descrise un numar de tehnici pentru tratamente easy – care ( uşor de întreţinut), anti – molii şi avivare. Însă s-au furnizat puţine informaţii despre tehnicile ce se pot utiliza în determinarea BAT pentru alte tratamente de finisare funcţională;

487

sectorul covoare ( exclusiv procesarea cu/prin umiditate a firelor de covoare): cu excepţia emisiilor de aer, s-au furnizat foarte puţine date despre nivelurile de consum şi emisie pentru procesele cu umiditate ( de ex.: vopsirea, imprimarea, etc.);

mătase, flax şi in: s-au furnizat foarte puţine informaţii în general despre aceste fibre; aspecte de monitorizare specifică sectorului industrial.

7.5.- Sugestii de subiecte pentru viitoare proiecte R + DSe pot lua în considerare următoarele sugestii pentru viitoare proiecte de Cercetare şi

Dezvoltare ( R & D).Cunoaşterea/ monitorizarea procesului:

* tehnici de îmbunătăţire a monitorizării on line şi a înţelegerii procesului: în prezent parametrii procesului textil se bazează mai degrabă pe experienţa umană decît pe o realitate fizică/chimică;* există 2 probleme legate între ele privitoare la date pentru substanţe chimice şi auxiliare patentate utilizate în sectorul textil care împiedică selectarea opţiunilor celor mai potrivite pentru mediu::

- date despre mediu uşor de comparat;- informaţii despre fiecare compus în parte, despre principalele impurităţi şi

produse derivate prezente în formule.Există desigur, probleme legate de confidenţialitate comercială, dar acestea nu ar

trebui să împiedice continuarea dialogului şi dezvoltării.Procese /tratamente specifice:

curăţare de clei: ţeserea şi curăţarea de clei în aceeaşi fabrică, cu scopul de a permite o aplicare mai largă a recuperării de apret/clei;

tehnici de membrană: studii de tratabilitate a fiecărei scurgeri de ape reziduale definite şi separate prin tehnici membranare cu analiza compuşilor chimici ce cauzează descuamarea ( exfolierea) murdărirea sau alte stricăciuni membranelor;

pesticide: unele pesticide sunt degradate natural prin razele UV. Utilizarea de raze UV artificiale pentru a accelera această degradare în molton deschis este o tehnică ce favorizează lucrări viitoare;

agenţi de gresare a fibrelor artificiale: în ciuda evoluţiilor recente din acest domeniu, este necesară continuarea lucrărilor pentru a dezvolta compuşi alternativi uşor de înlăturat şi cu impact redus atît asupra apei cît şi a aerului.

Ape reziduale: scurgerile de ape reziduale conţinînd o fracţiune semnificativă non –

biodegradabilă trebuie tratate prin tehnici adecvate, înainte sau în locul tratamentului biologic final: R & D este necesar pentru îmbunătăţirea tehnicilor de separare a acestor scurgeri cît mai aproape posibil de punctul lor de producere pentru a intensifica recuperarea eficientă sau tratamentul specific;

efluenţii proveniţi din industria textilă sunt amestecuri complexe de substanţe organice şi anorganice. În cele mai multe cazuri toxicitatea acută la organismele de testare este redusă dramatic prin tratament biologic. Impactul asupra mediului al acestor efluenţi complecşi, cu posibile efecte sinergetice ale componentelor, rămîne dificil de evaluat. Sunt necesare cercetări în 2 direcţii:- dezvoltarea continuă a Analizei de Toxicitate Directă ( DTA) pe efluenţi

compuşi;- identificarea compuşilor cu toxicitate reziduală ( uneori mai ridicată) după

tratamente.

GLOSAR:Halogeni organici care pot fi absorbiţi (AOX)

488

O măsură a halogenilor legaţi organic, putînd fi absorbiţi din apă. Testul analitic constă în absorbţia substanţelor organice conţinute în mostra de apă din cărbune de lemn activat ( fără halogen). Cărbunele este apoi eluat cu soluţie de nitrat de sodiu pentru a se înlătura complet ionii de clorură ( halogeni legaţi anorganic). Apoi cărbunele este ars într-un val de oxigen şi se determină cantitatea de clorură de hidrogen rezultată. Doar clorul, bromul şi iodul ( şi nu compuşii de fluor importanţi din punct de vedere ecologic) se pot determina prin această metodă analitică. Bromul şi iodul sunt calculaţi ca CI. Valorile analitice sunt exprimate ca AOX în:

- mg Cl/l de apă sau- mg Cl/g de substanţă.

Toxicitatea acvatică

. O măsură a efectelor unui poluant dat asupra vieţii acvatice. Cei mai utilizaţi parametrii sunt:

IC10 = concentraţia de înhibare a creşterii bacteriale ( 10% înhibare). Concentraţiile ce depăşesc valoarea IC10 pot afecta serios eficienţa instalaţiei ( staţiei) de tratare biologică sau chiar otrăvi nămolul activat.

LC 50 = concentraţia letală ( 50% mortalitate). Se foloseşte pentru peşti şi reprezintă concentraţia din apă la care o substanţă dată cauzează moartea a 50% din populaţia de peşti;

EC 50 = con centraţia de efect ( 50% efect). Se foloseşte pentru organisme foarte sensibile cum ar fi dafniile şi algele. Nivelul de toxicitate acvatică a unui poluant dat se defineşte după cum urmează:

- extrem de toxic: < 0,1 mg/l;- foarte toxic: 0,1 – 1 mg/l;- destul de toxic: 10 – 100 mg/l;- netoxic: > 100 mg/l.

Consum de oxigen biochimic ( BOD)

O măsură a oxigenului consumat de bacterii pentru oxidarea biochimică a substanţelor organice prezente în apă în dioxid de carbon şi apă.

Cu cît masa organică este mai mare, cu atît creşte cantitatea de oxigen consumat. În consecinţă, cu concentraţiile organice ridicate din efluenţi, cantitatea de oxigen din apă poate fi redusă sub nivelul acceptabil pentru mediul acvatic.

Testele BOD au loc la 20oC în soluţie diluată, iar cantitatea de oxigen consumată este determinată după 5,7 sau, mai rar, după 30 de zile. Parametrii corespunzători sunt BOD5, BOD7 si BOD30.

Valorile analitice se exprimă de obicei în:- mg O2/l ( efluent) sau- mg O2/l ( substanţă)Mai mult, EMAS a fost întărită în urma integrării EN/ISO 14001, ca sistem de

management al mediului solicitat de EMAS. Participarea este voluntară şi se extinde asupra organismelor publice sau private ce funcţionează ăn Uniunea Europeană şi în Spaţiul Econ. European ( EEA) – Islanda, Liechtenstein şi Norvegia.

Unitatea europeană de odorizare

489

Acea cantitate de odorizant (ţi) care, cînd se evaporă într-un metru cub de gaz neutru în condiţii standard, provoacă o reacţie fizicologică unui prag de detectare echivalentă cu cea provocată de o Masă de Odorizare de Referinţă evaporată într-un metru cub de gaz neutru în condiţii standard [ 321, CEN Draft, 1999].

FinisareAcest termen se poate adresa atît unei serii de tratamente cu umiditate aplicate

pentru a da fibrei culoarea dorită şi proprietăţile finale, cît şi oricărei operaţiuni specifice de aplicare a finisajelor funcţionale ( easy – care ( uşor de întreţinut), împotriva împâslirii, agenţii anti – molii, etc.).

Rata de fixare: Raportul dintre vopseaua fixată şi fibră şi cantitatea totală de vopsea aplicată.

Eficienţa fixăriiRaportul dintre vopseaua fixată pe fibră şi vopseaua epuizată din baie.

Raportul de soluţie

Raportul de greutate dintre materialul uscat total şi soluţia totală dintre materialul uscat total şi soluţia totală dintr-o instalaţie pentru vopsire discontinua. Deci, de ex.: un raport de soluţie de 1 : 10 înseamnă 10 l de apă la 1 kg de material textil ( sau 10 l/kg).

Substanţe periculoase

Substanţe sau grupuri de substanţe care au una sau mai multe proprietăţi periculoase cum ar fi toxicitatea, persistenţa şi biocumulabilitatea, sau sunt clasificate ca fiind periculoase pentru oameni sau pentru mediu, conform Directivei 67/548 ( Directiva pentru Substanţe Periculoase).

Compoziţie

Termen generic folosit în industria textilă pentru a denumi diferitele forme în care un material textil poate exista. Exemple: fibră, fir, material împletit sau ţesut.

Nailon

Denumire generică pentru fibrele de poliamidă.

Concentraţia de odorizanţi

Numarul de unităţi de odorizare într-un metru cub de gaz în condiţii standard [ 321, CEN, Draft, 1999].

Unitatea de odorizare

Cantitatea de ( amestec de) odorizanţi prezenţi într-un metru cub de gaz odorizant ( în condiţii standard) la pragul panoului [ 321,…].

Vîscoză

490

Denumire generică pentru fibrele de filament continuu artificiale obţinute din celuloză regenerată.termenul vîscoză ( mătase artificială) se foloseşte pentru fibre produse atît prin procese de cupru – amoniu cît şi de vîscoză..

Masa de Odorizare de Referinţă

O masă de odorizare de referinţă este echivalentă cu 123 μg de n – butanol. evaporat într-un cub de gaz netru, acesta produce o concentraţie de 0,040 μ mol/mol [ 321, CEN …].

DegresareÎnlăturarea impurităţilor străine din textile. În cazul lânii, acest termen se adresează

atît înlăturării grăsimii şi impurităţilor prezente în lînă neprelucrată ( procesul de degresare a lînii), cît şi înlăturării uleiurilor de gresare şi a substanţelor contaminate reziduale din fir sau din ţesătură în tratamentele cu umiditate efectuate înaintea procesului de vopsire

Biodegrabilitatea

O măsură a capacităţii unei substanţe organice de a fi oxidată biologic de bacterii. Se măsoară prin teste BOD ( teste OECD 301 A – F) şi are legătură cu mecanismele de biodegradare ce au loc în staţiile de tratare biologică a apelor reziduale. Se exprimă de obicei în % ( de substanţă).

Biochiminabilitatea

O măsură a capacităţii unei substanţe organice de a fi înlăturată din efluent ca o consecinţă a tuturor mecanismelor de eliminare care au loc într-o instalaţie uzinală biologică ( inclusiv biodegradarea). Se măsoară prin testul de bio – eliminare OECD 302B) care determină efectul global al tuturor mecanismelor de eliminare dintr-o instalaţie/uzină de tratare biologică:

- biodegradarea ( măsurată pe o perioadă îndelungată pînă la 28 zile – pentru a justifica biodegradarea substanţelor care necesită dezvoltarea bacteriilor special aclimatizate, capabile de a le digera);

- adsorbţia în nămolul activat;- degomarea substanţelor volatile;- hidroliza şi procesele de precipitare.

Se exprimă de obicei în % / de substanţă).

Agentul de înălbire

Substanţa activă care generează efectul de înălbire. Agentul de înălbire se formează /produce prin activarea decolorantului ( înălbitorului).

Înălbitorul

491

Formula utilizată în procesul de înălbire.

Consumul de Oxigen Chimic (COD).

O măsură a cantităţii de oxigen necesară în oxidarea chimică a substanţelor organice şi anorganice în apă. Testele COD au loc la cca 150oC în prezenţa unui oxidant puternic ( de obicei dicromat de potasiu). Pentru a evalua consumul de oxigen se determină cantitatea de crom VI redusă la crom III şi valoarea obţinută se converteşte în echivalent de oxigen.Valorile analitice se exprimă de obicei în:

- mg O2/l ( efluent) sau- mg O2/g ( substanţă)

VopseaFormula ( produsul comercial) conţinînd colorantul împreună cu alte substanţe

auxiliare de vopsit.

Colorant

Agentul de colorare în formula de vopsie: o moleculă plană conţinînd grupul ( urile) cromoforice capabile de a interacţiona cu lumina.

DDTUn pesticid organoclorurat care a fost interzis în majoritatea ţărilor europene.

Izomerul folosit ca pesticid este: p, p, - DDT 1,1,1, - tricloro – 2,2 - bis ( 4 – clorofenil ) etan.

În procesul de producţie o, p – DDT se formează şi ca produs secundar.DDT – ul şi metaboliţii lui, DDE ( 1,1 – dicloro – 2,2 – bis ( 4 – cloro fenil) etilenă) şi

DDD ( 1,1 – dicloro – 2,2, - bis ( 4 – clorofenil) etan), sunt compuşi persistenţi care au demonstrat efecte hormonale.

În mostrele prelevate din mediul înconjurător, concentraţia de DDT este de mai multe ori dată ca DDT, ceea ce reprezintă suma dintre DDT , DDE si DDD.

EMASSchema de management ecologic şi audit.

Este un instrument managerial pentru companii şi alte tipuri de organizaţii de evaluare, raportare şi îmbunătăţire a performanţei lor relative la mediu. Aplicată în Uniunea Europeană din 1995 după Regulamentul Consiliului ( EEC) nr. 1836/93 din 29 ianuarie 1993, schema a fost iniţiată la industria manufacturieră. Din 2001 EMAS a fost deschisă tuturor sectoarelor economice, inclusiv serviciile publice şi private ( Regulamentul EC nr. 761/2001 al Parlamentului European şi al Consiliului din 19 martie 2001).

Fibre cu proprietăţi fizice ameliorate ( texturate).

Fire de filament care au suportat un tratament special menit să dea fibrei un volum mai mare şi o suprafaţă mai interesantă decît a firului convenţional din aceeaşi fibră..

Tort

492

O şurubiţă sau fîşie continuă, nerăsucită, de fibre de lână.

Abrevieri şi acronime

AC – acetat de celulozăAC – coeficient de absorbţieAE – etoxilaţi de alcoolAOX – halogenaţi organici care pot fi absorbiţiAPE – etoxilaţi de alchil fenolAPEO – etoxilaţi de alchil fenolBAT – cele mai bune tehnici disponibileBOD – consum de oxigen biochimicBREF – doc. De referinţă BATC.I. – index de colorareCMC – celuloză de carboximetilCO- bumbacCOD – consum de oxigen chimicConc – concentraţieCSIRO – Organizaţia de Cercetare Ştiinţifică şi Industrială a Commonwealth-uluiCT – triacetat de celulozăCu – CupruCV – vîscozăDAF – flotarea aerului dizolvatDOC – pentaacetat de dietilenă trianinăDTPAMP – penta ( acid metilen fosforic) de dietiltriaminăEDTA – tetracetat de etilen diaminăEDTMP – tetra ( acid metilenfosforic) de etilen – diaminăE-Fac – factor de emisieEL – elastanEPER – registrul European privitor la emisia de poluanţi ( definit în decizia Consiliului 2000/479/EC)EP/PO – oxid de etilenă /oxid de propilenă ( grupul copolimerilor)ETAD – Asociaţia Ecologică şi Toxicologică a Industriei Manufacturiere de ColoranţiEUR – euro, moneda europeanăEVA – acetat de vinil etilenăFR – autoextinctivHC – hidrocarburăHCH – hexaclorociclohexan ( pesticid)HT – temperatură înaltă ( proces, aparat)IGR – regulator al creşterii insectelor ( grupul pesticidelor)IK – indantren rece ( grupul vopselelor de cadă)IN – indantren normal ( grupul vopselelor de cadă)IR – infraroşu (lumină)IW – indantern cald ( grupul vopselelor de cadă)L.R.- raportul de soluţie colorantăMEL – nivel minim de efectn.a. nedisponibiln.d. – nedeterminatNPE – etoxilaţi de fenol nonil ( nonil fenol)NRA – Autoritatea Naţională pentru Înregistrare ( Australia)NTA – nitrilotriacetato.w.b. - pe greutatea băii

493

o.w.f.- pe greutatea fibreiOC – clor organic ( grupul pesticidelor)OECD – Organizaţia pentru Cooperare şi dezvoltare EconomicăOEL – nivel de efect observabilOP – organofosfaţi ( grupul pesticidelor)PA – fibre de poliamidăPAC – fibre de poliacrilonitrilPBT – tereftalat de polibutilenăPCB – pentaclorofenolPE – polietilenăPES – fibre de poliesterPET – tereftalat de polietilenăPP - polipropilenăPTT – tereftalat de politrimetilenăPU – poliuretan (a)PVA – alcool polivinilPVC – clorură de polivinilQww – scurgere de ape rezidualeSBR – cauciuc butadien - stiren (a)SI – mătaseSP – piretr(in)oid sintetic ( grupul pesticidelor)SS – solide suspendateTEGEWA – Verband der ( asociaţie industrială)TFI – industria de finisare a textilelorTOC – carbon organic totalUF – ultra filtrareULLR – raport ultra – redus de soluţieUS EPA – Agenţia de Protecţie a Mediului din SUAUV – ultraviolet ( lumină)VOC – compusi organici volatiliWO – lînăWW – ape rezidualex-SBR – SBR carboxilat

8. ANEXA I - AUXILIARI TEXTILI

8.1. Surfactanţi

Descrierea surfactanţilor din aceasta secţiune este oarecum deosebită pentru că aceştia nu reprezintă o categorie de auxiliari, ci mai curînd o categorie de compuşi organici. Motivul pentru care li s-a dedicat o întreagă sectiune acestor compuşi este acela că ei sunt folosiţi in industria textilă in foarte multe scopuri ( ex. : lubrifianţi, antistatici, agenţi de umectare, etc.). Prin tratarea lor într-o secţiune obişnuită precum cea de faţă se evita repetiţiile în alte părţi ale acestei anexe.

494

Surfactanţii pot fi substanţe active esenţiale dintr-un auxiliar textil , sau pot fi folosiţi ca aditivi pentru producerea auxiliarilor, vopselelor, pastelor de imprimare, pastelor de acoperire (ex. agenţi de dispersare din vopsele, emulsificatorii din agenţii de preparare, etc.).

Surfactanţii folosiţi în industria textilă sunt clasificaţi în 4 categorii majore şi anume: agenţi de curăţare, aditivi pentru vopsea, agenţi de înmuiere şi agenţi antistatici.

Surfactanţii sunt compuşi organici polari care conţin în molecula lor cel puţin un grup hidrofob şi unul hidrofil. După structura loc chimica, surfactanţii sunt clasificaţi în neionici, anionici, cationici şi amfoteri.

Surfactanţii neionici

Surfactanţii neionici sunt folosiţi pe scară largă în industria textilă în scopuri diverse ( ex.: ca agenţi de spălare/dispersare, ca agenţi de nivelare etc.). Iată cîteva exemple de surfactanţi neionici folosiţi în mod regulat:

etoxilaţi de alcooli graşi; etoxilaţi de amine grase; etoxilaţi de acizi graşi; etoxilaţi de trigliceride; etoxilaţi de alchilfenol; aditivi oxizi propilenici/oxizi etilenici.

Alcoolii graşi, acizii şi trigliceridele etoxilaţi sunt în general uşor biodegradabili . Pe de altă parte aditivii oxipropilenici/oxietilenici, aminele grase şi etoxilaţii de alchil fenol (APEO) sunt exemple de surfactanţi care sunt greu biodegradabili şi, datorită solubilităţii lor în apă, sunt şi greu de eliminat.

APEO în special şi binecunoscuţii etoxilaţi de nonil – fenol ( NPE) , care sunt surfactanţii cei mai des folosiţi din categoria etoxilaţilor de achilfenoli, ridică serioase probleme de mediu. APEO se degradează prin eliminarea totală a grupurilor etoxi. Astfel ei formează alchil fenolii corespondenţi care sunt bioacumulativi datorită caracterului lor lipofilic şi degradabilităţii scăzute. Alchil fenolii ( mai ales octil şi nonil-fenolii) sunt foarte toxici pentru flora şi fauna acvatică şi influenţează reproducerea speciilor acvatice prin distrugerea sistemului endocrin al acestora.

Chiar şi cu sisteme de tratament ale efluenţilor foarte eficiente, care permit numai unor cantităţi infime de APEO sau metaboliţi ai acestora să ajungă în mediul acvatic, apar semne de întrebare cauzate de sedimentele rezultate. Dacă aceste sedimente nu sunt supuse unor tratamente precum incinerarea sau piroliza, prin care se poate distruge materialul organic, APEO sau metaboliţii lor pot ajunge în apa de suprafaţă sau în pînzele de apă freatică prin scurgeri din compost, sau prin răspîndirea namolurilor tratate sau netratate pe terenul cultivabil, sau prin infiltrări din gropile de gunoi.

Unele ţări au stabilit deja restricţii privind folosirea NPE. În plus, aceşti surfactanţi sunt pe lista Substanţelor Periculoase Prioritare, avute în vedere pentru acţiuni prioritare de reglementare potrivit Directivei Cadrului Apelor.

Surfactanţi anionici

Surfactanţii anionici cel mai des folosiţi în procesarea textilelor sunt:

495

sulfaţi ( ex. Etoxisulfaţi de alcool, sulfaţi de alcanolamide, uleiuri vegetale, vegetale sulfatate);

sulfanaţii ( ex.; sulfonaţi de alchilbenzen, uleiuri vegetale sulfonate, sulfonaţi de naftalina, ligninsulfonaţi);

alchil eter fosfaţi; carboxilaţi ( produşi de condensarea acizilor graşi, săruri alcaline ai acizilor graşi).

Compuşii liniari, mai biodegradabili , sunt cel mai des folosiţi ( de ex: sulfonaţi de alchil benzen, alchil sulfaţii graşi, etc.). Dintre surfactanţii anionici refractari menţionăm lignin sulfonaţii obişnuiţi şi produşii de condensare ai acidului naftalen sulfonic cu formaldehidă, care sunt folosiţi pe scară largă pe post de dispersanţi pentru coloranti de cadă, cu sulf şi de dispersie.

Surfactanţii anionici au cîteva avantaje: ei sunt emulsificatori de ulei si dispersanţi de vopsea foarte buni si sunt agenţi de umectare excelenţi, pe lîngă faptul că nu sunt scumpi. În schimb ei produc foarte multă spumă, iar surfactanţii sulfaţi pot fi sensibili la calciu si magneziu [ 11, US EPA, 1995].

Surfactanţii cationici

Surfactanţii cationici sunt destul de neobişnuiţi în procesarea textilelor. Un exemplu este categoria compuşilor de amoniu cuaternar (săruri), folosiţi ca factori de încetinire în cazul coloranţilor cationici, care sunt substanţe refractare solubile în apă.Surfactanţii cationici au de departe cea mai mare toxicitate dintre toate clasele de surfactanţi [ 179, UBA, 2001].

Surfactanţii amfoteri

Surfactanţii amfoteri nu sunt foarte des folosiţi în industria textilă. Principalul lor avantaj este acela că pot fi folosiţi în medii alcaline şi acide şi în combinaţie cu surfactanţi cationici sau anionici.

Derivaţii compuşi de amoniu cuaternar sunt foarte rar folosiţi, în timp ce alte tipuri cu toxicitate scăzută sunt folosite din ce în ce mai des. Iată cîteva exemple:

derivaţii de betaină; imidazoline; amino etilaţii graşi modificaţi ( au o capacitate de emulsionare şi de dizolvare foarte bună

pentru înlăturarea oligomerilor în curaţarea reductivă a fibrelor de poliester).

Surfactanţii amfoteri sunt scumpi şi folosirea lor este necesară doar în situaţii speciale, în care este nevoie de diverse categorii de compatibilitate.

8.2. Auxiliari şi agenţi de finisare pentru fabricarea de fibre si fire

În această clasă sunt incluşi acei compuşi organici care sunt aplicaţi în timpul proceselor de fabricare şi formarea firului. Denumirile folosite pentru aceşti auxiliari în secţiunea de faţă sunt luate din nomenclatura TEGEWA ( TEGEWA nomenclature, 1987). Ei sunt clasificaţi după cum urmează:

aditivi pentru soluţiile de tors, aditivi de tors şi aditivi pentru băile de tors; agenţi de pregatire pentru torsul primar; agenţi de pregatire pentru torsul secundar ( agenţi de condiţionare şi lubrifianţi); uleiuri de conificare, uleiuri de urzire şi uleiuri de răsucire.

Acestor auxiliari şi agenţi li se acordă o atenţie specială deoarece sunt înlăturaţi în timpul pre-tratării textilelor, contribuind în majoritatea cazurilor la o cantitate semnificativă a emisiilor în apă şi în aer din filaturile de finisare.

496

Compoziţia chimică generală a agenţilor de pregătire a firelor şi a fibrelor se bazează pe patru clase mari de componenţi, proporţiile depinzînd de funcţia agentului de pregătire specific:

lubrifianţi; emulsificatori de umectare; agenţi antistatici; aditivi ( ex. Biocide, antioxidanţi, agenţi pentru compactarea firului).

Lubrefianţi

Lubrifianţii folosiţi în general sunt: uleiuri minerale; uleiuri esterice; lubrifianţi sintetici ( care include esteri sintetici, aditivi EO/PO, uleiuri siliconice, etc.).

Termenul “ uleiuri minerale” este folosit pentru a indica lubrifianţii derivaţi din petrol rafinat. Acestea sunt amestecuri de hidrocarburi cu o lungime de catenei C 12 – C 50, avînd puncte de fierbere între 2200 C şi 4500 C. Datorită prezenţei impurităţilor nedorite şi instabile, uleiurile minerale fumegă şi emit noxe în timpul tratamentelor la temperaturi înalte.

Uleiurile minerale sunt greu biodegradabile şi pot fi înlăturate doar prin absorbţie. Oricum, în ceea ce priveşte poluarea apei, principala preocupare se referă la prezenţa hidrocarburilor poliaromatice ( aceşti compuşi sunt incluşi în lista substanţelor periculoase prioritare care trebuiesc controlate prin măsuri răspîndite în întreaga Uniune Europeană, sub Directiva Cadrului Apelor).Cantitatea de compuşi poliaromatici în uleiurile minerale variază potrivit procesului de rafinare adoptat şi scade pe măsură ce uleiurile devin mai puţin polidisperse ( uleiurile minerale rafinate sunt cunoscute mai bine ca uleiuri albe).Uleiurile minerale de tip farmaceutic conţin mai puţin de 0,1 ppm de hidrocarburi poliaromatice, dar sunt de circa 3 ori mai scumpe decît uleiurile minerale convenţionale.

Folosirea uleiurilor minerale este în scădere. Totuşi datorită costului lor scăzut ele sunt încă foarte mult folosite în aplicaţii în care sunt necesari produşi ieftini. ( în general uleiuri de conificare şi într-o mai mică măsură în zilele noastre, ca auxiliari în procesarea lînei.).

Uleiuri esterice: sunt de obicei acizi graşi esterificaţi cu alcooli graşi, alcooli sau alcooli polihidroxilici. Ei se obţin în mod normal prin saponificarea grăsimilor sau uleiurilor naturale.

Uleiurile esterice sunt folosite ca lubrifianţi ca alternativă la uleiurile minerale Comparativ cu uleiurile minerale uleiurile esterice sunt mai stabile din .punct de vedere termic, mai biodegradabile şi mai uşor de emulsifiat. Ele înlocuiesc din ce în ce mai mult uleiurile minerale în torsul primar, dar uleiurile minerale ocupă încă cea mai mare parte din piaţă, în torsul secundar.

Lubrifianţii sintetici ( aşa numiţi uleiuri sintetice) sunt fluide pe bază sintetică concepute special pentru a funcţiona ca lubrifianţi. Deoarece uleiurile sintetice sunt compuse din molecule uniforme ca greutate şi ca structură, ele pot suporta temperaturi de peste 200 oC, ceea ce conduce la o stabilitate termică şi la o oxidare mai mare decît a uleiurilor minerale. Din aceste motive ele sunt superioare produşilor de bază de uleiuri minerale în multe privinţe, permiţînd folosirea unor temperaturi mai ridicate, pierderi mai scăzute de lubrifianţi şi o flexibilitate mai mare într-o gamă largă de condiţii de lucru.

Uleiurile sintetice nu conţin nici un fel de metal, sulf, fosfor şi nici ceară. Unii lubrifianţi sunt foarte biodegradabili, avînd astfel un impact negativ redus asupra mediului.

497

Există căteva categorii majore de lubrifianţi sintetici: hidrocarburi sintetizate, precum poli alfa olefinele (PAO) şi benzenii dialchilaţi, care

sunt cele mai obişnuite; esteri sintetici precum esterii poliolici şi acizi dibazici; poliglicoli; uleiuri siliconice.

Esterii sintetici sunt obţinuţi din materiale relativ pure şi simple la început, pentru a produce structuri moleculare predeterminate concepute special pentru lubrifierea de înaltă performanţă. În comparaţie cu uleiurile esterice obţinute din grăsimi şi uleiuri naturale, aceste molecule sunt mai uniforme ca mărime, ceea ce înseamnă că sunt mai stabile din punct de vedere termic şi al oxidării.

Copolimerii EO/PO sunt folosiţi pentru fibrele chimice cu structură specială pentru că nu intervin în proces aşa cum o fac uleiurile minerale.Structura chimică a acestor lubrifianţi sintetici poate fi sintetizată astfel:

S- (EO)x - (PO)y –B unde

S = componentul de început, care poate fi constituit din alcooli cu catenă scurtă (ex. C 4-), polioli, acizi organici sau amine primare;B = componentul de bloc, adică eteri, (OR), esteri (COOR),, acetali CH(OR)2 sau OH.

Aditivii EO/PO multimoleculari (suma unităţilor EO şi PO este mai mare de 15 moli iar secvenţa de unităţi PO este mai mare de 5) sunt ne- sau greu biodegradabili.

Uleiurile siliconice sunt utilizate ca lubrifianţi în diferite domenii, inclusiv industria fibrelor cum ar fi elastomerii şi poliamidele.Ei sunt inerţi chimic, netoxici, rezistenţi la foc şi resping apa. Au mare valoare în aplicaţii ce includ temperaturi extreme unde se cere stabilitate mare din punct de vedere termic şi oxidativ.

Uleiurile siliconice prezintă cel mai ridicat nivel al COD dintre toţi lubrifianţii şi sunt greu biodegradabile, însă sunt bio-eliminabile şi nu sunt periculoase pentru mediul acvatic. Principalul lor dezavantaj este acela că sunt greu de emulsionat şi de înlăturat din fibră. APEO sunt folosiţi de obicei pentru înlăturarea acestora, dar o cantitate destul de mare (cca 40%) rămâne încă pe fibră după spălare, ceea ce conduce la emisii în aer în urma tratamentelor ulterioare la temperaturi înalte.

Emulsificatorii

Pentru a aplica agentul de pregătire ca pe un sistem apos când lubrifiantul nu este solubil în apă, un emulsificator este de obicei prezent în formulă. Surfactanţii anionici şi neionici sunt folosiţi ca emulsificatori. Principalii surfactanţi folosiţi sunt:

Surfactanţi anionici: - uleiuri vegetale sulfonate şi sulfatate;

Surfactanţi neionici: - alcooli graşi etoxilaţi;- acizi graşi etoxilaţi;- esteri de sorbitan etoxilaţi;- etoxilaţi de alchil fenol (APEO);- gliceride parţiale şi trigliceride etoxilate.

498

Agenţi de umectare

Aceştia sunt de obicei alchil fosfaţi cu catenă scurtă.

Agenţi antistatici

Surfactanţii anionici mai au şi proprietăţi anti-electrostatice.Mono şi di esterii pentoxizilor fosforoşi (mai ales sărurile lor potasice) sunt folosiţi ca agenţi speciali anti-electrostatici, la fel ca şi unii surfactanţi amfoteri precum sarcoside, oxizi aminici şi sulfo succinaţi.

Aditivi

Sistemele apoase pot fi atacate de bacterii şi astfel este necesară încorporarea unui bactericid. Biocizii de genul compuşulor care conţin formaldehidă sunt aplicaţi ca şi conservanţi într-o cantitate de cca 50 mg/kg fibră. Compuşii heterociclici (derivaţii de imidazolinonă şi izotiazolinonă) sunt întâlniţi şi ei în cantităţi de cca 2 mg/kg fibră.

Când agenţii de pregătire sunt aplicaţi ca uleiuri curate sau ca soluţii suficient de stabile, în loc de emulsii apoase, adăugarea biocizilor poate fi evitată, doar dacă nu este nevoie de aceştia pentru protejarea firelor în timpul depozitării.

Cantităţile de substanţe active adăugate la fibre şi compoziţia formulelor aplicate poate varia destul de mult în funcţie de tipul fibrei şi de scopul final al acesteia.O privire de ansamblu se găseşte în tabelul 8.1, dar o descriere mai detaliată a formulelor tipice folosite şi a cantităţii aplicate la substrat se găseşte în secţiunile următoare (bazate pe o versiune revizuită a [7, UBA, 1994]). În tabelul 8.1 nu s-a făcut nici o distincţie între diferitele tipuri de fibre; numai fibrele elastomere şi cele destinate fabricării ţesăturilor tricotate au fost tratate separat datorită cantităţii mari aplicate la substrat în aceste cazuri. Pe lângă aceasta, cantitatea indicată în coloana „Fabricarea firelor ” se referă la cantitatea totală de agenţi de pregătire aplicaţi după producerea acestora (inclusiv uleiuri de conificate, uleiuri de răsucire, uleiuri aplicate filamentului după procesul de texturare, etc.).

Fabricarea de fibre Fabricare de fire Totalg/kg

substratCOD

mg O2 /gg/kg

substratCODmg O2

/g

g/kgsubstrat

CODmg O2 /g

Filament plat

neelastomerice 10 2000 20 3000 30 2700elastomerice 100 1000 50 1000 150 1000Filamente pentru ţesături tricotate

10 2000 30 3000 40 2750

Filament texturat

neelastomeric 8 2000 20 3000 28 2700pentru ţesături tricotate

8 2000 30 3000 38 2800

Fibre ca materie primă

neelastomerice 3 2000 20 3000 23 2850elastomerice 50 1000 50 1000 100 1000Fir pentru ţesături tricotate

3 2000 30 3000 33 2900

Sursa[194, Comm., 2001]

Tabelul 8.1 Privire de ansamblu asupra cantităţilor de agenţi auxiliari aplicaţi fibrelor şi firelor în timpul procesului de producţie.

499

8.2.1 Aditivi pentru soluţiile de tors, aditivi de tors şi aditivi pentru băile de tors

În acest grup de auxiliari sunt menţionaţi numai cei care sunt spălaţi în timpul operaţiunilor de pre- tratament. În acest scop, aşa numiţii „modificatori” folosiţi pentru vâscoză sunt cei mai relevanţi. Cantitatea aplicată variază între 5 mg/kg de fibră până la câteva grame/ kg fibră, în funcţie de domeniul de utilizare. Ei constau în principal din amine grase etoxilate sau eteri polietilenglicolici cu greutate moleculară de cca 1500. În timpul pre-tratamentului, mai mult de 90% dintre aceste substanţe sunt spălate.

8.2.2 Agenţi de pregătire pentru torsul primar

Aceşti agenţi de pregătire sunt aplicaţi (mai ales ca soluţii apoase) în timpul fabricării fibrelor chimice, imediat după torsul primar (vezi secţiunea 2.2). Ei facilitează procesele ulterioare, precum filarea, răsucirea, urzirea, texturarea şi din nou torsul (torsul secundar în cazul fibrelor ca materie primă).

Agenţii de pregătire conferă fibrelor chimice proprietăţile necesare (fricţiunea optimă, evitarea încărcării şi coeziunii electrostatice în cazul firelor multifilament) nu numai între fibre ci şi între fibre şi elementele de dirijare ale maşinilor.

În general, substanţele aplicate prezintă o afinitate crescută faţă de apă, fie pentru că emulsificatorii sunt deja conţinuţi în formule, fie pentru că moleculele lubrifiantului sunt ele însele nişte sisteme auto-emulsionate.

Cantităţile de aplicare şi caracteristicele formulelor aplicate sunt date pentru: fibre filament netexturate (tabelul 8.2); fibre filament texturate (tabelul 8.3); fibre ca materie primă (tabelul 8.4)

Substrat textil Cantitate(g/kg substrat

textil)

Explicaţii

PES 5-10 Conţinutul de lubrifianţi este de 40-70%, procentul rămas constă din emulsificatori (amestecuri de surfactanţi neionici şi anionici precum alcoolii graşi şi etoxilaţi de acizi graşi, uleiuri vegetale sulfonate şi sulfatate), agenţi de umectare (alchil fosfaţi cu catenă scurtă), agenţi antistatici (ex. Mono şi di esteri ai pentoxizilor fosforoşi, sarcoside, oxizi de amine şi sulfosuccinaţi).

PA 8-12 Aceeaşi compoziţie ca mai susCA

CV

20

10

Cantitatea de lubrifianţi din formulă este de cca 60-85%. Se pot folosi mai puţine uleiuri minerale rafinate decât pentru fibrele PES şi PA

PP 5-15 Agenţii de pregătire sunt formaţi din 100% surfactanţi (de obicei 90 % componenţi alcoxilaţi, 10% esteri fosforici ca agenţi anti-electrostatici şi aditivi)

EL 30-70 Agenţi de pregătire constau mai ales din dimetil

500

polixiloxaniSursa [179, UBA, 2001]Note:Cantităţile raportate se referă la cantitatea de substanţă activă, nu la cantitatea de emulsii apoase aplicateTabelul 8.2 Cantitatea de agenţi de pregătire pentru firele filament netexturate (fire plate)

Substrat textil Cantitate(g/kg substrat

textil)

Explicaţii

PES 5-8 Agenţii de pregătire pentru tors constau din 50-90% aditivi EO/PO. Ca şi în cazul filamentelor plate, ei conţin componenţi neionici şi anionici (vezi tab.8.2)

PA 3.5-5.5

7-12

Agenţii de pregătire sunt bazaţi pe aditivi EO/PO, ca şi pe uleiuri esterice (uleiurile minerale nu se folosesc).

Cantităţi folosite în cazul firelor pentru covoare.În trecut, agenţii de pregătire constau în uleiuri minerale emulsionate, dar astăzi aceste formule sunt foarte rar folosite.Ei au fost înlocuiţi cu uleiuri esterice (ester de trimetilol propan şi ester de penta eritril), aplicaţi împreună cu surfantanţi neionici.

PP 8-12

8-15

Agenţii de pregătire constau în 100 % surfactanţi, aceeaşi care sunt folosiţi pentru filamentele plate (vezi tab. 8.2)

Cantitate folosită pentru firele pentru covoareSursa [179, UBA, 2001]Note:Cantităţile raportate se referă la cantitatea de substanţă activă, nu la cantitatea de emulsii apoase aplicateTabelul 8.3 Cantitatea de agenţi de pregătire pentru firele filament texturate (fire texturate)

Substrat textil Cantitate(g/kg substrat

textil)

Explicaţii

PES- tip CO- tip WO

1-1.82-2.5

Aceştia constau din 50-80% esteri fosforici şi sărurile lor şi din 20-50 % surfactanţi neionici precum etoxilaţi de acizi graşi şi alcooli graşi etoxilaţi şi numeroşi aditivi în cantităţi infime

PA 4-6 Fibrele PA ca materie primă sunt folosite în mod normal pentru firele pentru covoare.Agenţii lor de pregătire au compoziţii similare cu cei folosiţi pentru PES.Uleiurile minerale şi cele esterice pot fi şi ele conţinute în reţete.

CV 3-6 Se folosesc surfactanţi neionici (acizi graşi etoxilaţi); săpunurile de acizi graşi şi sărurile de esteri fosforici

501

sunt ingrediente adiţionale tipice.PP 5-10 Formulele au aceeaşi compoziţie ca şi cele folosite

pentru firele filament (vezi tab. 8.2)PAC 3-8 Se folosesc diferite tipuri de formule (ex. Condensaţi

graşi de poliamine, compuşi de amoniu cuaternari cu catenă scurtă). Aceşti compuşi sunt dificil de înlăturat în procesele ulterioare.Se aplică atât sistemelor anionice cât şi celor neionice (aceleaşi care se folosesc pentru PES)

Sursa [179, UBA, 2001]Note:Cantităţile raportate se referă la cantitatea de substanţă activă, nu la cantitatea de emulsii apoase aplicate

Tabelul 8.4 Cantitatea de agenţi de pregătire pentru fibrele chimice ca materie primă

8.2.3 Agenţi de pregătire pentru torsul secundar (agenţi de întărire şi lubrefianţi de toarcere)

Pentru aceşti agenţi nu există o definiţie clară. În cele ce urmează ne vom referi la agenţii de pregătire pentru torsul secundar al fibrelor sintetice ca materie primă şi al bumbacului ca la „agenţi de condiţionare”, în timp ce agenţii de pregătire pentru lână vor fi denumiţi „lubrifianţi de toarcere”.

Agenţii de condiţionare mai sunt necesari şi în timpul torsului secundar al fibrelor sintetice, când fibrele au fost supuse în prealabil albirii cu clor sau unor procese de vopsire. Cantiatea aplicată iniţial este pierdută de fapt în timpul acestor procese.

Compoziţia chimică a agenţilor de condiţionare pentru fibrele sintetice este similară cu cea a agenţilor de pregătire folosiţi pentru torsul primar al fibrelor ca materie primă (vezi tab. 8.4). Cantitatea variază între 1 şi 10 g/kg fibră.

Lubrifianţii de toarcere sunt aplicaţi fibrelor de lână pentru a înlesni procesarea mecanică eficientă în timpul fabricării firelor (toarcere). Ei sunt aplicaţi în general ca emulsii apoase şi din acest motiv ei conţin şi un emulsificator şi un biocid pentru a preveni atacurile biologice. În majoritatea cazurilor, sistemul de emulsionare se bazează pe APEO [ 66, CRIT, 1999], deşi potrivit altor surse ([32,Enco, 2001]) furnizorii principali au căutat să elimine etoxilaţii de alchilfenol prin substituirea lor cu etoxilaţi de alcool liniar.Când lubrifiantul de toarcere urmează să fie aplicat la amestecuri de lână cu fibre sintetice se cere şi folosirea unui agent antistatic.

În ceea ce priveşte lâna şi amestecurile de lână cu fibre sintetice, putem identifica 4 tipuri de bază de lubrifianţi de toarcere ([32,Enco, 2001]):

uleiuri minerale emulsificabile pentru lână bazate pe un amestec de ulei mineral rafinat (mai mic de 1% conţinut poliaromatic) şi un sistem de emulsionare;

lubrifianţi dispersabili în apă (numiţi uneori „super uleiuri minerale” sau „semi sintetici”) bazaţi pe un amestec de ulei mineral rafinat, uleiuri grase saponificabile şi un sistem de emulsionare. Aceste formule conţin în general o cantitate mai mare de emulsificatori decât uleiurile emulsifiante pentru lână;

Lubrifianţi sintetici solubili în apă, bazaţi pe polietilen-polipropilen glicoli, care sunt folositori mai ales când firul urmează a fi curăţat în baia de vopsea dar pot fi folosiţi şi pentru fire care vor fi curăţate printr-o operaţiune separată;

502

Lubrifianţi de toarcere uscată (numai în cazul firelor pentru covoare- vezi secţiunea 2.14.5.1), care diferă de cei de mai sus prin faptul că ei sunt aplicaţi la nivele mai mici şi rămân pe fir şi după transformarea în covor. Aceste materiale conţin în general o cantitate mai mare de agenţi antistatici.

Cantităţile pentru bumbac, pentru fibrele de vâscoză ca materie primă şi pentru lână sunt prezentate în tabelul 8.5

Substrat textil Cantitate(g/kg substrat

textil)

Explicaţii

Lână de tip VO şi CO (lungimea fibrelor de materie primă >60 mm)

30-50

8-10

< 10

Cantitate aplicată în timpul „toarcerii cu ulei” a firelor dărăcite

Cantitate aplicată în timpul „toarcerii uscate” a firelor dărăcite fără vopsire ulterioară

Cantitatea aplicată în timpul toarcerii firelor semirăsucite (uleiul la un nivel de mai puţin de 1 % nu este înlăturat în mod normal de pe fir înainte de vopsire).

CO sau CV 4 Se folosesc multe formule care conţin mai mult uleiuri albe şi uleiuri esterice (30-40%) şi surfactanţi neionici. Sunt disponibile şi sistemele fără ulei mineral

Sursa [179, UBA, 2001]Note:Cantităţile raportate se referă la cantitatea de substanţă activă, nu la cantitatea de emulsii apoase aplicateTabelul 8.5 Cantitatea de agenţi de întărire şi lubrifianţi aplicaţi la bumbac, vâscoză, fibrele de materie primă şi lână

Dacă se are în vedere procesarea mai departe a firelor vopsite sau a caierelor, se aplică de obicei o cantitate suplimentară de agenţi de întărire (3-5 g/kg) în mod intermitent prin epuizarea băii din fabrica de finisare a textilelor . Astfel ratele de epuizare pentru PES şi PA pot fi foarte scăzute (10-30%). Invers, ele sunt relativ ridicate pentru CO şi PAC (mai mare de 80 %).

8.2.4 Uleiuri de conificare, uleiuri de urzire şi de răsucire

În cazul proceselor precum conificarea, răsucirea şi urzirea firelor plate şi filament texturizat precum şi a firelor din fibre materie primă, produsele chimice trebuie să fie aplicate pentru a spori proprietăţile anti statice, netezimea şi lubrifierea.

Uleiurile pentru conificare, urzire, răsucire şi cele care se aplică filamentului după procesul de texturare (denumite uneori uleiuri de protecţie) constau din 70-95 % uleiuri albe şi din 5-30% surfactanţi neionici, în special etoxilaţi de alcooli graşi şi de acizi graşi. Uleiurile de răsucire constau adeseori din uleiuri esterice care sunt mai biodegradabile decât uleiurile albe. Uleiurile esterice sunt folosite în special dacă evaporarea trebuie evitată sau redusă cât mai mult, mai ales în timpul proceselor la cald.

503

Cantitatea de uleiuri de conificare depinde de procesarea ulterioară şi de volumul firului. Ea variază, în cazul PES, între 5 – 30 g/kg (în medie 15 g/kg). Pentru PA urile obişnuite, cantitatea este de 5 g/kg, iar în cazul PA urilor foarte elastice, ajunge la 15-20g/kg. S-a semnalat faptul că ţesăturile importate pot avea cantităţi de uleiuri de conificare de peste 50 g/kg.

Cantitatea de uleiuri de răsucire şi urzire este de cca 5g/kg.

8.2.5 Uleiuri de tricotare

Acele maşinilor de tricotaj trebuie să fie lubrifiate cu ceea ce se numeşte uleiuri pentru maşinile de tricotaj. Datorită scurgerilor de la aceste maşini, aceste uleiuri rămân în ţesătura tricotată (cca 4-8% din greutatea fibrei). Ele ar trebui acum să se bazeze pe uleiuri sintetice, dar de fapt formulele pe bază de ulei mineral sunt încă des întâlnite. Aceasta mai înseamnă şi că este nevoie să se adauge surfactanţi în baia de curăţare pentru a le emulsiona.

8.3 Agenţi de apretare

În această secţiune sunt prezentate următoarele informaţii: Caracteristicile celor mai obişnuiţi agenţi de apretare; Cantităţi tipice de agenţi de apretare aplicaţi diferitelor substraturi (tab. 8.6); Valori COD şi BOD5 specifice pentru cei mai obişnuiţi agenţi de apretare (tab.

8.7).

Amidonul

Amidonul este apretul natural cel mai obişnuit şi poate fi obţinut din diverse substanţe, mai ales porumb şi cartofi. Nu este întotdeauna potrivit pentru ţesătoriile de înaltă performanţă. Când este depozitat la temperaturi săzute, are tendinţa de a se solidifica sub forma de bulgări şi pierde apa de hidratare (retrogradare). Această deteriorare duce la proprietăţi de stocare reduse, formarea de pelicule, formarea de depuneri pe cilindri şi putere adezivă redusă. Prin urmare, amidonul natural este folosit de obicei în combinaţie cu alte scrobeli [186, Ullmann’s, 2000]. Amidonul este înlăturat complet din punct de vedere biologic dar este doar puţin solubil în apă; este necesară acţiunea enzimelor animale sau vegetale. Aceste enzime descompun amidonul în zaharuri solubile în apă, care sunt apoi înlăturate prin spălare înainte de curăţare. Ca urmare, amidonul nu poate fi reciclat şi este responsabil pentru cea mai mare cantitate de COD în efluienţii de finisare. Pe lângă aceasta, în comparaţie cu alţi agenţi de apretare, amidonul trebuie să fie aplicat cu o rată de aproape 2 ori mai mare decât celuloza carboximetilică datorită efectului de apretare mai slab, conducând astfel la o cantitate mai mare de COD în apele reziduale.

Derivaţi din amidon

În această categorie intră dextrinele, esterii de amidon şi eterii de amidon. Aceştia înlocuiesc din ce în ce mai mult scrobelile naturale, întrucât tendinţa lor de degradare este considerabil mai mică.

Esterii de amidon cel mai des folosiţi sunt esterii cu acid fosforic (scrobeli fosfatate ) şi cu acid acetic (scrobeli acetilice).

Cei mai importanţi 3 eteri de amidon sunt: scrobeli hidroxietilice, hidroxipropilice şi carboxilice.

504

Derivaţii din amidon pe bază de esteri pot fi reduşi din punct de vedere biologic în timp ce scrobelile pe bază de eteri sunt mai dificil de biodegradat. În orice caz, marea varietate de modificări chimice posibile face posibilă producerea de agenţi de separare buni, care pot fi biodegradaţi aproape complet.

Ca şi amidonul natural, derivaţii de amidon trebuie să fie aplicaţi la o rată de 2 ori mai mare decât carboxi metil celuloza ( CMC) sau agenţii sintetici ducând aşadar la o cantitate mai mare de COD în efluenţi.

Derivaţi din celuloză (celuloza carboximetilică)

Celuloza carboximetilică de sodiu (CMC) este singurul derivat din celuloză solubil în apă, folosit ca agent de apretare. Este produs printr-o reacţie dintre celuloză cu hidroxid de sodiu şi cloroacetat de sodiu, prin aceasta producându-se depolimerizarea polimerului de celuloză .

CMC este aditivul preferat pentru creşterea adeziunii scrobelilor din amidon pentru bumbac.

Lungimea catenei sale şi gradul de substituţie influienţează nivelul de reducere biologică. Totuşi, CMC trebuie să fie clasificată ca fiind foarte greu de degradat.

Potrivit UBA, doar 20 % din cantitatea iniţială este eliminată după 7 zile. Totuşi se semnalează şi faptul că CMC poate fi redusă după perioade lungi de adaptare (mai mar de 4 săptămâni) şi de condiţii favorabile (în special temperaturi înalte) [7, UBA, 1994]. Alte surse menţionate de UBA afirmă că o rată de reducere biologică de 60% este atinsă după 7 zile.

Derivaţi din galactomannan

Derivaţii din galactomannan hidroxipropilici şi carboximetilici sunt solubili în apă şi uşor de înlăturat prin spălare. În general ei pot atinge nivele ridicate de reducere biologică (mai mari de 90%). Totuşi atât biodegradabilitatea cât şi alte proprietăţi pot varia considerabil în ceea ce priveşte masa moleculară şi raportul dintre mannoză şi galactoză.

Alcoolul polivinilic (PVA)

Întrucât alcoolul vinilic monomeric nu există, alcoolul polivinilic este produs prin hidroliza poli (vinil acetatului).

Parametri care dermină proprietăţile de apretare sunt gradul de polimerizare şi cel de hidroliză. Există două categorii: parţial lidrolizată, cu un grad de hidroliză de cca 88 %, şi complet hidrolizată, cu un grad de hidroliză de cca 98%.

Categoriile de PVA parţial hidrolizat sunt preferate pentru folosirea ca agenţi de apretare întrucât prezintă o solubilitate maximă în apă şi aderă foarte puternic la fibrele nepolare precum PES. Pe lângă aceste categorii convenţionale de poli (vinil alcool), se mai folosesc ca agenţi de apretare şi copolimerii cu metil metacrilat sau cu co-monomeri care conţin grupuri carboxilice.

Gradul de polimerizare şi gradul de hidroliză conduc la diferenţe semnificative în termeni de biodegradabilitate între tipurile individuale de alcooli polivinilici. PVA nu este foarte toxic pentru microorganisme şi nu împiedică nitrificarea. Poate fi eliminat în cantităţi mari prin degradare biologică după adaptarea nămolurilor . Condiţiile pentru o reducere de 90% sunt:

505

o concentraţie relativ mare (20 mg/l), temperatură peste 180 C şi o cantitate constantă pe o periodă lungă de timp (se pot ivi probleme în timpul iernii şi în perioadele cu sărbători) [7, UBA, 1994].Având în vedere o asemenea adaptare, se poate spune despre PVA că poate fi bioeliminat cu succes.

Poli(met)acrilaţi

Poli(met)acrilaţii prezintă variaţii considerabile în structura chimică (componentele pot fi: acid acrilic, esteri acrilici, acril amida, acrilo nitrili, acid metacrilic) şi de aceea au o gamă largă de aplicaţii. Monomerii hidrofili precum acidul metacrilic şi sărurile sale şi acril amida au o adeziune foarte bună la fibrele polare şi sunt uşor de înlăturat prin spălare. Monomerii hidrofobi precum esterii acrilici sporesc elasticitatea peliculei de apretare şi îmbunătăţesc uşurinţa de înlăturare din apele reziduale.

Poli(metacrilaţii) nu pot fi reduşi biologic, nici chiar după o perioadă de adaptare. Produsele hidrofile nu pot fi eliminate nici măcar din faza apoasă deoarece se comportă ca nişte polielectroliţi hidrofili.

Poli(metacrilaţii) pe bază de esteri reprezintă o îmbunătăţire. În acest caz graţie prezenţei grupurilor hidrofobe, poli(metacrilaţii) pot fi eliminaţi biologic în proporţie de 90% prin absorbţia în nămol după o perioadă de rezidenţă de 6-9 ore (care în practică este fixată de mai multe ori ) [18,VITO, 1998].Totuşi este important să arătăm că graficul bioeliminării (reprezentat de o curbă) dă naştere la o serie de întrebări despre mecanismele de eliminare (acestea nu sunt clare).

Poliesteri

Poliesterii sunt în general condensaţi ai acizilor dicarboxilici aromatici cu dioli (ex. Etilenglicol, dietilenglicol) şi ai acizilor dicarboxilici aromatici sulfonaţi (aceştia din urmă conferă solubilitate sau dispersabilitate în apă, ei fiind adăugaţi în general pentru a înbunătăţi capacitatea de a reţine vopseaua).

Biodegradabilitatea lor este scăzută dar prezintă un oarecare grad de bioeliminare [77, EURATEX, 2000]. Ei sunt folosiţi în special pentru apretarea firelor filament plate. De asemenea ei pot fi găsiţi ca şi co- componenţi în agenţii de apretare pentru fibrele materie primă făcute din amestecuri poliesterice

Substrat textil Cantitate( g/kg fir urzit)

(1)

Explicaţii*)

Fibre materie primă

- CO şi CO/PES

80-200 Ca agenţi de apretare sunt aplicaţi amidonul şi derivaţii din amidon, adeseori în combinaţie cu PVA, CMC, sau poliacrilaţi. Prin urmare raportul dintre amidon/derivaţi din amidon şi agenţi de apretare sintetici este în general de 3 :1 şi de 1:1 pentru maşinile de ţesut cu jet de aer. Cantităţile depind mai ales de densitatea firelor urzite şi de tipul agentului de apretare ( pentru amidon/derivaţi din amidon este semnificativ mai mare ( 150 – 200 g/kh).

506

- CV

- WO

40-120

0-20(2)

Cantitatea medie este de 60 g/kg. În mod normal se aplică combinaţii din toţi agenţii de apretare disponibili, de exemplu poliacrilaţi, în combinaţie cu CMC şi/sau derivaţi din amidon.

Ţesăturile constînd din lînă sunt produse de obicei din fire răsucite, astfel încît firele urzite pentru procesul de ţesere nu trebuie să fie apretate.În cazul firelor simple ( în realitate nu foarte semnificative, se aplică pînă la 200 g/kg amidon/derivaţi din amidon ( 80%) în combinaţie cu agenţi de apretare sintetici.

Fire filamentPES

PA

CV

CA

40-60

80-120

20-50

15-30

15-60

Pentru 90% din PES fire plate se aplică agenţi de apretare poliesterici ( care pot fi dispersati); restul se apretează cu PVA modificat şi poliacrilat.

Acestea este cantitatea pentru firele texturizate: cca 80 g/kg pentru agenţii de apretare poliesterici; cca 120 g/kg pentru PVA şi cca 100 g/kg pentru poliacrilaţi

Se foloseşte acidul poliacrilic ca agent de apretare; 50 g/kg se aplică numai pentru ţesături foarte fine

Mai ales pentru căptuşeli pentru care se folosesc poli acrilaţi ca agenţi de apretare.

Se aplică poliacrilaţi şi acetat de polivinil

Sursa: [179,UBA,2001]NOTE: (1) cifrele se referă la pînzele ţesute cu 60% fire urzite

(2) ca ceară.

Tabelul 8.6.- Cantitatile de agenti de apretare aplicaţi la diferitele tipuri de substraturi.

Cunoscînd cantităţile de agenţi de apretare pentru diferitele substraturi este posibilă calcularea/estimarea cantităţilor organice BOD şi COD, cu singura condiţie ca valorile specifice BO55 şi COD să fie disponibile. Aceste valori sunt prezentate în tabelul 8.7.

Tipul agentului de apretare Valoarea COD specifică( mg O2/g)

Valoarea BOD5 specifică ( mg O2/g)

Amidon 900-1000*1 500-600CMC 800-1000*1 50-90PVA c.1700*1 30-80*2

Poliacrilaţi 900-1650 <50Galactomannani 1000-1150*1 400Dispersii PES 1450-1700 <50Agenţi proteici de apretare 1200 700-800

507

Agenţi proteici de apretare 1200 700-800Sursa : [179,UBA,2001]Note: *1luând în considerare conţinutul obişnuit de umiditate al mărfii *2 pentru „inocule”neadaptateTabelul 8.7. Valorile specifice COD şi BOD 5 pentru cei mai obişnuiţi agenţi de apretare

8.4. Detergenţi/agenţi de umectare

Aceşti auxiliari sunt folosiţi în principal în operaţiunile de pre-tratament ( curăţare, mercerizare, albire) pentru a permite:

umectarea completă a materialului textil; emulsionarea impurităţilor lipolifice; dispersia materiei insolubile şi a produselor de degradare.

Surfactanţii ionici şi anionici sunt compuşii cei mai folosiţi în acest scop ( vezi şi sectiunea 8.1.). Cîteva exemple de produse disponibile pe piaţă se găsesc în tabelul 8.8.

Clasa Exemple de produşi disponibili pe piaţă

Bio-degradabilitate

(1)

Bio – eliminabilitate(2)

Neionici Etoxilati de alcool şi de alcooli graşi

>90% 80-85%

Etoxilaţi de acizi graşi >90% 80-85%Etoxilaţi de alchilfenol ( APEO) ~60% 54-58% (metaboliti

toxici)Etoxilaţi de amini graşi 60-80% 72-73%

Anionici Sulfanaţi alchilici >98%Sulfanaţi alchil arilici >98%Sulfaţi alchilici >98%Diachilsulfosuccinaţi >98%Carboxilaţi alchilici ( ex.:palmitat de sodiu, stearat de sodiu)

>98%

Alcanolamide sulfatate n.d.NOTE: (1) OEC D – test 301 E (2) OECD – test 302 BSursa: [77, EURATEX, 200 ], [218, COMUN, 2000]Tabelul. 8.8 Compuşi tipici folosiţi ca detergenţi /agenţi de umectare

8.5 Auxiliari care conţin agenţi de izolare

Prezenţa ionilor metalelor alcalino – pămîntoase calciu şi magneziu şi/sau ai altor metale ( în special fier) pot avea efecte negative importante asupra unor procese umede nu numai în timpul pre-tratamentului, ci şi în timpul vopsirii. Apa purificată şi dedurizată se foloseşte în fabricile de finisare a textilelor dar adeseori aceasta nu ajunge şi este necesară adăugarea în băi a unor formule auxiliare specifice care conţin agenţi chelatanţi.

Auxiliarii care au acest efect sunt adeseori clasificaţi în funcţie de procese specifice pentru care sunt folosiţi ( extractanţi, agenţi de izolare/dispersanţi etc.). Agenţii de chelatare cei mai folosiţi sunt EDTA, NTA, DTPA şi derivaţii din acid fosforic şi acid gluconic.

508

Stabilizatorii din peroxid de hidrogen sunt o altă categorie importantă de auxiliari care conţin agenţi chelatanţi. Descompunerea necontrolată a peroxidului de hidrogen conduce la formarea de radicali OH*. Aceşti radicali atacă fibrele de celuloză începînd cu oxidarea grupelor hidroxilice şi sfîrşind cu sciziunea moleculelor de celuloză, scăzînd gradul de polimerizare. Această reactie este catalizată de metale grele precum fierul , manganul, cuprul si cobaltul.

Pentru a inhiba aceste reacţii se aplică de obicei stabilizator de albire, care contin agenţi de izolare. Stabilizatorii tipici sunt: EDTA, DTPA, NTA, gluconaţi, fosfonaţi şi poliacrilaţi.

Problemele de mediu asociate cu agenţi de izolare apar din cauza aceloraşi proprietăţi pentru care nu sunt folosiţi, şi anume capacitatea lor de a forma complexe stabile cu metalele grele. EDTA, NTA si DTPA în special formează complexe metalice foarte stabiile. EDTA şi DTPA sunt de asemenea compuşi greu de eliminat. Există aşadar riscul ca ei să treacă nedegradaţi prin sistemul de tratare a apelor reziduale obisnuite şi să elibereze în final metalele în efluentul receptor sau să remobilizeze metale grele în sedimentele acvatice.

NTA este biodegradabil ( cînd este tratat în uzine de tratare a apelor reziduale în condiţii de nitrificare) iar studiile recente au aratat că joacă doar un rol extrem de mic ( cel mai rău caz în remobilizarea metalelor grele în sedimentele acvatice [ 280, Germania,2002].

În ceea ce priveşte celelalte substanţe organice folosite ca agenţi chelatanţi, gluconaţii sunt biodegradabili, fosfanaţii nu sunt biodegradabile dar sunt biocliminabili ( se obsevă şi degradarea foto catolitică [ 77, EUROTEX]).

8.6. Auxiliari de vopsire.

8.6.1. Caracteristici generale şi aspecte legate de mediu

Auxiliarii sunt componente esenţiale în cadrul proceselor de vopsire. Această secţiune îi descrie pe cei care sunt mai des folosiţi pentru îmbunătăţirea procesului de vopsire. Ei sunt prezentaţi pe baza funcţiei pe care o au în proces, după cum urmează:

agenţi de umectare, de penetrare; agenţi de dispersare; agenţi de nivelare; donatori de acid; anti-spumanţi; vehiculanţi.

Alti auxiliari, cum ar fi, de exemplu, agenţii chelatanţi care sunt şi ei folosiţi în procesele de vopsire dar mai pot fi întîlniţi şi în alte operaţiuni, sunt descrişi în alte părţi ale acestei anexe.

Produsele comerciale sunt în general substanţe care conţin cîteva componente. Acestea sunt în mare parte surfactanţi, dar substante inactive la suprafaţă precum polimerii şi oligopolimerii solubili în apă şi dispersiile de polimer sunt şi ele frecvent utilizate.

Cu doar cîteva excepţii, auxiliarii de vopsire sunt eliberaţi în apa reziduală. Unii dintre ei sunt biodegradabili ( ex.: etoxilaţii de alcool gras, sulfonaţii de alkilbenzen liniari), în timp ce alţii au o biodegradabilitate scăzută, dar sunt într-o oarecare măsură solubili în apă, şi prin urmare, eliminaţi în cantităţi mari prin absorbţie în nămolul activ în uzinele de tratare a apei reziduale. Există, totuşi, o listă cu substanţe care sunt solubile în apă şi slab eliminabile în sistemele obişnuite de apă

509

reziduală. Compuşii care aparţin acestei categorii şi care sunt întîlnite frecvent în auxiliarii de vopsire sunt enumeraţi după cum urmează:

Remarci suplimentare-Produşi de condensare ai acizilor sulfonici de betanaftalină şi formaldehidă

Produşii de condensare modificaţi ai acidului sulfonic de naftalină cu formaldehidă sunt cunoscuţi ca avînd o bioeliminalitate de 70%, conform cu metoda de testare OECD 2302 B ( vezi secţiunea 4.6.2.)

- Sulfanaţi ligninici-CO – polimeri de acid acrilic – acid maleic Rata eliminabilităţii depinde de continutul de

ioni de Ca ++ din apa reziduală-Produşii de condensare ai sării de Cianamid – amoniu-Polivinilpirrolidone-Compuşi de amoniu cuaternar -De asemenea toxici pentru speciile acvatice-Amine grase etoxilaţe-Etoxilaţi de alchilfenol -Metaboliţii etoxilaţilor de alchilfenol sunt

cunoscuţi ca influenţînd reproducerea speciilor acvatice prin distrugerea sistemului endocrin ( vezi si secţiunia 8.1)

-Compuşi aromatici clorinaţi precum triclorobenzenii sau diclorotoulenul ( vehiculanţi)

Caracterizaţi şi printr-o toxicitate mare

-Derivaţi de bifenil ( vehiculanţi) Caracterizaţi şi printr-o toxicitate mare

8.6.2. Agenţi de umectare, de penetrare şi de de –aerare

Acest grup de produse este probabil cel mai dificil de definit în termeni de funcţie tehnică. Agenţii de umectare şi de de-aerare îndeplinesc adesea aceeaşi funcţie: aceea de înlăturare a aerului din ansamblul textil continut de baia de vopsea. Folosirea agenţilor de penetrare este invariabil asociată cu vopsirea firelor cu factor mare de răsucire, în care caz ei îmbunătăţesc transferul vopselei în ansamblul de fire. Se poate spune aşadar că ei sunt, de fapt, agenţi de uniformizare. Toate produsele din această clasă sunt surfactanţi cu o putere foarte mare.

Produsele comerciale cel mai des folosite sunt în principal compuşi uşor bio – eliminabili, precum eterii şi esterii de alcool poliglicol ( de asemenea în amestec cu alcan sulfon) dar pot fi întîlnite şi produse slab degradabile precum aminele etoxilate

8.6.3. Agenţi de dispersare.

Coloranţii de cadă, cu sulf şi de dispersie au deja un conţinut ridicat de agenţi de dispersare în formula lor, ceea ce permite aplicarea acestor coloranţi sub formă de dispersii apoase. Cantităţi adiţionale de dispersanţi sunt adăugate de obicei ( şi pentru alte clase de vopsele) în timpul etapelor ulterioare ale procesului de vopsire pentru a menţine stabilitatea dispersiei pe toată durata procesului de vopsire ( sau de imprimare).

Substanţele folosite în mod obişnuit ca agenţi de dispersare sunt produşi de condensare ai acidului sulfonic de naftalină cu formaldehidă, lignosulfonaţi. Surfactanţii anionici şi neionici (ex. alcooli etoxilaţi, alcooli fosfataţi şi sulfonaţi de naftalină) sunt şi ei utilizaţi.

510

Aspectele legate de mediu ale acestor substanţe sunt menţionate în secţiunea 8.6.1., în timp ce informaţii generale despre surfactanţi mai pot fi găsite în secţiunea 8.1. Agenţii de dispersare cu bioeliminabilitate sporită sunt disponibili acum pentru unele formule de vopsele ( vezi secţiunea 4.6.3.).

8.6.4. Agenţi de uniformizare

Agenţii de uniformizare sunt folosiţi în cadrul proceselor multiple de vopsire pentru îmbunătăţirea distribuţiei uniforme a vopselei în fibră. Ei sunt probabil cea mai importantă clasă de auxiliari de vopsire, întrucît o vopsire semiuniformă, lucioasă, nu are nici o valoare comercială şi este dificil de corectat. Ei sunt utilizaţi pentru tipuri diferite de fibre, de aceea substanţele folosite pot fi diferite. Cu toate acestea, putem identifica două grupuri principale de agenţi de uniformizare: produse care au o afinitate faţă de fibră şi produşi cu afinitate faţă de vopsea. Produsele cu afinitate faţă de fibră concurează cu vopseaua pentru locurile de aşezare a vopselei pe fibră. În acest fel ei reduc rata absorbţiei vopselei şi îşi îmbunătăţesc mobilitatea. În cel de-al doilea grup includem substanţe care formează complexe cu legături slabe cu vopseaua, reducînd mobilitatea acesteia şi, în unele cazuri , neutralizînd atractia electrostatică dintre vopsea şi fibră.

Cele mai obişnuite substante folosite ca agenţi de uniformizare se găsesc mai jos, împărţiţi pe baza fibrei cărora sunt aplicaţi şi pe baza vopselei

Fibra Vopsea Componenţi posibiliFibre celulozice Vopsele de cadă Etoxilaţi de alcool gras

Etoxilaţi de amine graseAmine de poliamidăPolivinilpirrolidonă

Vopsele directe Surfactanţii neionici precum alcooli graşi etoxilaţi, amine grase, acizii graşi, alchilfenolii sau polimerii de oxid de propilen.Surfactanţii anionici precum sulfaţii de alcool gras şi sulfaţii de alchilarilPolivinilpirrolidonă

Lână Vopsele solide, reactive şi cu complex metalic

Amine grase etoxilateCompuşi de amoniu cuaternarAnion bisulfat (HSO4)Alţi surfactanţi neionici precum alcooli graşi etoxilaţi, acizii graşi, alchilfenolul şi mercaptanii graşi pot fi găsiţi în produse specifice

Poliamidă Vopsele acide şi cu complex metalic

Surfactanţii anionici, cationici şi neionici folosiţi pentru lână.Produşi de condensare ai acizilor sulfonici aromatici, sulfaţi de alchil ( cunoscuţi şi ca „ agenţi PA de blocare/rezervare”)

Vopsele de dispersie Surfactanţi neioniciPoliester Vopsele disperse ( în

condiţii HT)Ulei de ricin etoxilat, acid stearic, alchifenoliAmestecuri de alcooli, esteri sau ketoni cu catenă de lungime medie cu sisteme de emulsionare. În trecut se foloseau vehiculanţi periculoşi ca agenţi de uniformizare, dar astăzi nu mai sunt folosiţi în cadrul proceselor de vopsire la temperaturi înalte.

Poliacrilonitril Vopsele de bază Săruri de amoniu cuaternar cu catene laterale la alchil

511

gras C12 – C14 ( cunoscuţi şi ca retardatori)Săruri de amoniu cuaternar cu sisteme inelare aromatice

Tabelul 8.9. Compuşi tipici întîlniţi în agenţii de uniformizare.

În secţiunea 8.6.1. se găsesc diverse opinii referitoare la aspectele de mediu asociate cu folosirea acestor compuşi, iar în secţiunea 8.1. se găsesc informaţii mai generale despre surfactanţi.

8.6.5. Donatori acizi

Aşa numiţii donatori acizi reprezintă o categorie mai sofisticată de produse formulate, concepute pentru a produce schimbări în pH-ul băii de vopsea. Ei sunt esteri acizi hidrolizabili care se rup în timpul vopsirii, micşorând progresiv pH-ul. Schimbarea pH-ului se produce pe măsură ce acidul este eliberat prin hidroliză în timpul încălzirii sau pe măsură ce unul dintre componenţii acizi/bazici este transferat în altă fază, cum ar fi fibra sau aerul, de exemplu eliberarea amoniului în aer împreună cu sulfat de amoniu.

Donatorii acizi sunt foarte mult folosiţi pentru lînă şi/sau fibrele de poliamidă pentru a controla absorbţia vopselei anionice în fibră. Ei mai sunt folosiţi şi pentru amestecurile de bumbac şi poliester cînd vopsirea se face cu vopsele disperse şi reactive prin procedura „ cîte o baie”.

Esterii acizi organici, etoxilaţii de alcool gras şi sulfonaţii aromatici sunt găsiţi de obicei în produsele comerciale. De obicei prezintă o bio – eliminabilitate bună.

8.6.6. Agenţi anti – spumanţi.

Sunt folosite produse formulate concepute pentru a suprima formarea spumei, produse care nu influenţează negativ calitatea vopsirii ca rezultat. Majoritatea sunt pe bază de derivaţi siliconici.

8.6.7. Vehiculanţi.

Acceleratorii de vopsire ( aşa numiţii vehiculanţi) sunt folosiţi în cazul vopsirii în masă a fibrelor sintetice ( mai ales fibrele de poliester), pentru a favoriza absorbţia şi difuziunea vopselelor disperse în fibră în condiţii de temperatură scăzută. Ei sunt importanţi încă pentru vopsirea fibrelor mixte de lînă şi poliester, întrucît lîna nu poate suporta vopsirea la temperaturi ridicate ( peste 100 oC). Formulele de vehiculanţi tipici conţin 60 – 80% substanţă activă şi 10 – 30% emulsificator şi uneori un mic procent de solvent.

Substanţele active tipice pentru accceleratorii de vopsire includ: benzeni halogenaţi ( 1,2 diclorobenzen; 1,2,4 – triclorobenzen; diclorotoulen); hidrocarburi aromatice precum alfa – şi beta – metilnaftalină, difenil, trimetil, benzen etc.; fenoli precum o – fenilfenol, benzilfenol etc.; acid carboxilic şi esterii săi precum metil, buil şi benzil benzoat, metilsalicilat, acid ftalic,

dimetilftalat, dibutilftalat şi dietilhexilftalat; alchil ftalimide precum N-butilftalimidă.

Majoritatea substanţelor menţionate mai sus sunt toxice pentru oameni, organisme acvatice şi nămoluri de de canalizare. Vehiculanţii hidrofobi se dizolvă la aproape 75 – 90% în substrat, în timp ce tipurile hidrofile precum fenolii ( ex..: o – fenilfenol), derivaţii de benzoat, N-alchiftalimidele şi metilnaftalina se găsesc mai ales în apa reziduală. Cu excepţia benzoaţilor ( biodegradabili) şi a derivaţilor N-alchilftalimidei ( biochiminabili), ceilalţi sunt cu toţii slab biodegradabili şi mulţi trec nedegradaţi prin sistemul de tratare a apei reziduale. Pe de altă parte,

512

vehiculanţii care rămîn pe materialul textil ( tipuri de hidrofobe) sunt volatilizaţi parţial în timpul tratamentelor la cald ulterioare ( procesele de uscare sau fixare), conducînd astfel la emisii în aer.

Esterii acidului carboxilic şi derivaţii de alchilftamide sunt substanţele cele mai des folosite astăzi în Europa ca vehiculanţi. Totuşi s-a raportat faptul că unii vehiculanţi precum metilnaftalina, mono-, di-, tri-,clorbenzenul, bifenilul, ortofenil fenolul şi benzil alcoolul sunt încă folosiţi [ 61,L.Bettius, 1999] .

8.7. Auxiliari de imprimare

8.7.1.Auxiliari pentru imprimarea cu vopsea

Agenţi de îngroşare

Agenţii de îngroşare sunt componente esenţiale ale pastelor de imprimare. Ei sunt responsabili cu împiedicarea scurgerilor minore printre firele ţesăturii, care inhibă astfel difuziunea vopselei. Emulsiile cu ulei/apă folosite, în trecut ca agenţi de îngroşare, au fost înlocuite astăzi pe scară largă cu formule similare celor utilizate în cazul scrobelilor pentru urzeli. Componentele standard ale agenţilor de îngroşare moderni includ polizaharide, atît nemodificate cît şi modificate chimic ( ex.: derivaţi din seminţe, produse degradate din amidon, alginaţi) şi polimeri complet sintetici ( în general pe bază de acid poliacrilic). Mulţumită îmbunătăţirilor făcute la caracteristicile materialelor de bază, agenţii de îngroşare sunt furnizaţi astăzi aproape exclusiv în formă solubilă la rece.

8.7.2. Auxiliari pentru imprimarea cu pigmenţi.

Agenţi de îngroşare

Emulsiile de ulei în apă erau frecvent folosite în trecut ca agenţi de îngroşare. Ei conţineau pînă la 70% spirt alb ( un amestec de hidrocarburi alifatice cu catenă C12 – C50), care conducea la emisii de carbon organic volatil în aerul rezidual provenit de la cuptoarele de uscare şi tratare. Pastele de imprimare semi – emulsii ( pe bază de apă) sunt folosite astăzi numai ocazional. Cu toate acestea, agenţii de îngroşare moderni pot conţine încă aproximativ 10% uleiuri minerale, care se găsesc, într-o ultimă fază, în aerul rezidual. Au fost creaţi noi agenţi de îngroşare care nu conţin solvenţi volatili. Ei sunt furnizaţi sub formă de granule care nu lasă praf [ 64, BASF, 1994].

Agenţi de lagătură

Pigmentul nu are nici un fel de afinitate faţă de fibră. De aceea, pentru a acoperi şi a proteja pigmentul împotriva abraziunii mecanice, se adaugă un agent de legătură în pasta de imprimare. Aceşti agenţi sunt în general polimeri ale căror legături încrucişate se fac singure, şi care formează o reţetă în timpul etapei de fixare. Ei sunt furnizaţi sub formă de dispersii polimerice, apoase, bazate în principal pe acrilaţi şi mai rar pe butadien şi acetat de vinil.

Agenţi de fixare

Agenţii de fixare aditionali sunt uneori necesari pentru ridicarea nivelului de siguranţă la umezeală, mai ales în cazul fibrelor netede, precum PES. În acest scop sunt folosiţi condensaţii de melamină - formaldehidă. Pentru a reduce emisiile ulterioare de formaldehidă, acum sunt foarte comuni compuşii modificaţi de acelaţi tip chimic, dar cu un conţinut scăzut de formaldehidă.

513

Plastifianţi

Plastifianţii sunt în general siliconi sau esteri de acid gras, care sunt utilizaţi pentru îmbunătăţirea siguranţei în cazul frecării uscate şi pentru a conferi ţesăturii uşurinţă la manevrare.

Emulsificatori

În cazul pastelor de imprimare cu pigmenţi cu conţinut mare sau mic de solvenţi, emulsificatorii servesc la stabilizarea solventului ( spirt alb). În cazul imprimării cu pigmenţi fără solvenţi pentru a preveni aglomerarea pigmentului, blocarea sitei şi separarea componentelor din pasta de imprimare [ 186, Ullmann s , 2000], surfactanţii neionici precum eterii de aril şi alchilpoliglicol sunt cel mai des folosiţi în acest scop.

8.8. Auxiliari de finisare

8.8.1. Agenţi de finisare pentru întreţinerea uşoară

Aceşti agenţi sunt finisaje chimice care se aplică lînei şi tesăturilor tricotate compuse din bumbac, alte fibre celulozice şi amestecuri ale acestora cu fibre sintetice. Funcţia lor este de a reduce tendinţa ţesăturilor care conţin celuloză de a se încreţi cînd sunt tratate în condiţii umede şi uscate şi de a le stabiliza împotriva micşorării progresive în timpul spălării. Acţiunea lor se bazează pe introducerea legăturilor încrucişate dintre moleculele de celuloză ale bumbacului şi vîscozei, reducăînd astfel umflarea şi extensia fibrei ( ţesătura tinde să revină la starea în care se afla cînd au fost introduse legăturile încrucişate).

Alte denumiri care mai sunt folosite de obicei pentru aceşti agenţi sunt: finisaje răsinoase, finisaje „ spală şi îmbracă”, fără călcare , rezistent la cute, etc.

Formulele pentru soluţiile de finisaje răsinoase sunt în general soluţii sau dispersii apoase care constau dintr-un agent cu legături încrucişate, un catalizator, un agent de umectare/emulsificator ( în general un surfactant neionic) şi un număr de aditivi.

Între aditivi se face distincţia dintrei cei care sunt folosiţi pentru îmbunătăţirea manevrării şi pentru a compensa efectele adverse ale agentului cu legături încrucişate, şi alţi aditivi care servesc la împărţirea proprietăţilor funcţionale adiţionale cu bunul textil final ( ex.: respingători de apă, agenţi hidrofilizanţi etc.). Numai primul grup de aditivi este tratat în această secţiune, în timp ce ceilalţi, fiind mai puţin specifici pentru acest tratament de finisare, sunt descrişi în alte părţi ale acestei Anexe.

Agenţi cu legături încrucişate

Aceşti agenţi joacă un rol important în cadrul tratamentului de finisare: ei sunt şi componentele majore în formulă ( ei reprezintă 60 – 70% din produsul final preparat).

Din punct de vedere chimic există trei grupe distincte: agenţi cu legături încrucişate bazaţi pe melanină şi formaldehidă; agenţi cu legături încrucişate bazaţi pe uree şi formaldehidă; agenţi cu legături heterociclice bazaţi pe uree, formaldehidă şi diverse substanţe precum

diamine şi, în special, glioxal.

Toate aceste produse pot produce ( eventual) emisii de formaldehidă şi metanol libere. Formaldehida este suspectată cu precădere de a fi carcinogenă iar prezenta ei în acesti agenţi de

514

finisare reprezintă un potenţial risc nu numai pentru apa reziduală şi aerul eliminat, dar şi pentru locul de muncă şi pentru beneficiarul final al produsului textil.

Fabricaţii s-au străduit foarte mult să producă agenţi cu legătură încrucişată cu un conţinut scăzut sau foarte scăzut de formaldehidă liberă şi există şi un compus disponibil pe piaţă, care este fără formaldehidă.

Agenţii cu legături încrucişate existenţi pot fi clasificaţi aşadar mai bine astfel: bogaţi în formaldehidă; săraci şi foarte săraci în formaldehidă; fără formaldehidă.

Primul grup include compuşi ( aşa numiţi agenţi „care realizează singuri legăturile încrucişate”) precum (HOCH2-NH-CO-NH-CH2CH) hidroximetil uree şi (CH3OCH2-NH-CO-NH-CH2OCH3) bis ( metoximetil) uree sau derivaţii de melamină corespondenţi [ hidroximetil melamină şi bis ( metoximetil) melamină].

Nivelele scăzut şi foarte scăzut de formaldehidă liberă pot fi atinse cu ajutorul compuşilor heterociclici ( aşa numiţii agenţi „ reactivi cu legături încrucişate”) care se bazează în principal pe derivaţii moleculei mai bine cunoscută cu bis (hidroximetil)-dilidroximetilen uree ( vezi figura de mai jos).

Derivaţii modificaţi ai acestui compus cu metanol şi dietilenglicol sunt printre cei cunoscuţi ca avînd conţinut foarte scăzut de formaldehidă liberă în produs( <0,5%, dar şi < 0,1% se poate obţine pentru unele produse).

Dintre agenţii cu legături încrucişate fără formaldehidă numai compuşii bazaţi pe dimetil uree şi glioxal ( vezi figura de mai jos) au reuşit să cîştige o mică parte din piaţă [ 36, BASF, 2000]. În lipsa altor surse de formaldehidă, precum agenţii de fixare şi conservanţii, finisajele obţinute folosind aceşti agenţi cu legături încrucişate sunt fără formaldehidă.

Emisiile de formaldehidă, metanol şi alte substanţe organice volatile în aerul eliminat ( de pe urma operaţiunilor de tratare şi uscare) şi la locul de muncă ( în special în cazul răşinilor de melamină) reprezintă principala problemă de mediu în aplicarea acestor agenţi.

Poluarea apei este şi aceasta o problemă întrucît aceste substanţe active ( derivaţii din etilen uree şi melamină), atunci cînd se prezintă sub forma cu legături încrucişate, sunt solubile în apă şi în general greu biodegradabil. Această problemă se limitează, totuşi, la lichidele reziduale, care, ca

515

regulă de bază, nu trebuie să fie eliminate odată cu ceilalţi efluenţi pentru a se evita contaminarea cu aceste lichide concentrate.

Catalizatori

Funcţia catalizatorului în formula de finisare răşinoasă este de a permite ca reacţia de tratare să fie efectuată la temperaturile ( 130 – 180oC) şi momentele obişnuite.

Cel mai des folosit catalizator este clorura de magneziu. În multe cazuri se folosesc amestecurile de lichide, bazate pe clorură de magneziu şi acizi organici ( ex.: acizi alfa – hidroxicarboxilici) sau acizi Lewis anorganici.

Sărurile de amoniu ( ex. clorură , sulfat şi nitrat) folosite de obicei în trecut, în special cu agenţi cu legături încrucişate bazaţi pe uree şi formaldehidă sau melamină, sunt astăzi în declin, urmînd declinul corespunzător în importanţa acestor agenţi cu legături încrucişate.

Aditivi ( balsamuri, agenţi de întărire, etc.)

Aşa cum s-a spus mai sus, formulele de întreţinere uşoară conţin diverşi aditivi. Atenţia noastră s-a oprit aici doar asupra următorilor:

produse care sunt adăugate la formulele pentru întreţinere uşoară pentru a compensa reducerea moliciunii, rezistenţa la rupere şi rezistenţa la abraziune care se produce în fibră ca efect secundar a reacţiilor de legare încrucişate ( conţinutul lor în cadrul formulelor pentru întreţinere uşoară este în general între 10 şi 40%): acestea pot fi dispersii de poliacrilaţi, polihiloxani, ceară de polietilen ( polietileni parţial oxidaţi), poliuretani.

Produse care sunt adăugate ca balsamuri pentru a îmbunătăţi manevrarea ţesăturii: produse de condensare din acid gras ( balsamuri cationice) reprezintă grupul cel mai important. Ei pot fi furnizaţi şi ca amestecuri emulsionate cu alte produse ( ex.: ceară de polietilen).

Produse folosite ca întăritori, aditivi manuali: aceştia pot fi dispersii de acetat de polivinil, derivaţi din poliacrilat.

Aceste substanţe sunt responsabile pentru emisiile de VOC-uri în aerul eliminat provenit de pe urma operaţiunilor de tratare şi uscare.

Proasta biodegradabilitate a dispersiilor polimerice mai sus menţionate trebuie să fie şi ea luată în calcul cînd se analizează poluarea apei.

8.8.2 Biocide

Cîteva biocide folosite în mod normal sunt cele aplicate în sectorul covoarelor pentru a împărtăşi protecţia pe termen lung a fibrei de lînă împotriva unor dăunători pentru textile. Aceşti auxiliari sunt cunoscuţi de obicei sub numele de agenţi contra moliilor.

Agenţii contra moliilor cel mai des folosiţi sunt formaţi din următoarele ingrediente active: permetrin ( piretroid sintetic); ciflutrin ( piretroid sintetic); sulcofuron ( derivat din difeniluree halogenată).

Formulele pe bază de permetrin deţin cca 90% din piaţă. Produsele pe bază de ciflutrin sunt disponibile numai în Marea Britanie, în timp ce produsele pe bază de sulcofuron nu sunt folosite astăzi într-o cantitate semnificativă.

516

Se ştie că perimetrinul şi piretroidele sintetice sunt puţin toxice pentru oameni, dar foarte toxice pentru speciile acvatice. Derivaţii din defenil uree pot dovedi o toxicitate acvatică mai scăzută, dar, în unele cazuri, sunt mai puţin biodegradabile [ 11, US, EPA, 1995].

In industria textilă se folosesc şi alte tipuri de biocide, mai ales ca finisaje antimicrobiene (ex.: materialele textile pentru spitale) sau ca reprimanţi de miros pentru şosete şi ciorapi de damă. Substanţele active folosite în acest scop sunt, cel mai adesea [ 77, EURATEX, 2000]:

compuşi organici de zinc; compuşi organici de cositor; compuşi organici de diclorfenil ( ester); derivaţi din benzimidazol; triclosan; izotiazollinone ( cel mai des folosite astăzi).

Toate biocidele creează probleme de mediu cînd sunt eliberate în apa reziduală, din cauza toxicităţii pentru flora şi fauna acvatică.

8.8.3 Agenţi antistaticiAceastă secţiune se concentrează pe agenţii antistatici care sunt aplicaţi ca finisaje funcţionale la materialele textile selecţionate pentru a fi utilizate în medii sensibile din punct de vedere static. Ei sunt folosiţi de obicei în sectorul covoarelor.

Din punct de vedere chimic, produşii sunt de obicei pe bază de: compuşi cuaternari de amoniu derivaţi de esteri ai acidului fosforic

Compuşii cuaternari de amoniu prezintă un înalt grad de toxicitate pentru mediul acvatic. Mai mult, deversarea acestor substanţe în apele reziduale poate duce la creştera nivelului de AOX (halogeni organici absorbabili) datorită unei cuaternizări incomplete (epiclorhidrina şi clormetanul sunt adesea folosite ca reactivi iniţiali).Alchilfosfaţii şi alcheterofosfaţii folosiţi ca agenţi antistatici sunt solubili în apă, substanţe greu de inactivat, care pot trece nealterate prin sistemele obişnuite de evacuare al apelor reziduale. Cu toate acestea, folosirea esterilor de acid fosforic în tratarea antistatică de finisare duce la nivele de emisii neglijabile dacă le comparăm cu alte potenţiale surse ale acestui poluant. Conform [77, EURATEX, 2000], gradul de impurificare atins în timpul tratării prealabile si care poate fi atribuit antistaticilor din agenţii de preparare este de peste 100 de ori mai mare decât cantitatea de antistatici devărsaţi în apele reziduale în urma tratării de finisare. Pe de altă parte, în ceea ce privesc emisiile de aer, folosirea antistaticilor fosforici pe bază de ester poate duce la eliberarea de alcooli nereacţionaţi (mai ales n-butanol care este foarte puternic ca miros) şi de acid fosforic (coroziv).

8.8.4 Substanţe ignifuge

Când vorbim despre finisarea cu substanţe ignifuge, este util să facem diferenţa între tratările rezistente şi cele nerezistente. Substanţele ignifuge rezistente reacţionează cu fibra, conferind astfel produsului tratat proprietăţi ignifuge permanante. Nu acelaşi lucru se întâmplă şi cu substanţele ignifuge nerezistente, care, deşi sunt eficiente, se îndepărtează la spălat, fiind astfel potrivite doar pentru ţesăturile care se spală rar sau niciodată sau care pot fi retratate la fiecare spălare. Agenţii ignifugi funcţionează prin diferite mecanisme în funcţie de caracteristicile lor chimice. Cei mai folosiţi agenţi ignifugi în domeniul textil aparţin următoarelor clase de substaţe chimice:

copuşi anorganici

517

compuşi organici halogenaţi compuşi organo-fosforici

Agenţii ignifugi anorganici

Agenţii ignifugi anorganici, folosiţi pentru fibrele celulozice, sunt săruri solubile în apă, cum ar fi de exemplu diamoniu fosfat, aluminiu fosfat, amoniu sulfat, etc. Se aplică ca soluţie apoasă prin pensulare sau pulverizare, urmată de vopsire. Sunt agenţi ignifugi nerezistenţi, ceea ce înseamnă că ei fac ca produsul să fie rezistent la foc până în momentul în care acesta este spălat sau expus la apă. Alte tipuri de substanţe ignifuge sunt utilizate în industria covoarelor de lână. Deşi se consideră că lâna este în general rezistentă la foc, introducerea unor standarde stricte privind inflamabilitatea pardoselii avioanelor şi a clădirilor publice, necesită folosirea în anumite cazuri a substanţelor ignifuge. Sărurile de zirconiu şi de titan au fost create pentru a întâmpina nevoile acestei pieţi specializate. Sărurile de zirconiu, denumite în general " tratamente Zirpro " sunt cele mai utilizate (hexafluorzirconat de potasiu). Ele nu duc la o poluare semnificativă a apei. Totuşi, emisiile de zirconiu - şi compuşii care conţin fluorină împreună cu nivelul crescut de consum al apei (în tehnica convenţională IWS sunt necesare patru băi de clătire) ar trebui luate în considerare [281, Belgia, 2002].Hidroxidul de aluminiu (Al2O33H2O) este o altă substanţă ignifugă foarte folosită în industria covoarelor. Se adaugă în general la "tratarea cu spumă" a covorului, înlocuind parţial CaCO3 (compus inactiv). Hidroxidul de aluminiu începe să se descompună la 180-2000 C, conversia în oxid de aluminiu având loc într-o reacţie endotermică. Tratările cu hidroxid de aluminiu nu reprezintă un pericol semnificativ pentru mediu.

Agenţii ignifugi halogenaţiSubstanţele ignifuge halogenate reacţionează în stare de gaz prin inhibiţia radicalilor liberi. Radicalii liberi de hidrogen şi de hidroxil formaţi în urma procesului de combustie sunt bogaţi în energie şi determină reacţii radicalice în lanţ, puternic exotermice (cu propagare de flacără). Substanţele ignifuge halogenate pot întrerupe această reacţie radicalică. Halogenul dezactivează radicalul liber în stare de vapori conform reacţiei (1):

(1) HX+OH* = H2O+X* (radicalul X* are o energie redusă)

Eficienţa substanţelor ignifuge pe bază de halogen creşte în următoarea ordine: F<Cl<Br<I. Cu toate acestea, doar compuşii bromuraţi sunt folosiţi în practică. Substanţele ignifuge fluorhidrice şi iodhidrice nu sunt folosite pentru că nici una dintre ele nu interferă cu procesul de combustie la momentul potrivit (legătura dintre atomii de hidrogen si de carbon este prea puternică pentru compuşii fluorhidrici şi prea slabă pentru cei iodhidrici). Compuşii bromuraţi sunt cei mai eficienţi. Bromura poate fi legată alifatic sau aromatic; derivaţii aromatici sunt larg folosiţi datorită marii lor stabilităţi din punct de vedere termic. Substanţele ignifuge clorinate includ compuşi alifatici şi cicloalifatici clorinaţi. Ele sunt mai ieftine decât cele brominate, dar este nevoie de o mai mare cantitate de substanţă activă pentru a obţine un efect identic. Compuşii clorinaţi sunt mai puţin stabili din punct de vedere termic şi mult mai corozivi pentru echipament decât cei brominaţi. Compuşii în care trioxidul de antimoniu (Sb2O3) este folosit împreună cu halogenii reprezintă o altă grupă de substanţe ignifuge pe bază de halogeni. Trioxidul de antimoniu este aproape în totalitate ineficient daca este folosit singur. Totuşi, el are un bun efect sinergic împreună cu halogenii, în special cu clorura şi bromura. Trioxidul de antimoniu se comportă ca un separator radicalic şi formează împreună cu HBr un fum alb şi gros (SbBr3) care înnăbuşă flacăra prin eliminarea oxigenului [303, Ullman's, 2001]. Decabromodifenilul de eter, hexabromociclodecanul şi cloroparafinele sunt folosite de obicei ca agenţi sinergici.

518

Substanţele ignifuge halogenate fac în ultimii ani obiectul unei cercetări amănunţite din partea protecţiei mediului. Proprietăţile şi efectele lor asupra mediului variază în funcţie de diferitele tipuri de substanţe chimice folosite.

Substanţele ignifuge polibromurate sunt formate din următorii compuşi: eterii difenilici polibromuraţi (PBDE, care mai este denumit şi PBBE)

▪ eterul de pentabromodifenil (penta-BDE)▪ eterul de octabromodifenil (octa-BDE)▪ eterul de decabromodifenil (deca-BDE)

difenili polibromuraţi (PBB)▪ decabromodifenil

tetrabromobisfenol A (TBBA)

Substanţele ignifuge polibromurate folosite pentru aplicaţii în textile sunt în marea lor majoritate eteri de difenil. Disponibili pe piaţă, compuşii din categoria PBDE sunt nişte combinaţii şi conţin molecule cu un număr diferit de atomi de bromură. De exemplu, categoria eter de octabromodifenil conţine penta-BDE în concentraţii scăzute şi hepta-BDE.Penta-BDE este o substanţă persistentă capabilă să biocumuleze. Evaluarea riscurilor, efectuată conform Reglementărilor Consiliului (EEC - Consiliul Economic European) 793/93 şi privind estimarea şi controlul riscurilor substanţelor existente, a identificat necesitatea unor măsuri speciale pentru reducerea riscurilor pe care penta-BDE le poate avea asupra mediului. În urma evaluării acestor riscuri, există deja un acord la nivelul UE privind interzicerea compuşilor penta-BDE, confirmat de includerea acestei substanţe chimice printre "Substanţele cu un Grad Ridicat de Toxicitate" ce fac obiectul unor acţiuni prioritare de reglementare iniţiate de Comisia de Supraveghere a Apelor 2000/60/EC.Din câte se ştie, penta-BDE nu este folosit în industria textilă. Există suspiciuni că deca-BDE, principalul PBDE în aplicaţiile din domeniul textil şi octa-BDE ar putea să se descompună în penta-BDE şi tetra-BDE după eliberarea în mediu înconjurător. Această teorie face obiectul proiectului UE de evaluare a riscurilor şi al Grupurilor de Lucru OSPAR. În urma concluziilor evaluării oficiale de către UE a riscurilor acestor compuşi, se are în vedere interzicerea lor. Deca-BDE ar trebui să fie interzis începând cu data de 1 ianuarie [299, Environment Daily 1054, 2001]. Ca aplicare a acestui principiu de precauţie, la nivelul Statelor Membre, ţări precum Suedia, Olanda, Norvegia discută deja implementarea unor restricţii importante la nivelul pieţii.Cât despre substanţele ignifuge clorinate, parafinele clorinate cu lanţ scurt (SCCP C10-13) şi cu lanţ mediu (MCCP C14-17) au făcut obiectul unei evaluări a riscurilor conform reglementărilor Consiliului 793/93/CEE. SCCP şi MCCP prezintă un grad ridicat de toxicitate pentru mediul acvatic. În ceea ce priveşte SCCP se observă o toxicitate pe termen lung la alge, peşti şi midii. Parafinele clorinate cu lanţ mediu sunt toxice pentru Daphnia, în timp ce în experimentele efectuate pe peşti, alte nevertebrate sau alge, nu s-a observat nici o toxicitate. În cazul ambelor clase de compuşi, efectele hormonale constatate la animale se consideră a nu fi relevante pentru oameni [301, CIA, 2002]. Nu s-au făcut studii asupra parafinelor clorinate cu lanţ lung.Cloroparafinele cu lanţ scurt (C10-13) au fost identificate ca fiind " Substanţele cu un Grad Ridicat de Toxicitate" ce fac obiectul unor acţiuni de reglementare prioritare iniţiate de Comisia de Supraveghere a Apelor 2000/60/EC. Mai mult şi SCCP şi MCCP se află pe Lista Substanţelor pentru Acţiuni Prioritare stabilite de Convenţia OSPAR.Eliberările de substanţe ignifuge halogenate în apele rezidule în urma operaţilor de finisare din industria textilă poate proveni din deversările în exces din băile alcaline, scurgerile de la clătirile de final şi de la spălare.Deca-BDE este puţin solubilă în apă şi ar trebui să fie reţinută în cantitate mare de gudroanele din sistemul de tratare al apelor reziduale. Parafinele clorinate pot fi de asemenea bioeliminabile prin absorbţie pe gudron (au fost raportate eliminări de 93% din apă, în timpul tratării apelor reziduale) [301, CIA, 2002]. Totuşi, din moment ce cantitatea/încărcarea cu substanţe active aplicată pe

519

material este de obicei de ordinul a 20-30% w/w, cantitatea de substanţe ignifuge nereţinute de gudroane şi deci potenţial eliberate în mediul înconjurător poate fi semnificativă. Conceperea şi funcţionarea sistemului ar trebui să evite eliberarea de soluţii concentrate în apele reziduale, să minimizeze pirderile în apele uzate şi să se asigure că absorbţia pe gudroane este eficientă în instalaţiile de tratare a apelor reziduale.Mai mult, o atenţie deosebită ar trebui acordată distrugerii gudroanelor şi reziduurilor solide care conţin aceşti compuşi halogenaţi. Toate substanţele ignifuge halogenate (mai puţin derivaţii alifatici) sunt implicate în formarea de dioxine şi furani atunci când sunt supuse la tratamente la temperaturi înalte. Dioxinele şi furanii se pot forma în cantităţi mici în timpul sintezei acestor compuşi şi ca reacţie secundară atunci când sunt supuşi combustiei/arderii în vederea distrugerii [302, VITO, 2002]. Incinerarea ar trebui deci să se desfăşoare doar în incineratoare adecvat construite şi care funcţionează la capacitate optimă în mod constant.Pentru sistemele de substanţe ignifuge antimono-organo-halogenate larg folosite pe lângă precizările de mai sus legate de compuşii brumuraţi şi clorinaţi trebuie să luăm în considerare şi emisiile de praf de Sb2O3 (carginogenetic) din pastele uscate şi tratamentul mecanic (tăiere, etc.) al ţesăturilor finisate.

Agenţii ignifugi organo-fosforici

Substanţele ignifuge pe bază de fosfor pot fi active în faza de vapori sau în faza condensată. Oxizii de fosfină şi esterii de fosfat se consideră că acţionează în faza de vapori prin formarea de radicali PO*, care inactivează radicalii foarte activi care propagă flacăra (OH* şi H*). Mecanismul de acţiune al stării condensate are loc ca o consecinţă a generării termice a acizilor fosforici din substanţa ignifugă, ex. acidul fosforic sau acidul polifosforic. Aceşti acizi se comportă ca agenţi de deshidratare ai polimerului (ei se descompun în vapori de apă şi oxizi fosforici care reacţionează apoi cu matricea polimerului şi o deshidratează formând din nou acizii fosforici). Efectul ignifug este produs prin alterarea degradării termice a polimerului şi formarea unei cruste cu punct înalt de topire la interfaţa dintre polimer şi sursa de căldură [303, Ullmann's, 2001].Compuşii organo-fosforici folosiţi în aplicaţiile textile în special pentru bumbac sunt disponibile ca sisteme reactive (durabile) şi nereactive (nedurabile).Există două tipuri chimice principale de agenţi ignifugi organo-fosforici reactivi. Ambele sunt sisteme fără halogeni.Unul dintre tipuri (siteme reactive pe bază de fibre) este larg comercializat sub marca Pyrovatex® şi Spolapret®. Compusul organo-fosforic este reprezentat de molecula: acid fosfonic, (2-((hidroximetil)carbamil) etil)-dimetil ester.Substanţa ignifugă se aplică pe bumbac prin tehnica de coacere pe suport uscat în combinaţie cu o răşină melaminică, un emolient pentru ţesătură şi un acid fosforic. După pensulare, ţesătura se usucă şi se tratează termic pentru a se ajunge la fixare. În tratare nu se utilizează deloc amoniacul. Datorită prezenţei răşinilor melaminice ca agenţi reticulari, formaldehida şi metanolul sunt degajate sub formă de gaze reziduale (emisiile sunt risipite de obicei cu ajutorul epuratoarelor de gaze). După procesul de tratare, ţesătura este spălată, rezultând câţiva reactivi reziduali ce conţin fosfor şi care sunt eliminaţi în apele reziduale. Aceşti compuşi nu sunt direct biodegradabili şi solubili în apă (nu sunt bioeliminaţi prin absorbţia în gudron). Conform unui studiu, acest produs nu este toxic sau dăunător organismelor acvatice şi nu prezintă riscul de bioacumulare [301, CIA, 2002]. Un alt studiu ajunge la concluzia că se cunoaşte prea puţin despre toxicologia acestui compus pentru a face o evaluare a riscului său asupra sănătăţii. Acelaşi studiu afirmă că nu s-au înregistrat cazuri de toxicitate a mediului şi de moarte [304, Danish EPA, Lokke et al.,1999].Substanţele reziduale rezultate în urma finisării şi apa de clătire care conţine substanţe ignifuge organo-fosforice de acest tip ar trebui colectate şi nu amestecate cu alte ape uzate în sistemele de tratare a apelor reziduale [200, Sweden, 2001].În cazul celuilalt tip de substanţă ignifugă organo-fosforică (sisteme autoreactive), ţesătura este impregnată cu sare de fosfoniu şi precondensaţi de uree. Următoarea etapă în procesul de uscare nu

520

necesită uscarea completă. Temperaturile de procesare sunt prin urmare scăzute (între 60 şi 1000C). După uscare, ţesătura se tratează cu amoniac pentru a produce un polimer insolubil în fibre. Ţesătura este oxidată apoi cu peroxid de hidrogen şi spălată. În acest proces nu există altă tratare decât cea cu amoniac.Nivelele de formaldehidă care se degajă în timpul uscării se înscriu în limitele OEL privind expunerea muncitorilor într-un interval de opt ore şi limitele maxime de concentraţie în timpul unei perioade de referinţă de un sfert de oră [301, CIA, 2002]. Potrivit aceluiaşi studiu, limitele stabilite pentru emisiile atmosferice de formaldehide (20 mg/m3) sunt atinse în majoritatea punctelor de finisare fără a fi necesară instalarea unui epurator de gaze. Metanolul nu este prezent deloc în emisii iar răşinile melaminice sau agenţii reticulari nu sunt folosiţi în acest proces. S-a arătat că sarea de fosfoniu şi precondensaţii de uree au nivele de fixare de 95% şi chiar mai mult [301, CIA, 2002]. Totuşi, din moment ce spălarea trebuie să se facă cu aceste substanţe ignifuge, pentru a îndepărta agenţii nereacţionaţi şi produşii secundari, anumiţi compuşi reziduali organo-fosforici ajung în sistemele de tratare a apelor reziduale. Aceşti compuşi nu sunt direct biodegradabili şi datorită solubilităţii lor în apă pot trece nealteraţi prin sistemul de tratare al apelor reziduale. Soluţiile de pensulare concentrate şi apa de clătire care conţine substanţe ignifuge organo-fosfatice de acest tip ar trebui să fie colectate şi nu deversate împreună cu alte ape uzate în sistemele de tratare a apelor reziduale [200, Sweden, 2001]. Potrivit producătorilor de substanţe ignifuge, compuşii fosforici ce rezultă din aceste tratări nu au capacitatea de bioacumulare. S-a afirmat de asemenea că apa reziduală poate fi transformată într-una anorganică din punct de vedere fosforic [301, CIA, 2002]. În acest fel, fosforul poate fi îndepărtat sub formă de fosfat, ceea ce ar duce la evitarea eliberării de compuşi organo-fosforici în mediul înconjurător. Substanţele ignifuge organo-fosforice nedurabile nu reacţionează cu fibra. S-a constatat că anumite substanţe eliberază compuşi organici volatili, cum ar fi glicoli, alcooli, glicoeteri sau părţi ale substanţelor active [77, EURATEX, 2000]. Această informaţie este contrazisă de fabricanţii de substanţe ignifuge aparţinând EFRA şi CIA, care afirmă că substanţele ignifuge nedurabile din această clasificare chimică realizată de companiile membre ale EFRA şi CIA nu eliberează nici unul dintre compuşii menţionaţi mai sus [301, CIA, 2002].Deoarece articolele tratate cu substanţe ignifuge organo-fosforice nedurabile nu sunt spălate după procesul de finisare (si cum produsul final este spălat foarte rar), acest lucru duce la minimizarea oricărei eliberări de substanţe ce conţin fosfor în apele reziduale [301, CIA, 2002].

8.8.5 Agenţii hidrofobi/oleofobi

Cele mai folosite compoziţii comerciale se împart în următoarele categorii: substanţele impermeabile pe bază de ceară (formule pe bază de sare metalică de

parafină) substanţele impermeabile pe bază de răşină (răşini melaminice modificate grase) substanţele impermeabile pe bază de silicon substanţele impermeabile fluorochimice.

Substanţele impermeabile pe bază de ceară

Acestea constau din ca. 25% parafină şi 5 + 10% zirconiu, săruri pe bază de aluminiu. Se folosesc de regulă în cazul fibrelor naturale şi sintetice, prin pensulare şi uscare fără tratare. Eliminarea soluţiilor reziduale duce la emisii de metale. Concentraţiile pot fi ridicate în anumite cazuri. Totuşi, la nivel global, cantităţile eliminate pot fi considerate ca fiind neglijabile, în comparaţie cu emisiile de metale rezultate în urma vopsirii şi a imprimării.

521

În plus, metale precum Zr şi Al nu ar trebui confundate cu alte metale mult mai periculoase, cum ar fi Cu, Ni, Co, Cr folosite în procesele de vopsire (de observat că Zr este folosit şi în "precesul Zipro" în industria covoarelor - vezi Secţiunea 8.8.4)În ceea ce priveşte emisiile de aer, prezenţa cerurilor de parafină poate duce la producerea de fum şi la nivele ridicate de carbon organic volatil în timpul tratamentelor termice. Substanţele impermeabile pe bază de răşină

Substanţele impermeabile pe bază de răşină (care mai sunt denumite şi "diluanţi") sunt produse prin condensarea compuşilor graşi (acizi, alcooli sau amine) cu melamine metiolate. Ele au adesea în compoziţie ceară de parafină. Se aplică prin tratamentul pe suport uscat, adesea împreună cu agenţi reticulari în prezenţa unui catalizator. În funcţie de gradul de completitudine al reacţiei de reticulare şi de temperatura folosită în tratamentele termice, în aerul evacuat se află nivele diferite de alcooli formaldehidici şi alifatici. Prezenţa cerii de parafină duce la creşterea nivelului de carbon organic volatil din emisii.

Substanţele impermeabile pe bază de silicon

Aceşti produşi sunt furnizaţi de obicei sub formă de emulsii apoase de substanţe pe bază polisiloxani activi (dimetilpolisiloxan şi derivaţi modificaţi), emulsifianţi, agenţi hidrotopici (glicoli) şi apă. În cazul polisiloxanilor modificaţi cu grupări funcţionale reactive şi în funcţie de condiţiile de uscare şi de tratare, dimetilsiloxani ciclici pot fi eliberaţi în aerul evacuat.

Substanţele impermeabile fluorochimice

Succesul acestor agenţi, în ciuda preţului lor ridicat comparativ cu alte tipuri de substanţe impermeabile la apă, se datorează în special faptului că ele sunt permanente şi că asigură rezistenţa deopotrivă la apă şi la ulei.

Agenţii impermeabili fluorochimici sunt în marea lor majoritate copolimeri ai fluoroalchil acrilaţilor şi metacrilaţilor. Formulele comercializate conţin agentul activ împreună cu emulsifianţi (alcooli şi acizi graşi etoxilaţi, dar şi amine şi alchilfenoli graşi) şi alţi produşi derivaţi care sunt adesea solvenţi cum ar fi:

esteri ai acidului acetic (ex. butil/etil acetat) cetone (ex. metiletil cetonă şi metilisobutil cetonă) dioli (ex. etandiol şi propandiol) glicoleteri (ex. dipropilenglicol)

Substanţele impermeabile fluorochimice se aplică de abicei în combinaţie cu alte substanţe auxiliare de finisare prin tratamentul pe suport uscat. În multe cazuri se aplică cu ajutorul unor solvenţi care pot fi la rândul lor substanţe impermeabile (ex. răşinile impermeabile melaminice sau poliisocianaţii). Folosirea acestor solvenţi permite o reducere a cantităţii de substanţe fluorochimice necesare, ce corespunde şi unei reduceri a costurilor pentru aceste tratamente.

Tratamentele de finisare cu substanţe impermeabile fluorochimice produc emisii de compuşi organici volatili în aerul evacuat. Aceste emisii se datorează:

solvenţilor din formule (în ceea ce priveşte cetonele, esterii, alcoolii, diolii) solvenţii care, la temperaturi ridicate, dau naştere la produşi derivaţi de cracare, cum

ar fi alcoolii şi cetonele, dar şi oxime şi mai ales butanoxima (care este carcinogenă) componentele organo-fluorice care eliberează şi ele produşi derivaţi fluor-organici de

cracare.

522

În ceea ce priveşte poluarea apei, trebuie să se ia în considerare că polisiloxanii, melamina, răşinile de fluorocarbon sunt toate greu biodegradabile şi bioeliminabile.

8.8.6 Emolienţii

Această grupă de substanţe chimice este concepută pentru a modifica aspectul ţesăturii la palpare. Emolienţii reduc frecările dintre fibre, efect pe care palparea manuală îl percepe ca fiind "moale şi mătăsos". Adesea emolienţii sunt folosiţi împreună cu emulsii sau dispersii de materiale active insolubile în apă, cum ar fi:

surfactanţi neionici surfactanţi cationici ceară de parafină şi polietilenă siliconi modificaţi organic

De notat că ftalaţii sunt plastificatori, de ex. PVC, dar niciodată emolienţi textili [195, Germany, 20014].Producerea ingredientelor menţionate mai sus cere adesea folosirea de aditivi cum ar fi emulsificatori sau compatibilizatori (ex. glicoli). Emulsificatorii APEO care puneau probleme nu mai sunt folosiţi de către producătorii europeni. Cât despre emolienţii de tip surfactant, tendinţa este de a folosi cu precădere compuşi neionici şi cationici. Emolienţii neionici nu acţionează direct asupra fibrei, şi ies la fel de uşor la spălat ca şi cei cationici. În ciuda acestui lucru, folosirea lor creşte deoarece creşte şi producţia de textile mai durabile şi cu rezistenţă la şifonare. Surfactanţii cum ar fi acizii graşi, esterii graşi şi amidele grase aparţin acestei grupe. Datorită acţiunii lor, emolienţii cationici produc un efect mai durabil de emoliere decât compuşii neionici. Mai mult, ei sunt eficienţi într-o concentraţie mai mică. Efectul lor asupra fibrelor sintetice hidrofobe este limitat, crescând în ordinea: poliester, poliamidă, acetat, bumbac, vâscoză şi lână. Un dezavantaj al agenţilor cationici este reprezentat de lipsa compatibilităţii cu compuşii anionici folosiţi de obicei ca detergenţi şi săpunuri, etc. Sub această formă emolienţii cationici se aplică după înlăturarea totală a detergenţilor anionici din ţesătură [298, Dyechem Pharma, 2001].Substanţele cationice folosite ca emolienţi sunt [298, Dyechem Pharma, 2001]:

compuşii cuaternari de amoniu ca de exemplu searil sau distearil clorura de dimetil amoniu

amido aminele formate prin reacţia unui acid gras sau a unei gliceride cu o poliamidă sustituită sau nesubstituită cu lanţ scurt (ex. dietilen triamină, N,N-dietil etilendiamină). Amida astfel formată este cuaternizată cu acid acetic sau acid hidrocloric pentru da emolientul cationc (folosit în special pentru lâna clorinată)

imidazolinele care pot fi acetilate sau reacţionate cu oxid de etilenă.

Emulsiile pe bază de ceară de polietilenă sunt mult folosite pentru prosoape mai degrabă decât pentru îmbrăcăminte. Printre avantaje e important să menţionăm compatibilitatea lor cu emolienţii cationici, neionici şi anionici [298, Dyechem Pharma, 2001].

Importanţa emolienţilor pe bază de silicon folosiţi ca emulsii sau aditivi pentru alţi emolienţi este în creştere. Ei sunt eficienţi şi pe lângă emoliere conferă ţesăturii proprietăţi adiţionale cum ar fi impermeabilitatea la apă.

Emolienţii sunt de obicei aplicaţi forţat (pensulare, pulverizare) sub formă de soluţii relativ concentrate, aplicare care transferă toată substanţa pe ţesătură [195, Germany, 2001].

În prelucrarea în serie emolienţii sunt adesea aplicaţi prin evacuare din băi diluate cu dispozitive de tipul duzelor, căzilor de vopsire. Aici rata de evacuare este importantă pentru încărcarea apelor reziduale din punct de vedere ecologic. Tehnologia dispozitivelor cu cantităţi

523

foarte mici de substanţă şi o compoziţie optimă a produşilor conduc la pierderi minime de substanţe active [195, Germany, 2001].

Dacă emolienţii pătrund în apele reziduale trebuie să avem în vedere comporatamentul lor în timpul tratamentului biologic al apelor reziduale.

Derivaţii graşi sunt în general uşor biodegradabili. Emolienţii cationici sunt cunoscuţi a fi toxici pentru mediul acvatic. Siliconii şi cerurile sunt îndepărtate parţial din apele reziduale prin absorbţia pe gudron, după ce emusificatorii stabilizatori au fost descompuşi.

Cum ingredienţii activi ai produşilor emolienţi sunt substanţe chimice cu o mare greutate moleculară (chiar şi polimerii), volatilitatea lor este scăzută. Produşii derivaţi de silicon volatili (ciclici) sunt îndepărtaţi înainte de producţia emolientului. Anumite ceruri sau ingredienţi graşi pot avea totuşi o anumită sensibilitate la cracare, dacă temperaturile sunt prea ridicate [195, Germany, 2001].

8.9 Compuşii de protecţie şi substanţele auxiliare

Conform compoziţiei lor chimice agenţii de protecţie se pot clasifica după cum urmează [179, UBA,2001].

Pulberi de protecţie

Ele pot fi pe bază de poliolefine (în special polietilenă), poliamidă 6, poliamidă 6.6, copoliamide, poliester, poliuretan, policlorură de vinil, politetrafluoroetilenă.

Paste de protecţie

Au la bază acelaşi substanţe chimice de mai sus, dar conţin, deasemenea, aditivi cum ar fi: agenţi dispersare (surfactanţi, adesea alchilfenoletoxilaţi) agenţi solubilizatori (glicoli, N-metilpirolidon, hidrocarboni) agenţi de spumare (uleiuri minerale, acizi graşi, săruri acide de amoniu grase) emolienţi (în special ftalaţi, sulfonamide) substanţe aglutinante (poliacrilaţi) amoniac

Dispersii polimerice (compoziţii apoase)

Conţin aproximativ 50% apă şi sunt formate din: poli(meta)acrilat(butil, etil, metil, etc.) acid poliacrilic poliacrilonitril poliacriloamidă 1,3-polibutadienă polistiren poliuretan policlorură de vinil poliacetat de vinil şi copolimeri ai polimerilor menţionaţi mai sus.

Aditivii sunt de asemena prezenţi ca şi în pastele de protecţie.

Răşinile melaminice

524

Sunt produse prin reacţia melaminei cu formaldehida, urmată de esterificare în special cu metanol în mediu apos (conţinutul de apă este de 50-70%).

Dispersiile polimerice (compoziţii organice pe bază de solvenţi)

Sunt pe bază de poliuretan şi silicon dispersaţi într-un solvent organic.

9. ANEXA II VOPSELE ŞI PIGMENŢI

Vopselele textile pot fi clasificate în funcţie de compoziţia lor chimică (azo, antrachinonă, sulfuri, trifenilmetan, indigoid, ftalocianină, etc.) sau în funcţie de domeniul lor de aplicaţie. La nivel industrial cea de-a doua metodă este preferată.

9.1 Vopsele acide

Aplicabilitate

Vopselele acide sunt folosite mai ales pentru poliamide (70-75%) şi lână (25-30%). Ele mai sunt folosite pentru mătase şi anumite fibre acrilice modificate. Vopselele acide manifestă o afinitate redusă pentru celuloză şi fibrele de poliester.

Proprietăţi

Culorile sunt în general strălucitoare şi rezistente la lumină iar rezistenţa la spălare variază de la slabă la excelentă, în funcţie de structura chimică a vopselei.

Caractersiticile chimice şi condiţiile generale de aplicare

Vopselele acide sunt azo (cea mai mare grupă), antrachinonă, trifenilmetan, sisteme cromofore pe bază de cupru-ftalocianină care devin solubile în apă prin introducerea în moleculă de până la patru grupări sulfonate.

525

42640 - C.I. violet acid 49Vopsea pe bază de trifenilmetan

13390 - C.I. albastru acid 92Vopsea pe bază de azo

63010 - C.I. albastru acid 45Vopsea pe bază de antrachinonă

74220 - C.I. albastru acid 249Vopsea pe bază de ftalocianină

45186 - C.I. violet acid 30Vopsea pe bază de xantenă

10316 - C.I. galben acid 1Vopsea pe bază de nitroderivaţi

Fig. 9.1 - Exemple de vopsele acideInteracţiunea lor cu fibrele se bazează paţial pe legături ionice între anionii sulfonat şi

grupările de amoniu ale fibrei aşa cum se poate vedea mai jos pentru lână:

526

şi pentru poliamidă în anumite condiţi de pH

Adesea interacţiunea fibră - vopsea se bazează pe legături secundare, cum ar fi forţele Van der Vaals. Se stabilesc legături secundare, în special, în cazul vopselelor cu greutate moleculară mare care formează agregate cu mare afinitate pentru fibră.

În practică vopselele acide se clasifică în funcţie de comportamentul lor la vopsire şi proprietăţile de uscare, mai degrabă decât în funcţie de compoziţia chimică, de unde termenul generic de vopsele acide include anumite clase individuale de vopsele. Clasificarea arbitrară adoptată de obicei, în funcţie de viteza de uscare este:

vopsele de acoperire sau vopsele acide de egalizare vopsele acide rapide, de semi-măcinare sau rezistente la transpiraţie vopsele acide de măcinare vopsele acide de supermăcinare

Vopsele de acoperire sau vopsele acide de egalizare se clasifică în două categorii, monosulfonate (în principal pentru poliamide) şi disulfonate (în principal pentru lână). Datorită afinităţii lor slabe faţă de fibră, au foarte bune proprietăţi de acoperire. Rezistenţa lor la umezeală este totuşi slabă, limitându-le folosirea la nuanţe de intensitate medie şi slabă.

Vopsele acide rapide (care mai sunt cunooscute şi sub denumirea de vopsele de semi-măcinare sau rezistente la transpiraţie) sunt folosite doar pentru poliamide. Sunt în general monosulfonate şi au rezistenţă superioră vopselelor acide de acoperire, menţinându-şi în acelaşi timp unele proprietăţi de migraţie. Gama de nuanţe disponibilă din această categorie nu este la fel de largă ca cea a vopselelor de acoperire şi de măcinare şi deci sunt folosite numai atunci când alternativele ar avea rezistenţă mai redusă.

Vopsele acide de măcinare sunt denumite astfel deoarece au un grad de rezistenţă la tratametele pe bază de apă folosite la măcinarea (împâslirea moderată) a ţesăturilor din lână. Categoria se subdivide mai departe pentru a include voselele de supermăcinare care au rezistenţă bună la umezeală, fapt determinat de lanţurile secundare alchil lungi ataşate la gruparea cromoforă. Datorită greutăţii moleculare mari vopselele de măcinare au o bună afinitate pentru fibră şi nu migrează la firbere. Ele sunt folosite mai ales pentru lână pentru acele aplicări unde e nevoie de o bună rezistenţă la umezeală, de exemplu în vopsirea fibrelor destrămate care vor suporta ulterior tratamente umede în timpul degomării pe scul.

În funcţie de clasa căreia îi aparţin, vopselele acide se aplică în condiţii de pH care variază de la foarte acid spre neutru (3 - 7,5). Pentru vopselele cu afinitate redusă este necesară creşterea nivelului de cationizare a fibrei (prin acidifiere) pentru a îmbunătăţii absorbţia vopselei. Pe de altă

527

parte vopselele cu greutate moleculară mare şi afinitate crescută se vor absorbi prea rapid pe fibră în asemenea condiţii de aciditate crescută.

Cele mai obişnuite substanţe chimice şi aditivi folosiţi în vopsire împreună cu vopselele acide sunt: fosfat de sodiu (pentru vopselele de acoperire şi vopselele acide rapide), acetat de

sodiu şi sulfat de amoniu (pentru vopselele acide de măcinare) regulatori de pH: acid acetic, formic şi sulfuric, dar şi NaOH (de obicei pentru

poliamide în industria covoarelor), săruri de NH3, săruri acide fosforice şi hidroxi(carboxilaţi)

agenţii de acoperire, mai ales compuşii cationici, cum ar fi aminele etoxilate grase.

Cele mai obişnuite substanţe chimice şi aditivi folosiţi în imprimare împreună cu vopselele acide sunt:

agenţi de aglutinare agenţi solubilizatori cum ar fi ureea, tioureea, tiodiglicol, glicerina donori acizi: sulfat de amoniu, tartrat sau oxilat agenţi de reducere a spumării (ex. uleiuri de silicon, esteri organici şi anorganici) şi

"uleri de imprimare" (mai ales uleiurile minerale) agenţi de completare a tratamentului cum ar fi condensate de formaldehidă cu acizi

sulfonici aromatici

Aspecte legate de mediul înconjurător

Proprietăţile referitoare la mediul înconjurător ale vopselelor acide sunt evaluate în funcţie de următorii parametri.

parametri de interes comentariiBioeliminabilitate

Halogeni organic (AOX)

Ecotoxicitate

Vopselel acide nu sunt în general toxice. Totuşi, două vopsele (portocaliu acid 156 şi portocaliu acid 165) au fost clasificate ca toxice de către

ETAD

Violet acid 17 (vopsea pe bază de trifenil metan) are un efect alergic

Metalele greleAminele aromatice

Colorantul nefixat

Gradele de fixare la vopsirea industrială se situează între 85-93% pantru vopsele

monosulfonate şi între 85-98% pentru vopselele di- şi tri-sulfonate

Contaminarea apelor uzate cu aditivi din structura

vopselelor

Tabel 9.1: Rezumat al proprietăţilor ecologice ale vopselelor acide

528

De observat totuşi că tabelul următor nu ia în considerare aspecte de mediu legate de substanţele chimice şi de aditivii folosiţi în procesul de vopsire.

9.2 Vopsele bazice (cationice)

Aplicabilitate

Vopselele bazice au fost folosite iniţial pentru vopsirea mătăsii şi a lânii (folosind un mordant), dar prezintă slabe proprietăţi de rezistenţă. Astăzi aceste vopsele sunt aproape exclusiv utilizate pentru fibrele acrilice, fibrele poliamidice modificate şi amestecuri.

Proprietăţi

Pe fibrele acrilice proprietăţile de rezistenţă sunt excelente.

Caracteristici chimice şi condiţii generale de aplicare

Vopselele cationice conţin grupări amino cuaternare care pot fi parte integrantă (mai adesea) sau nu din sistemul conjugat. Uneori un atom de hidrogen sau sulf încărcat se poate găsi în locul azotului.

Legăturile ionice se formează între cationul din vopsea şi situl anionic din fibră

Albastru bazic 3C.I. 51005

Roşu bazic 18C.I. 11085

Fig. 9.2 Exemple de vopsele bazice tipice

Vopselele cationice sunt greu solubile în apă, având, în schimb, o mai mare solubilitate în acid acetic, etanol, eter şi alţi solvenţi organici. În procesele de vopsire ele se aplică în condiţii de aciditate slabă. Vopselele bazice sunt strâns legate de fibră şi nu migrează cu uşurinţă. Pentru a ajunge la un nivel bun de acoperire, se folosesc de obicei anumiţi aditivi de acoperire (care mai sunt denumiţi şi produşi de frânare), numai dacă este folosit un proces de absorbţie la pH controlat. Cea mai importantă clasă de produşi de frânare este reprezentată de compuşii cuaternari de amoniu cu

529

lanţuri secundare alchil lungi (agenţi de frânare cationici). Se mai găsesc de asemenea, electroliţii şi produşii anionici de condensare între formaldehidă şi acidul naftalensulfonic.

Aspecte privind mediul înconjurător

Multe vopsele bazice prezintă o toxicitate acvatică ridicată, dar atunci când sunt folosite adecvat ele au grade de fixare ce se apropie de 100%. Probleme pot fi atribuite cel mai frecvent unui mod impropriu de utilizare, pierderi la spălare şi alte incidente [11, US EPA, 1995]

Următoarele vopsele au fost catalogate ca fiind toxice de către ETAD: albastru bazic 3,7,81 roşu bazic 12 violet bazic 16 galben bazic 21

9.3 Vopsele directe (substantive)

Aplicabilitate

Vopselele directe sunt folosite pentru vopsirea bumbacului, vâscozei, iutei şi fibrelor poliamidice.

Proprietăţi

Culorile sunt strălucitoare şi intense, dar rezistenţa la lumină poate varia mult în funcţie de tipul de vopsea. Rezistenţa la spălare este de asemenea limitată cu excepţia cazului în care ţesătura este tratată ulterior. Vopselele directe sunt folosite numai ocazional în procesele de imprimare directă.

Caracteristici chimice şi condiţii generale de aplicare

Vopselele directe (denumite vopsele substantive) pot fi compuşi azo, stilbene, oxazine sau ftalocianine. Ele conţin întotdeauna grupări solubilizante (mai ales grupări de acid sulfonic, dar se întâlnesc şi grupări carboxilice şi hidroxilice) care ionizează în soluţii apoase.

Vopselele directe se caracterizează prin structuri moleculare plane lungi care permit acestor molecule să se alinieze cu micromoleculele de celuloză plane, moleculele de vopsea fiind fixate mai ales prin forţe Van der Vaals şi legături de hidrogen.

Vopselele directe pot necesita folosirea următoarelor substanţe chimice şi aditivi pentru o vopsire satisfăcătoare

electroliţii, de obicei clorură de sodiu şi sulfat de sodiu. Rolul lor este de a favoriza agregarea ionilor de vopsea pe fibră

agenţii de umectare şi dispersie: în acest scop se folosesc amestecuri de surfactanţi neionici şi anionici

agenţi de completare a tratamentului: sunt folosiţi pentru a îmbunătăţi rezistenţa la umezeală. Aşa-numiţii agenţi de fixare cationici sunt cei mai folosiţi. De obicei sunt compuşi cuaternari de amoniu cu lanţuri hidrocarbonate lungi. Mai pot fi folosiţi şi produşii de condensare ai formaldehidei cu amine, fenoli polinucleari aromatici, cianamide sau dicianamide.

530

Roşu direct 81 (disazo)..........

Verde direct 23 (trisazo).............

Maro direct 44 (poliazo)..................

Galben direct 12 (vopsea pe bază de stilbene)

....................Albastru direct 59 (vopsea pe bază de

tiazolină)......................

Fig. 9.3: Exemple de vopsele directe tipice

Aspecte privind mediu înconjurător

Proprietăţile legate de mediul înconjurător ale vopselelor directe sunt evaluate în funcţie de următorii parametri.

Parametri de interes Comentarii

Bioeliminabilitatea

Halogenii organici (AOX)

EcotoxicitateaPortocaliu direct 62 a fost clasificat ca fiind toxic de către

ETAD

531

Metalele grele

Aminele aromatice

Preocuparea principală în cercetarea din domeniul vopselelor directe a fost legată de posibilitatea înlocuirii vopselelor

posibil carcinogenetice pe bază de benzidină [186, Ullman's, 2000]

Colorantul nefixatGradul de fixare în procesele de vopsire industrială se

situează între 64-96% [77, EURATEX, 2000] (70-95% potrivit [11, US EPA, 1995])

Contaminarea apelor uzate cu aditivi din structura

vopselelor

Tabel 9.2: Rezumat al proprietăţilor ecologice ale vopselelor directe

De notat, totuşi, faptul că tabelul 9.2 nu ia în considerare aspectele de mediu legate de substanţele chimice şi aditivii folosiţi în procesul de vopsire deoarece ele sunt tratate într-o anexă specifică.

9.4 Vopsele de dispersie

Aplicabilitate

Vopselele de dispersie sunt folosite mai ales pentru poliesteri, dar şi pentru fibrele celulozice (acetate şi triacetate), poliamide şi fibre acrilice.

Proprietăţi

Rezistenţa la lumină este în general bună, în timp ce rezistenţa la spălare depinde foarte mult de tipul fibrei. In cazul fibrelor poliamide şi acrilice, vopselele se folosesc în special pentru nuanţele pastelate deoarece la cele închise au slabe proprietăţi de acumulare şi o rezistenţă scăzută la spălare.

Caracteristici chimice şi condiţii generale de aplicare

Vopselele de dispersie se caracterizează prin absenţa grupărilor solubilizante şi o greutate moleculară scăzută. Din punct de vedere chimic, peste 50% dintre vopselele de dispersie sunt simpli compuşi azo, aproape 25% sunt antrachinone iar restul sunt vopsele pe bază de metină, nitro şi naftochinonă.

Afinitatea dintre fibră şi vopsea este rezultatul unor diferite tipuri de interacţiuni: legături de hidrogen interacţiuni dipol-dipol forţe Van der Waals

Vopselele de dispersie conţin atomi de hidrogen în moleculă, care sunt capabili să creeze legături de hidrogen cu atomii de oxigen şi de azot din fibră. Interacţiunile dipol-dipol rezultă din structura asimetrică a moleculelor de vopsea, care favorizează interacţiunile electrostatice dintre dipolii moleculelor de vopsea şi legăturile polarizate din fibră. Forţele Van der Waals se manifestă atunci când moleculele din fibră şi colorant sunt aliniate şi aproape una de alta. Aceste forţe sunt foarte importante pentru fibrele de poliester pentru că se pot manifesta între grupările aromatice din fibră şi cele din colorant.

532

Coloranţii de dispersie se prezintă sub formă de produşi lichizi şi pudră. Coloranţii sub formă de pudră conţin între 40-60% agenţi de dispersie, în timp ce în cele lichide aceste substanţe se găsesc într-un procent de 10-30%. Produşii formaldehidici de condensare şi lignisulfonaţii sunt larg folosiţi. Vopsirea cu coloranţi de dispersie poate necesita folosirea următoarelor substanţe chimice şi aditivi:

dispersanţi: deşi ţi coloranţii de dispersie conţin deja o mare cantitate de dispersanţi, ei se mai adaugă şi în soluţia de vopsire şi în faza finală de spălare

acceleratori: pentru anumite fibre, vopsirea cu coloranţi de dispersie la temperaturi de sub 100oC necesită folosirea de acceleratori. Aşa se întâmplă în cazul poliesterului care are nevoie de acceleratori pentru a favoriza penetrarea uniformă a coloranţilor de dispersie la o temperatură sub cea de fierbere. Datorită problemelor de mediu asociate cu folosirea acestor substanţe, poliesterul se vopseşte de perferinţă sub presiune la o temperatură peste 100oC fără acceleratori. Totuşi, vopsirea pe bază de acceleratori este importantă în cazul amestecurilor de poliester şi lână, deoarece lâna nu trebuie supusă unui tratament umed la temperaturi mult peste 100oC

agenţi de îngroşare: poliacrilaţii sau alginaţii se adaugă de obicei în soluţia de vopsea în procesul de pensulare. Rolul lor este de a preveni migrarea soluţiei de vopsea pe suprafaţă în timpul uscării

dezoxidanţi (în special hidrosulfit de sodiu): se adaugă într-o soluţie alcalină în faza finală de spălare.

Coloranţii de dispersie sunt larg folosiţi nu numai pentru vopsire, ci şi pentru imprimarea fibrelor sintetice.

Aspecte legate de mediul înconjurător

Proprietăţile de mediu ale vopselelor de dispersie au fost evaluate în funcţie de următorii parametri.

Parametri de interes Comentarii

BioeliminabilitateaDatorită slabei solubilităţi în apă, ele sunt eliminate în mare

măsură prin absorbţia pe gudron activat în instalaţiile de tratare a apelor reziduale

Halogenii organici (AOX)

Anumite vopsele de dispersie pot conţine halogeni organici, dar aceştia nu se vor găsi în apa uzată după tratarea apelor reziduale (deoarece sunt eliminate cu uşurinţă prin absorbţia pe gudronul activat) (vezi secţiunea 2.7.8.1)

Toxicitatea

Următorii coloranţi de dispresie pot avea un efect alergic: Roşu de dispersie 1, 11, 17, 15; Albastru de dispersie 1, 3, 7, 26, 35, 102, 124; Portocaliu de dispersie 1, 3, 76; Galben de

dispersie 1, 9, 39, 49, 54, 64.

Metalele grele

Aminele aromaticeAceste vopsele se mai comercializează încă de către

furnizorii şi producători din Orientul Îndepărtat [294, ETAD, 2001]

Colorantul nefixatGradul de fixare se situează între 88-99% pentru vopsirea

continuă şi 91-99% pentru imprimareContaminarea apelor uzate

cu aditivi din structura Dispersanţii convenţionali (compuşii formaldehidici de condensare, lignosulfonaţi, etc.) sunt greu biodegradabili (sub

533

vopselelor

30% conform [186, Ullmann's 2000], ca. 15% conform [18, VITO, 1998]). Anumite vopsele au în compoziţie dispersanţi mai uşor eliminabili (chiar dacă nu sunt potriviţi pentru toate tipurile de vopsele). Mai multe informaţii sunt oferite în secţiunea 4.6.3

Tabelul 9.3: Rezumat al proprietăţilor ecologice ale vopselelor de dispersieDe notat, totuşi, faptul că tabelul 9.3 nu ia în considerare aspectele de mediu legate de

substanţele chimice şi aditivii folosiţi în procesul de vopsire deoarece ele sunt tratate într-o anexă specifică.

9.5 Vopsele pe bază de complexe metalice

Aplicabilitate

Vopselele pe bază de complexe metalice (denumite şi vopsele pre-metalizate) au o mare afinitate pentru fibrele de proteină. Printre vopselele pe bază de complexe metalice, vopselele pe bază de complexe metalice 1:2 sunt şi ele potrivite pentru fibrele poliamide.

Peste 65% din lână este vopsită astăzi cu vopsele pe bază de crom (vezi secţiunea următoare) sau cu vopsele pe bază de complexe metalice şi aproape 30% din poliamide sunt vopsite cu vopsele pe bază de complexe metalice1:2.

Proprietăţi

Rezistenţa la lumină este excelentă, în timp ce rezistenţa la spălare nu este la fel de bună ca în cazul folosirii vopselelor pe bază de crom (în special pentru nuanţele închise).

Caracteristici chimice şi condiţii generale de aplicare Vopselele pe bază de complexe metalice se pot împăţi în două categorii: vopselele pe bază de

complecşi metalici 1:1, în care o moleculă de vopsea este coordonată cu un atom de metal şi vopselele pe bază de complexe metalice 1:2, în care un atom de metal este coordonat cu două molecule de vopsea. Molecula de vopsea va fi o structură tipică monoazo cu grupări adiţionale cum ar fi hidroxil, carboxil, sau grupări amino, care sunt capabile să formeze complexe puternice de coordonare cu ionii metalici de tranziţie, mai ales crom, cobalt, nichel şi cupru. De notat că vopselele pe bază de ftalocianină nu pot fi clasificate ca vopselele pe bază de complecşi metalici.

Figurile 9.4 şi 9.5 oferă exemple tipice de vopsele pre-metalizate.

534

Figura 9.4: Exemple de structuri moleculare tipice ale vopselelor pe bază de complexi metalici 1:1

Figura 9.5: Structura moleculară tipică a vopselelor pe bază de complexe metalice 1:2

Vopselele pe bază de complecşi metalici nu reprezintă o clasă de vopsele cu utilizări specifice. Ele aparţin de fapt mai multor clase de vopsele (ele se pot găsi de exemplu printre vopselele acide, directe şi reactive). Atunci când sunt folosite în procesele de vopsire, vopselele pe bază de complecşi metalici se aplică în condiţii de pH determinate de clasa de utilizare şi de tipul de fibră (lână, poliamidă, etc.) Nivelele de pH ale lânii variază de la puternic acid (1.8 - 4 pentru vopselele pe bază de complexe metalice 1:1) până la neutru acid moderat (5 - 7 pentru vopselele pe bază de complecşi metalici 1:2). Pentru fibrele poliamidice se folosesc din ce în ce mai mult condiţii de pH ridicate.

Vopselele pe bază de complecşi metalici 1:1 au calităţi foarte bune de acoperire şi penetrare şi au capacitatea de a acoperi neregularităţile în substrat. Rezistenţa lor la umezeală şi lumină este bună chiar şi pentru nuanţele mai închise. Sunt potrivite mai ales pentru vopsirea firelor şi a bucăţilor de lână carbonizată.

Vopselele pe bază de complecşi metalici 1:2 sunt folosite şi deopotrivă pentru lână şi poliamide. Ele reprezintă cea mai importantă grupă a acestei clase şi pot fi clasificate în două subgrupe:

complecşi 1:2 slab polare - solubilizate datorită anionicităţii inerente a complexului, sau conţinând substituenţi neionici, hidrofilici, cum ar fi metilsulfonatul (-SO2CH3). Aceste vopsele prezintă o excelentă rezistenţă la tratamente pe bază de lumină şi apă şi foarte bune proprietăţi de penetrare.

complecşi 1:2 puternic polare - solubilizate de unul sau mai multe reziduri de acid sulfonic sau carboxilic, au o putere mai scăzută de acoperire decât vopselele slab polare menţionate mai sus, dar mai bune proprietăţi de rezistenţă la umezeală şi sunt în general folosite în aceleaşi aplicaţii cu vopselele de mordansare. Acest al doilea grup este de asemenea mai potrivit pentru vopsirea fibrelor poliamide.

Vopsirea cu vopsele pe bază de complecşi metalici poate necesita folosirea următoarelor substanţe chimice şi aditivi:

regulatori de pH: acid sulfuric, formic, acetic electroliţi: sulfat de sodiu, acetat şi sulfat de amoniu agenţi de acoperire: amestecuri de surfactanţi anionici şi neionici (aceşti aditivi nu

sunt necesari în cazul tehnicilor de vopsire cu absorpţie în condiţii de pH controlat).

Aspecte legate de mediul înconjurător

535

Proprietăţile de mediu ale vopselelor pe bază de complecşi metalici sunt evaluate în funcţie de următorii parametri. De notat, totuşi, faptul că tabelul 9.4 nu ia în considerare aspectele de mediu legate de substanţele chimice şi aditivii folosiţi în procesul de vopsire deoarece ele sunt tratate într-o anexă specifică.

Parametri de interes Comentarii

BioeliminabilitateaExistă mari diferenţe de la vopsea la vopsea

(bioeliminabilitatea poate fi de sub 50%)

Halogenii organici (AOX)

Anumiţi produşi conţin halogeni organici: AOX în apele reziduale, este deci în funcţie de eliminabilitatea fiecărei vopsele(vezi secţiunea 2.7.8.1)

Ecotoxicitatea

Metalele grele

Metalele se pot găsi în apele uzate datorită vopselei nefixate. Totuşi, Cr III şi celelalte metale de tranziţie folosite în vopselele pe bază de complecşi metalici sunt parte integrantă din cromofor (vezi Secţiunea 2.7.8.1 "metalele grele")

Aminele aromatice

Colorantul nefixatGradul de fixare se încadrează între moderat şi excelent

(între 85 - 95% şi mai mult în anumite cazuri)Contaminarea apelor uzate

cu aditivi din structura vopselelor

Sărurile anorganice sunt prezente în fabricarea vopselelor sub formă de pudră. Totuşi, ele nu pun nici o problemă de ordin ecologic sau toxicologic [64, BASF, 1994]

Tabel 9.4: Rezumatul proprietăţilor ecologice ale vopselelor pe bază de complecşi metalici metalice

9.6 Vopsele de mordansare (vopsele pe bază de crom)

Aplicabilitate

Vopselele de mordansare sunt folosite în general pentru proteine (lână şi mătase). Practic ele nu se mai folosesc pentru fibre poliamide sau pentru imprimat.

536

Proprietăţi

Datorită capacităţii bune de acoperire şi a rezistenţei foarte bune la umezeală după cromare, vopselele pe bază de crom sunt folosite în principal pentru a obţine nuanţe închise (verde, albastru, negru) la un cost acceptabil. Există totuşi şi dezavantaje ale folosirii lor: timpul îndelungat de vopsire, obţinerea dificilă a nuanţelor, riscul ca fibra să fie afectată de substanţa chimică în timpul tratării cu crom şi posibila eliberare de crom în apele reziduale.

Caracteristici chimice şi condiţii generale de aplicare

Indexul de culori clasifică aceşti coloranţi ca fiind vopsele de mordansare, dar cromul a devenit agentul mordansant cel mai folosit, iar categoria din care face parte este denumită vopsele pe bază de crom.

Din punct de vedere chimic ei pot fi consideraţi vopsele acide, care conţin grupări funcţionale potrivite pentru a forma compuşi metalici cu cromul. Molecula lor nu conţine crom, care se adaugă în schimb sub formă de sare dicromată sau cromată pentru a permite fixarea vopselei.

Interacţiunea cu fibra se realizează prin intermediul legăturilor ionice formate între grupările anionice ale colorantului şi cationii de amoniu din fibră. În plus, cromul se comportă ca un liant între vopsea şi fibră. Acest lucru dă naştere la o legătură foarte puternică, care se reflectă în excelenta rezistenţă obţinută. Figura 9.6 arată legăturile ionice şi de coordonare în cazul lânii.

537

Figura 9.6: Reprezentarea posibilelor legături ionice şi de coordonare dintre lână şi vopselele de crom [69, Corbani, 1994]

Folosirea vopselelor de crom în procesele de vopsire necesită utilizarea următoarelor substanţe chimice şi aditivi:

potasiu şi dicromat sau cromat acid formic sau acetic ca regulatori de pH alţi acizi organici cum ar fi acidul tartric şi lactic. Aceştia sunt folosiţi pentru a mări

gradul de conversie al Cr VI în Cr III sulfat de sodiu sau amoniu

538

Fig. 9.7

Fig. 9.8Aspecte legate de mediul înconjurător

Proprităţile de mediu ale vopselelor de crom sunt evaluate în funcţie de următorii parametri.

Parametri de interes ObservaţiiBiodegradabilitate

539

Halogeni organici(AOX)Toxicitate faţă de mediuMetale grele Cromul prezent în coloratul final NU este

conţinut în moleculă, deoarece este adăugat sub formă de bicromat sau de sare de crom în timpul procesului de vopsire, pentru a permite fixarea colorantului(vezi şi secţiunea 2.7.8.1)

Amine aromaticeColorant nefixatContaminarea produsă de apele reziduale cu aditivi din formula colorantului

Tabelul 9.5:Privire de ansamblu asupra proprietăţilor coloranţilor pe bază de crom, din punct de vedere ecologic.

De notat, totuşi, faptul că tabelul 9.5 nu ia în considerare aspectele de mediu legate de substanţele chimice şi aditivii folosiţi în procesul de vopsire deoarece ele sunt tratate într-o anexă specifică.

9.7 Coloranţi pe bază de naftol (coloranţi azoici developaţi pe fibră)

Aplicabilitate

Coloranţi azoici, numiţi şi coloranţi pe bază de naftol, sunt utilizaţi pentru fibre celulozice (în special bumbac), dar pot fi aplicaţi şi la vâscoză, acetat de celuloză, uneori, poliester.

Proprietăţi

Coloranţii azoici posedă un nivel foarte înalt de rezistenţă la umezeală, precum şi un nivel înalt de rezistenţă la lumină, clor şi alcalii, în timp ce nivelul de rezistenţă la fiecare este scăzut.

Caracteristici chimice şi condiţii generale de aplicare

Din punct de vedere chimic, coloranţii pe bază de naftol se aseamănă foarte mult cu coloranţii azoici, principala diferenţă reprezentând-o absenţa grupelor de solvenţi sulfonici.Aceşti coloranţi sunt formaţi din doi compuşi reactivi din punct de vedere chimic, care se aplică pe ţesătură în cadrul unui proces cu două etape. Colorantul insolubil este sintetizat direct în fibră ca urmare a reacţiei de cuplare dintr-o bază diazotată (agent de developare) şi un component de cuplare.Componenţii de cuplare sunt în general derivaţi ai anilidelor acidului 2-hidroxi-3-naftoic (numit şi naftol AS). Aceşti naftoli se găsesc sub formă de pudră sau de lichid (în acest caz soluţia conţine şi sodă caustică, iar concentraţia de naftol variază între 30% şi 60%).

Figura 9.7 : Exemple de componeţi de cuplare tipici pentru coloranţii pe bază de naftol

Agenţii de developare pot fi derivaţi ai anilinei, toluidinei, orto şi meta anisidinei, definilaminei. Se găsesc sub formă de:

baze libere (baze de culoare rezistentă) baze lichide (aceste formule sunt dispersii apoase ale aminelor aromatice şi sunt mai sigur

uşor de aplicat decât bazele solide)

540

săruri de culoare rezistenţă (acestea sunt compuşi deja diazotaţi ai diazoniului, care se comercializează în forme stabilizate şi care nu mai este necesar să fie dizotaţi înainte de utilizarea în procesul de vopsire: câteva exemple sunt prezentate în figura de mai jos)

Figura 9.8 Exemple de agenţi de developare (bază de culoare rezistentă) tipici pentru coloranţi pe bază de naftol)

Figura 9.9 Exemple de săruri de culoare rezistentă tipice

Aplicare coloranţilor azoici implică un număr de etape: prepararea soluţei de naftolat: naftolul este transformat în naftolat pentru a se putea cupla cu

sarea de diazoniu aplicarea sulfatului pe fibră prepararea bazei diazotate: pentru a face posibilă reacţia de cuplare, baza trebuie mai întâi

diazotată la rece, utilizându-se azotat de sodiu şi acid clorhidric (această etapă poate fi evitată atunci cînd se utilizează săruri de culoare rezistentă)

formarea colorantului azoic în fibră.

Probleme de mediu

Proprietăţile legate de mediu ale coloranţilor pe bază de naftol sunt evaluate în funcţie de parametrii de mai jos.

Parametrii de interes ObservaţiiBiodegradabilitateHalogeni organici (AOX)Toxicitate faţă de mediuMetale greleAmine aromatice Toţi agenţii de developare sunt amine sau

diamine diazotabile sau aniline, toluidine, anisidine, azobenzeni sau difenilamine substituite. Unele dintre aceste amine şi în special p-nitroanilina, cloranilina şi β-naftilamina se găsesc pe lista de priorităţi a Agenţiei pentru Protecţia Mediului din Statele Unite pe anul 1980 ca substanţe poluante cu efecte grave, iar utilizarea lor este interzisă.

Colorant realizat Gradul de fixare în cadrul proceselor de vopsire continuă variază între 76 şi 89% şi între 80 şi 91% în cazul proceselor de imprimare [77, EURATEX, 2000]

Contaminarea produsă de apele reziduale cu dispersanţi şi aditiv din colorant Tabelul 9.6 : Privire de ansamblu asupra proprietăţilor coloranţilor pe bază de naftol, din punct de vedere ecologic

Remaracaţi, totuşi, faptul că tabelul 9.6 nu ia în consideraţie problemele de mediu legate de chimicalele şi produsele auxiliare utilizate în procesul de vopsire, deoarece aceste chestiuni sunt tratate într-o anexă specială.

541

Coloranţi reactivi

Aplicabilitate

Coloranţii reactivi sunt utilizaţi în principal pentru vopsirea fibrelor celulozice ca bumbacul şi vâscoza, dar câştigă din ce în ce mai mult teren în procesul de vopsire a lânii şi a poliamidei.

Proprietăţi

Coloranţii reactivi oferă un nivel ridicat de rezistenţă la umezeală (mai ridicat decît în cazul coloranţilor direcţi, mai ieftini), dar utilizarea lor nu este totdeauna viabilă, din cauză că este dificil să se obţină o vopsire uniformă. Nivelul de rezistenţă la clor este uşor mai scăzut decât în cazul coloranţilor de cadă; aceeaş situaţie apare în cazul nivelului de rezistenţă la lumină, în condiţii dure.Gama coloranţilor reactivi disponibili este largă şi oferă posibilitatea utilizării unui număr mare de tehnici de vopsire.

Caracteristici chimice

Coloranţii reactivi sunt unici prin faptul că ei conţin grupuri chimice specifice, capabile să formeze legături covalente cu substratul textil.Energia necesară pentru a rupe aceste legături este similar cu aceea necesară pentru a degrada substratul însuşi , ceea ce explică nivelul ridicat de rezistenţă la umezeală al acestor coloranţi.Figura 9.10 ilustrează structura colorantului Negru Reactiv-5, una una dintre cele mai importante vopseluri reactive, din punct de vedere al volumului consumat.

Figura 9.10: Colorantul Negru Reactiv-5

Structura chimică a coloranţilor reactivi poate fi reprezentată schematic prin următoarea formulă: Col-B-R, unde:

Col este cromoflorul, care este în general format din compuşi monoazoici, ai antrachinozei şi ai ftalocianinei

B este grupul de legătură dintre cromofor şi grupul reactiv R este grupul reactiv (sistem ancoră cu grupul care pleacă) Sistemele ancoră sunt

caracterizate prin reactivitate. În funcţe de aceasta, ele sunt clasificate drept coloranţi fierbinţi, calzi sau reci.

Tabelele de mai jos prezintă cîtea exemple tipice de sisteme reactive pentru fibre celulozice şi de lână sau poliamidă.

542

Tabelul 9.7: Sisteme reactive tipice pentru fibre celulozice

Tabelul 9.8: Sisteme reactive tipice pentru fibre de poliamidă şi lână.

Grupurile reactive din colorant reacţionează cu grupele aminice din fibră în cazul fibrelor proteinice şi de poliamidă şi cu grupele hidroxil în cazul celulozei.În ambele cazuri, în funcţie de sistemele ancoră, există două mecanisme de reacţie posibilă: mecanismul de substituţie nucleofilă şi mecanismul de adiţie nucleofilă.O chestiune importantă care trebuie luată în consideraţie în cazul coloranţilor reactivi o constituie faptul că în procesul de vopsire sunt implicaţi întotdeauna două reacţii concurente:

1. alcooliza: colorant+fibră→colorant fixat pe fibră2. hidroliza: colorant+apă→colorant hidrolizat spălat după vopsire (reacţie nedorită)

Acest fapt are consecinţe majore, în special în cazul fibrelor celulozice. De fapt, condiţiile bazice în care reacţionează coloranţii reactivi cu fibrele celulozice cresc rata reacţiei de hidroliză. Caracteristicele colorantului hidrolizat rezultat sunt de aşa natură încât colorantul nu mai este o substaţă reactivă şi, pri urmare, este eliminat în apa reziduală.

Vopsirea fibrelor celulozice cu coloranţi reactivi poate implica utilizarea următoarelor chimicale şi produse auxiliare:

alcalii (carbonat şi bicarbonat de sodiu şi sodă caustică) sare (în principal clorură şi sulfat de sodiu)

543

în cazul proceselor continui prin metoda într-o singură baie, la soluţia de impregnare pe fulard se poate adăuga uree (vezi şi secţiunea 4.6.13 pentru tehnici alternative)

în cazul metodei vopsirii discontinui prin impregnare pe fulard la rece, se poate adăuga silicat de sodiu (vezi şi secţiunea 4.6.9).

Coloranţii reactivi se aplică în condiţi diferite fibrelor de lână şi de poliamidă. În cazul fibrelor de lână şi de poliamidă, reactivitatea grupelor aminice este considerabil mai ridicată decât cea a grupelor hidroxil din celuloză.Proprietăţile de uniformizare sunt deseori obţinute prin utilizarea unor agenţi de uniformizare amfoteri şi speciali.Coloranţii reactivi se aplică în general la valori ale pH-ului între 4,5 şi 7, în funcţie de luminozitatea nuanţei, în prezenţa sulfatului de amoniu şi a agenţilor speciali de uniformizare menţionaţi mai sus.În cazul imprimării celulozei se utilizează în general coloranţi moderat reactivi (în principal sisteme de monoclortriazină). Uneori se mai utilizează şi sulfoetil sulfonic foarte reactiv.Imprimarea cu coloranţi reactivi necesită utilizarea următoarelor produse:

aglutinanţi (în principal poliacrilaţi în combinaţie cu alginaţi) uree alcalii (de exemplu carbonat şi bicarbonat de sodiu) agenţii de oxidare (în principal derivaţi ai acidului benzensulfonic): aceştia sunt utilizaţi

pentru a preveni reducerea coloranţilor mai sensibili în timpul decatării.

Probleme de mediu

Slaba fixare a vopselei a reprezentat mult timp o problemă, în cazul coloranţilor reactivi mai ales, în procesul de vopsire discontinuă a fibrelor celulozice, în cazul căreia se adaugă în general o cantitate importantă de sare pentru a creşte nivelul de epuizare (ş prin urmare, şi nivelul de fixare a colorantului). Pe de altă parte, reproductivitatea manşei şi vopsirea uniformă reprezentau obstacolul principal în cazul producţiei reuşite de prima dată, care utilizează coloranţii cei mai eficienţi (cu rată de epuizare şi fixare înaltă).Cercetarea şi dezvoltarea s-au confruntat cu un număr de directive, toate fiind atinse ori urmând a fi atinse în curând. Acestea includ (190 VITO, 2001):

creşterea robusteţii coloranţilor individuali şi a combinaţiilor de coloranţi (sisteme tricromatice)

creşterea reproductivităţii combinaţiilor tricromatice utilizate în procesele de vopsire cel mai frecvent aplicate

reducerea cantităţii de sare şi/sau de colorant neutilizat din apa reziduală ameliorarea propretăţilor de rezistenţă (de exemplu, rezistenţa la lumină, rezistenţa la spălări

repetate).Odată cu utilizarea tehnicilor sofisticate de ingineria moleculară, a fost posibilă crearea unor coloranţi reactivi (de exemplu, coloranţi reactivi bifuncţionali sau coloranţi reactivi cu nivel scăzut de săruri) cu performanţe considerabil mai bune decât cele ale coloranţilor reactivi tradiţionali. Aceste realizări recente sunt descrise mai detaliat în secţiunile 4.6.10, 4.6.11 şi 4.6.13 .Proprietăţile legate de mediu ale coloranţilor reactivi sunt evaluate în Tabelul 9.9 . Remarcaţ faptul că tabelul nu ia în consideraţie problemele de mediu legate de chimicalele şi produsele auxiliare în procesul de vopsire, deoarece aceste chestiuni sunt tratate într-o anexă specială.

Parametri de interes ObservaţiiBiodegradabiltate Deoarece atât colorantul reactiv nefixat, cât şi

forma sa hidrolizată sunt uşor solubile, sunt dificil de eliminat în uzinele de tratare biologică a apelor reziduale.

Halogenii organici (AOX) Mulţi coloranţi reactivi conţin halogeni organici. Totuşi, trebuie făcută o diferenţă între halogenii

544

legaţi de cromofor şi halogenii legaţi de (vezi secţiunea 2.7.8.1 pentru o discuţie mai detaliată.

Toxicitate faţă de mediuMetale grele Metalele grele pot fi prezente atât ca impurităţi

provenite din procesul de producţie (limitele au fost stabilite prin dispoziţiile Agenţiei de Protecţia Mediului), cât şi ca parte integrantă a cromoflorului. Acest din urmă caz este valabil pentru coloranţii pe bază de ftalocianină, care sunt încă utilizate pe scară largă, în special pentru nuanţe de albastru şi de turcoaz (nu au fost găsiţi încă înlocuitori) (vezi secţiunea 2.7.8.1)

Amine aromaticeColorant nefixat Rata fixării poate fi scăzută1 (vezi şi discuţia din

secţiunea 2.7.8). S-au făcut eforturi pentru creşterea nivelului de fixare. Unii coloranţi reactivi pot atinge >95% fxare chiar pentru fibre celulozice (vezi secţiunea 4.6.10 şi 4.6.11 pentru realizările recente)

Contaminarea produsă de apele reziduale cu dispersanţi şi aditivi care se găsesc deja în vopsea]Note:1(77, EURATEX, 2000) Grad de fixare pentru:

vopsire discontinuă a bumbacului: 55-80% vopsire discontinuă a lânii: 90-97% imprimare (general):60%)

Tabelul 9.9: Privire de ansamblu asupra proprietăţilor coloranţilor reactivi, din puct de vedere ecologic

9.9 Coloranţi de sulf

Aplicabilitate

Coloranţi de sulf sunt utilizaţi în principal pentru substraturi de bumbac şi vâscoză. Mai pot fi utilizaţi pentru vopsirea amestecurilor de fibre celulozice şi sintetice, inclusiv poliamide şi poliesteri. Ocazional, sunt utilizaţi pentru vopsirea mătăsii. Exceptând nuanţele de negru, coloranţii de sulf nu joacă aproape nici un rol în finisarea materialelor textile.

Proprietăţi

Nivelul de rezistenţă la înălbitori şi la spălare este foarte ridicat, în timp ce nivelul de rezistenţă la lumină variază între moderat şi ridicat. Deşi cuprind o gamă largă de culori, coloranţii de sulf sunt utilizaţi în cea mai mare parte pentru nuanţe închise, deoarece nuanţele deschise au un nivel scăzut de rezistenţă la lumină şi la spălare. Coloranţii de sulf tind să fie maţi în comparaţie cu alte clase de coloranţi.

Caracteristici chimice şi condiţii generale de aplicare

545

Coloranţii de sulf sunt formaţi din compuşi cu greutate moleculară mare, obţinuţi prin reacţia sulfului sau a sulfurilor cu amine şi fenoli. Există mulţi coloranţi care conţin sulf în moleculă, dar numai vopselele care devin hidrosolubile după reacţia cu sulfură de sodiu în mediu alcalin pot fi numite coloranţi de sulf.Structura chimică exactă nu este întotdeauna cunoscută, deoarece aceşti coloranţi sunt amestecuri de molecule cu un grad înalt de complexitate. Din aceşti compuşi pot face parte derivaţi aminici, nitrobenzeni, nitro şi amindifenili, fenoli substituiţi, naftaline substituite, compuş aromatici condensaţi, indofenoli, azine, inele de oxazină, tiazol, azină şi tiazină. Coloranţii de sulf conţin sulf atât ca parte integrantă a cromoforului, cât şi în catenele laterale de polisulfură.După cum s-a precizat, coloranţii de sulf nu sunt hidrosolubili, dar după reducerea în mediu alcalin, sunt transformaţi în formă leuco, aceasta fiind hidrosolubilă şi având o mare afinitate pentru fibră. După absorbţia în fibră, coloranţii sunt oxidaţi şi transformaţi în starea originală insolubilă.Coloranţii de sulf sunt disponibili în diverse variante, care sunt clasificate sub următoarele denumiri:

coloranţi de sulf- disponibili ca pudre amorfe sau pigmenţi dispersabili. Pudrele amorfe sunt insolubile sau parţial solubile în apă şi sunt aduse în soluţie prin fierbere cu sulfură de sodiu şi cu apă. Pigmenţii dispersabili pot fi utilizaţi în această formă pentru vopsirea prin impregnarea pe fulard în prezenţa unui agent dispersant. Aceşti pigmenţi pot conţine în formulă o anumită cantitate de agent de reducere şi în acest caz sunt numiţi “pigmenţi parţial reduşi”.

coloranţi de leuco-sulf (coloranţi gata de utilizare) –disponibili în formă lichidă; conţin deja agentul de reducere necesar procesului de vopsire. De aceea, aceştia trebuie pur şi simplu diluaţi cu apă înainte de aplicare. Pe piaţă sunt disponibile şi coloranţi cu nivel scăzut de sulfură

coloranţi de sulf hidrosolubili – disponibili sub formă de săruri Bunte (Col-S-SO3-Na) obţinute prin tratarea colorantului în forma sa insolubilă (Col-S-S-Col) cu hidrosulfit de sodiu. Aceşti coloranţi se pot dizolva în apa fierbinte, dar nu au afinitate pentru fibră. Adăugarea alcalilor şi a agentului de reducere îi face substantivi pentru ţesătură.

Sulfura de sodiu şi hidrogenul sulfurat de sodiu sunt în general întrebuinţate ca agenţi de reducere pentru aducerea în soluţie a colorantului (cu excepţia cazului când se utilizează coloranţi de sulf gata de utilizare). De asemenea, ca agenţi de reducere alternativi se mai pot utiliza sisteme binare formate din glucoză şi ditionit (hidrosulfit) de sodiu sau dioxid de tiouree.În cazul tuturor proceselor, colorantul este fixat în final pe substrat prin oxidare În prezent, cei mai frecvent utilizaţi agenţi de oxidare sunt perhidrolul sau compuşii care conţin halogeni ca de exemplu bromatul, iodatul sau cloritul.În afară de agenţii de reducere şi de oxidare menţionaţi mai sus, chimicalele şi produsele auxiliare suplimentare necesare în procesul de vopsire cu coloranţi de de sulf sunt:

alcalii (în principal soda caustică) sare (clorură şi sulfat de sodiu) agenţii de dispersare: de obicei aceştia sunt consideraţi ai acidului naftalinsulfonic-

formaldehidă, ligninsulfonaţi şi uleiuri sulfonate complexanţi: EDTA şi polisulfonaţi sunt utilizaţi în unele cazuri pentru prevenirea efectelor

negative produse de prezenţa ionilor alcalino-pământoşi.

Probleme de mediu

Proprietăţile legate de mediu ale coloranţilor de sulf sunt evaluate în funcţie de parametrii următori. Remarcaţi totuşi, faptul că tabelul 9.10 nu ia în consideraţie problemele de mediu legate de chimicale şi produsele chimicale şi produsele auxiliare utilizate în procesul de vopsire, deoarece aceste chestiuni sunt tratate într-o anexă specială.

546

Parametri de interes ObservaţiiBiodegradabilitate Majoritatea coloranţilor de sulf sunt insolubili în

apă după oxidare şi deci pot fi în mare parte eliminaţi prin absorbţie în nămol activat în uzinele de tratare a apelor reziduale

Halogenii organici (AOX)Toxicitate faţă de mediuMetale greleAmine aromaticeColorant nefixat Gradul de fixare variază între 60 şi 90% în cazul

vopsirii continui şi între 65 şi 95% în cazul imprimării (77, EURATEX, 2000)

Contaminare produsă de apele reziduale cu aditivi din formula colorantului

Sunt prezenţi dispersanţi slab biodegradabili. Noile produse de condensare a formaldehidei cu grad mare de eliminare (>70%) sut deja disponibili (vezi secţiunea 4.6.3)

Tabelul 9.10: Privire de ansamblu asupra proprietăţilor coloranţilor de sulf din punct de vedere ecologic

9.10 Coloranţi de cadă

Aplicabilitate

Coloranţii de cadă sunt utilizaţi cel mai frecvent pentru vopsirea şi imprimarea fibrelor celulozice şi de bumbac. Mai pot fi aplicaţi pentru vopsirea amestecurilor de poliamidă şi poliester cu fibre celulozice.

Proprietăţi

Coloranţii de cadă au un nivel excelent de rezistenţă atunci când sunt aleşi corect şi sunt utilizaţi frecvent pentru vopsirea ţesăturilor care vor fi supuse unor condiţii dure de spălare şi înălbire (prosoape, uniforme industriale şi militare etc.) Gama de culori este largă, dar nuanţele sunt în general mate.

Caracteristici chimice şi condiţii generale de aplicare

Din punct de vedere chimic, coloranţii de cadă se împart în două grupe:coloranţi de cadă indigoizi şi coloranţi antrachinoizi. Coloranţii de indigo sunt utilizaţi aproape exclusivi la vopsirea fibrelor de urzeală, în cadrul producţiei de denim albastru.Ca şi coloranţii de sulf, coloranţii de cadă sunt insolubili în apă în mod natural, dar devin hidrosolubili şi substantvi pentru fibră după reducerea în mediu alcalin. Apoi, coloranţii sunt supuşi din nou transformării, revenind la frma insolubilă iniţială prin oxidare şi în acest fel rămân fixaţi în fibră.

547

Figura 9.11: Exemple de coloranţi de cadă tipici

Coloranţii de cadă sunt preparate formate, în esenţă, dintrun pigment colorat care poate fi redus într-o baie reducătoare şi un dispersant (în principal produşi de condensare ai formaldehidei şi ligninsulfonaţi). Sunt în generali disponibili sub formă de pudră, granule sau pastă.În procesele de vopsire cu coloranţi de cadă se utilizează o gamă largă de tehnici. Totuşi, toate procesele implică trei etape:

reducrea colorantului în baia reducătoare oxidarea tratamentul suplimentar

Etapa în care are loc reducerea vopselei în formă leuco se numeşte reducerea în baia reducătoare. Coloranţii de cadă sunt în general mai dificili de redus decât coloranţii de sulf. Se utilizează diverşi agenţi reducători. Ditionitul (hidrosulfitul) de sodiu este încă agentul cel mai frecvent utilizat deşi are anumite limite. Ditionitul de sodiu este consumat prin reducere şi prin reacţia cu oxigenul atmosferic, astfel încât trebuie utilizat agent reducător în exces; s-au propus diverse tehnici pentru reducerea acestor pierderi (vezi şi secţiunea 4.6.6). În plus, ditionitul de sodiu nu poate fi utilizat la temperaturi înalte şi în procesele de vopsire la abur prin împregnare pe fulard, deoarece în cazul coloranţilor sensolali, poate avea loc o reducere excesivă. În aceste condiţii de aplicare şi în cazul imprimării sunt preferaţi derivaţi acidului sulfoxilic.

548

De asemenea, uneori este utilizat ca agent reducător dioxidul reducător dioxidul de tiouree, dar există riscul reducerii excesive, deoarece potenţialul sau reducător este mult mai mare decât cel al hidrosulfitului. În plus produşii de oxidare ai dioxidului de tiouree contribuie la contaminarea cu azot şi sulf a apelor reziduale.În urma presiunilor crescânde exercitate de apărătorii mediului înconjurător, în prezent sunt disponibili agenţi reducători biodegradabili, fără sulf, ca de exemplu hidroxiacetona. Totuşi efectul lor de reducere este mai slab decât cel al hidrosulfitului, astfel încât nu îl pot înlocui în cazul tuturor aplicaţiilor. Cu toate acestea, hidroxiacetona poate fi utilizată în combinaţie cu hidrosulfitul, reducându-se astfel într-o anumită măsură cantitatea de sulfit din apele reziduale.După absorbţia în fibră, colorantul în formă leuco solubilă este transformat în pigmentul original prin oxidare. Acest proces este realizat în timpul tratamentului pe cale umedă (spălare), prin adiţia de oxidanţi, ca de exemplu perhidrolul, perloratul sau acidul 3-nitrobenzensulfonic, la soluţie.Etapa finală constă în tratamentul suplimentar al materialului în baie alcalină slabă cu un detergent la temperatura de fierbere. Acest tratament cu săpun are drept scop nu numai îndepărtarea particulelor de pigment, ci şi cristalizarea particulelor amorfe de coloranţi, care dau materialului nuanţa finală şi rezistenţa tipică pentru coloranţii de cadă.Condiţile vopsirii cu coloranţi de cadă variază mult în privinţa temperaturii şi a cantităţii de sare şi de alcaliu necesară, în funcţie de natura colorantului aplicat. Coloranţii de cadă se împart aşadar în următoarele categorii, în funcţie de afinitatea faţă de fibră şi de cantitatea de alcaliu cerută pentru vopsiri:

coloranţii IK (I=inolantren, K=rece) au afinitate scăzută, sunt utilizaţi la 20-30ºC şi necesită o cantitate mică de alcaliu şi de sare care să crească gradul de absorbţie a colorantului

coloranţii IW (W=cald) au afinitate mai mare, se utilizează la 40-45ºC şi necesită mult alcaliu şi puţină sare sau deloc

IN (N=normal) sunt foarte substantivi şi se aplică la 60ºC, necesitînd o cantitate mare de alcaliu, dar fără a necesita sare.

Următoarela chimicale şi produse auxiliare pot fi întâlnite în procesul de vopsire: ditionat de sodiu, dioxid de tiouree şi derivaţi ai acidului sulfoxilic ca agenţi reducători sodă caustică sulfat de sodiu poliacrilaţi şi alginaţi ca agenţi anti-migrare în procesele de vopsire prin impregnare pe

fulard produşi de condensare ai formaldehidei cu acid naftalinsulfonic şi lignisulfonaţi ca

dispersanţi surfactanţi (inclusiv amine grase etoxilate) şi alţi compuşi, ca de exemplu betaine,

polialchilenamine, polivinilpirolidonă ca agenţi de uniformizare perhidrol, perborat, acid 3-benzensulfonic ca oxidanţi săpun

Următoarele chimicale şi produse auxiliare pot fi întâlnite în procesul de imprimare: aglutinanţii (esteri de amidon cu derivaţi ai făinii de seminţe) agenţi reducători: se utilzează diverse chimicale, în funcţie de metoda de imprimare (proces

în una sau două faze), de colorantul ales şi de condiţiile de expunerea la abur. Cel mai frecvent sunt utilizaţi derivaţii acidului sulfoxilic, dar se poate utiliza şi hidrosulfit (în cazul unui proces în două faze cînd este necesar un timp foarte scurt de expunere la abur)

alcalii: carbonat de potasiu, carbonat de sodiu, hidroxd de sodiu oxidanţi (aceiaşi ca pentru vopsire) săpun

Probleme de mediu

Proprietăţile legate de mediu ale coloranţilor da cadă sunt evaluaţi în funcţie de parametrii următori. Remarcaţ, totuşi, faptul că tabelul 9.11 nu ia în consideraţie problemele de mediu legate de

549

chimicalele şi produsele auxilare utilizate în procesul de vopsire, deoarece aceste chestiuni sunt tratate într-o anexă specială.

Parametrii de interes ObservaţiiBiodegradabilitate Coloranţii de cadă pot fi consideraţi drept foarte

biodegradabili, datorită faptului că nu sunt hidrosolubili şi sunt deci absorbiţi în mare măsură în nămol activat în uzina de tratare a apei reziduale.

Halogeni organici (AOX)Toxicitate faţă de mediu Fiind greu solubili, aceşti coloranţi nu sunt

asimilabili în mediu (64, BASF, 1994)Metale grele Coloranţii de cadă conţin impurităţi de metale

grele (Cu, Fe, Ba şi Pb) din cauza procesului de producţie (în anumite cazuri, aceste impurităţi sunt încă dificil de păstrat sub limitele impuse prin dispoziţiile Agenţiei pentru Protecţia Mediului) (64, BASF, 1994)

Amine aromaticeColorant nefixat Coloranţii de cadă prezintă nivele înalte de

epuizare (70-95% în cazul vopsirii continui şi 70-80% în cazul imprimării)

Contaminarea produsă de apele reziduale cu aditivi din formula colorantului

În formula colorantului sunt prezenţi dispersanţi. Fiind hidrosolubili şi slab degradabili, aceştia se regăsesc în apele reziduale.Noii produşi de condensare ai formaldehidei, cu grad înalte de eliminare (>70%) sunt deja disponibili, iar în present se lucrează la obţinerea unor substituenţi mai uşor de eliminat (186, Ullmann’s, 2000) (vezi secţiunea 4.6.3)

Tabelul 9.11: Privire de ansamblu asupra proprietăţlior coloranţilor de cadă din punct de vedere ecologic

9.11 PigmenţiiPigmenţii sunt utilizaţi pe scară largă pentru imprimare (imprimare cu pigmenţi).Pigmenţii sunt insolubili în apă şi în solvenţi organici. Pigmenţii organici sunt în mare parte derivaţi din benzoizi. Pigmenţii anorganici sunt derivaţi ai unor metale ca de exemplu titaniul, zincul, bariul, plumbul, fierul, mobildenul, antimoniul, zirconiul, calciul, aluminiul, magneziul, cadmiul sau cromul.

10. ANEXA III PROCEDEE UMEDE: INSTALAŢII ŞI TEHNICI

10.1 Fibră în masă

10.1.1 Autoclava

Pentru prelucrarea fibrei în masă sunt utilizate diverse tipuri de instalaţii cu tavă conică, instalaţii în formă de pară şi instalaţii cu curgere radială. Acestea sunt utilizate pentru toate operaţiile umede, adică pentru tratarea probabilă, vopsire, aplicarea agenţilor de apretură şi spălare.

550

În instalaţiile cu tavă conică (Figura 10.1), fibra este introdusă într-un transportor de fibră detaşabi, situat pe un lagăr axial central la baza vasului. Se asigură circulaţia soluţiei, prin acest cuplaj, de către o pompă exterioară. Conductele ataşate permit circulaţia soluţiei dinspre partea inferioară sau superioară a instalaţiei.Instalaţiile în formă de pară au o placă de bază detaşabilă perforată prin care circulă soluţia cu ajutorul unui rotor, revenind în bazinul de vopsit prin intermediul unui deversor. Fibra este încărcată direct în aceste instalaţii, iar deasupra este plasată o altă placă perforată. Circulaţia soluţiei aduce fibra la baza instalaţiei, între cele două plăci. Pentru descărcarea instalaţiei, se îndepărtează ambele plăci, cu ajutorul unei macarale, iar fibra este scoasă manual.Instalaţiile cu curgere radială sunt caracterizate de un transportor de fibră echipat cu o coloană centrală perforată prin care curge lichidul în instalaţie, până la pereţii perforaţi ai transportorului.În general, fibra este încărcată manual în aceste instalaţii. Capacitatea variază între 200 şi 300 kg, cu un volum util echivalent cu 7-10 litri pe kilogramul de fibră. Densitatea mică de încărcare din aceste instalaţii permit soluţiei să circule liber prin fibră la presiuni mici reducând astfel deteriorarea mecanică a fibrei şi asigurând o vopsire uniformă.Baia este incălzită cu ajutorul unor serpentine cu abur incluse de la baza instalaţiei. În multe cazuri, nivelul de automatizare al acestor instalaţii este scăzut, temperatura putând fi controlată manua cu ajutorul unui simplu ventil pentru abur. În alte cazuri se pot instala programatoare electropneumatice sau controlere logice pentru reglarea timpului şi a temperaturii şi pentru controlarea direcţiei circulaţiei soluţiei.Autoclavele pot fi echipate pentru operaţii la presiune înaltă (nu este cazul atunci când sunt utilizate pentru vopsirea fibrelor de lână).Toate modelele de autoclavă se pot adapta la un rezervor colector exterior capabil să cuprindă ce puţin volumul bazinului de vopsit. Astfel de rezervoare sunt utilizate pentru facilitarea refolosirii soluţiilor la mai mult de o vopsire. Ocazional, la un rezervor comun se pot racorda mai multe bazine de vopsit, permiţând circulaţia soluţiei de la un bazin la altul.Proporţia de soluţe pentru fibra în masă poate varia între 1:4 şi 1:12, în funcţie de tipul de instalaţie, nivelul de încărcare, tipul de fibră etc... (32, ENco, 2001)

A: Transportor de fibră cu capac şi bază detaşabile, perforate.B: Vas exterior.C: Lagăr axial făcând legătura dintre transportor şi sistemul de circulaţie a soluţiiei.D: Pompă şi valvă reversibile.

Figura 10.1: Schema unei instalţii cu tavă conică pentru vopsirea fibrei în masă (32, ENco, 2001)

10.2 Firul textil

551

Firul textil poate fi prelucrat fie sub formă de scul, fie în format. În funcţie de metoda aleasă, se utilizează diverse instalaţii. Acestea sunt utilizate pentru toate operaţiile umede, adică pentru tratarea prealabilă, vopsire, aplicarea agenţilor de apretură şi spălare.

10.2.1 Instalaţii pentru vopsit sculuri

Instalaţiile pentru vopsit sculuri, în majoritate, modelul cu un singur stâlp (modelul Hussong), în care sculurile sunt atârnate de faţa inferioară a capacului bazinului de vopsit pe stâlpi detaşabili (Figura 10.2). Capacul este coborât vertical pe bazinul de vopsit, care constă într-un simplu recipient cu fund fals, perforat. Circulaţia soluţiei este asigurată de un rotor reversibil, situat vertical într-o cameră de deversor la un capăt al instalaţiei. Încălzirea se realizează în general cu ajutorul unor serpentine cu abur închise, plasate sub fundul fals, iar în cazul instalaţiilor mai mici, cu ajutorul injectării de abur direct. Controlul temperaturii este asigurat de controlere electromecanice sau controlere logice programabile. Acestea pot controla sau stabili, de asemenea, momentul adăugării chimicalelor sau colorantului şi orice cicluri de răcire necesare. Capacitatea instalaţiilor variază între 10 kg (la instalaţiile pentru mostre) şi 1000 kg.Aceste instalaţii mai mari pot fi cuplate în perechi prin conducte, astfel încât se pot vopsi încărcături de fir cuplate în perechi prin conducte, astfel încât se pot încărcături de fir textil de până la 4000 kg, păstrându-se totuşi flexibilitatea necesară pentru vopsirea unor încărcături individuale de 1000 kg.Unele variante ale acestui model pot uitiliza un rotor pentru circulaţie orizontal, care trece printr-o presgarnitură la baza camerei de deversor. Aceste instalaţii au, în mod invariabil, fundul concav, considerat a ameliora circuaţia şi a reduce proporţia de fibră la soluţii cu o marjă mică. (32, ENco, 2001)Proporţia de soluţie pentru aceste instalaţii este în general de 1:15 până la 1:25.

A: Macara pentru ridicarea capacului.B: Capacul instalaţiei cu sculuri atârnate de stâlpi.C: Cap de rotor, placă de deversor şi motor pentru circulaţia soluţiei de vopsire.D: Serpentine pentru încălzire.E: Sculuri.

Figura 10.2: Schemă a unei instalaţii de vopsit sculuri tip Hussong

10.2.2 Instalaţii pentru vopsit în format

Există trei tipuri fundamentale de instalaţii care pot fi utilizate pentru vopsirea firelor de lână în format: instalaţii cu fus orizontal sau vertical şi instalaţii cu tuburi.

552

Instalaţii cu fus orizontal pot fi rectangulare, similare cu instalaţile de vopsit sculuri, dar modificate pentru a primi un cadru pe care se inserează formaturile de tip textil sau pot fi autoclave orizontale în care se introduce transportorul care conţine formaturile de fir textil. Ambele tipuri operează cu pompe cu debit mare, necesare pentru buna circulaţie a soluţiei de vopsire. Aceste instalaţii se utilizează de obicei pentru fire textile mari, înfăşurate în format mare, tocmai pentru a mări gradul de pătrundere a soluţiei de vopsire.Instalaţii cu fus vertical sunt cel mai frecvent utilizate (vezi figura 10.3). Formatul poate fi comprimat în fusele transpotorului vertical pentru a creşte masa încărcată, a ajuta la circulaţia soluţiei de vopsire şi a reduce proporţia de soluţie la fibră.Instalaţii cu tuburi constau într-un număr de tuburi vertcale sau orizontale, în care se introduc transportoare de format, tuburile reprezentând bazine de vopsit individuale legate de conducte comune şi pompe pentru circulaţie. Aceste instalaţii sunt mai flexibile decât tipurile de mai sus, deoarece tuburile pot fi deconectate, astfel încât să se varieze capacitatea totală de încărcare a instalaţiei.Proporţia de soluţie utilizată în vopsirea formatului este în medie de 1:12 (în general, de la 1:8 la 1:15). Instalaţiile cu o capacitate de până la 500 kg sunt utilizate pentru vopsirea firelor pentru covoare, cu posibilitatea de legare a două sau mai multe instalaţii pentru vopsirea unor încărcături mai mari. (32, Enco, 2001).

Figura 10.3

10.3 Ţesături sub formă de funieProcedurile umede pot fi aplicate ţesăturilor sub formă de funie atât discontinuu, cât şi continuu.

10.3.1 Procedee discontinui Elementul comun al tuturor instalaţiilor cu cadă de vopsire cu vârtelniţă este vârtelniţa utilizată pentru mişcarea ţesăturii. Vârtelniţa trage ţesătura printr-un cilindru conducător de fir, scoţând-o din cadă împăturită. În cazul căzii de vopsire cu vârtelniţe tradiţionale (vezi figura 10.4) cada este nemişcată, în timp ce ţesătura este menţinută în mişcare de o vârtelniţă plasată în partea superioară a instalaţiei. În instalaţiile moderne, atât cada, cât şi ţesătura sunt în mişcare, ceea ce ameliorează omogenizarea şi schimbul dintre soluţie şi ţesătură.Materialele crude sunt încărcate în cadă fie sub formă de funie, fie în lăţime, ceea ce însemnă că este necesară o lăţime a căzilor de 5-6 metri. Capetele ţesăturii care trebuie vopsită sunt cusute unul de altul pentru a forma bucle fără sfârşit deasupra vârtelniţei.

553

Căzile de vopsit cu vârtelniţă sunt în principal instalaţii pentru vopsit, dar, din motive practice, în general, atât pregătirea, cât şi vopsirea are loc în aceeaşi instalaţie.Aceste instalaţii sunt operate în principal la presiunea atmosferică, deşi dezvoltarea fibrelor sintetice a condus la producerea de instalaţii presurizate (instaţiile HT pot atinge 130-140ºC).Cada de vopsire cu vârtelniţă este o instalaţie foarte adaptabilă şi poate fi utilizată pentru orice tip de ţesătură. Reprezintă o tehnică foarte frecvent utilizată pentru vopsirea covoarelor (acestea sunt de obicei, vopsite în lăţime).Proporţia de soluţie variază în general între 1:15 şi 1:40 (1:30 în general pentru covoare) (171, GuT, 2001), ceea ce face ca tehnică să fie destul de costisitoare, din cauza consumului ridicat de apă şi de energie. Totuşi, în ultimul timp au fost conduse experimente în vederea ameliorării performanţelor legate de mediu ale acestei tehnici (vezi secţiunea 4.6.20).

Figura 10.4: Schemă a unei căzi de vopsit cu vârtelniţă

10.3.1.2 Instalaţii cu jet

Instalaţiile cu jet (vezi figura 10.5) au fost create în scopul eliminării unora dintre problemele ridicate de utilizarea instalţiilor cu vârtelniţă.Vârtelniţa este eliminată, iar ţesătura este plasată într-un sistem închis de tuburi. Un jet de soluţie de vopsit este trimis printr-un tub Venturi, pentru a transporta ţesătura prin tub. Turbulenţa creată de jet ajută pătrunderea colorantului şi împiedică ţesătura să atingă pereţii tubului.Ţesătura fiind frecvent expusă unor concentraţii mari de soluţie în tubul de transport, este nevoie de relativ puţin colorant pe fundul bazinului: numai atât cât este necesar pentru o mişcare lină înainte şi înapoi. Deci avantajele acestei instalaţii sunt consumul mic de apă şi timpul scurt necesar tratării (de exemplu, timp scurt necesar vopsirii). În general, proporţia de soluţie variază între 1:4 şi 1:20 între 1:4 şi 1:10 pentru ţesături şi 1:6 şi 1:20 pentru covoare (în cazul fibrelor sintetice, valorile sunt mai scăzute, iar în cazul bumbacului mai ridicate) (171, GuT, 2001).Aceste instalaţii pot fi în general operate la temperaturi ridicate, ceea ce le face foarte adecvate pentru vopsirea fibrelor de poliester. Totuşi, un dezavantaj îl reprezintă carcina mecanică mare

554

exercitată asupra ţesăturii, cauzată de diferenţa de viteză dintre cadă şi ţesătură. De aceea, aceste instalaţii nu sunt adecvate pentru unele ţesături delicate.În funcţie de forma spaţiului de încărcare a ţesăturii (instalaţie alungită sau instalaţie compactă, în formă de J) şi de tipul şi de poziţia capului injectorului (deasupra sau sub nivelul căzii) există diverse tipuri de instalaţii cu jet. Instalaţiile cu revărsare, blânde şi cele cu jet de aer pot fi considerate drept variante evaluate ale instalaţiei cu jet tradiţionale. Principalele caracteristici ale acestor instalaţii sunt descrise în secţiunile următoare, în timp ce ultimele realizări în domeniul acestei tehnologii de vopsire sunt descrise mai detaliat în secţiunea 4.6.21.

Figura 10.5: Schemă a unei instalţii pentru vopsit cu jet (186 Ullman’s, 2000)

10.3.13 Instalaţii cu reîncărcare

Instalaţiile cu revărsare (vezi Figura 10.6) au fost concepute pentru ţesăturile delicate, tricotate şi ţesute, realizate din fibre naturale şi sintetice. Sunt utilizate şi pentru covoare.Principala diferenţă între instalaţiile cu jet şi cele cu revărsare rămâne faptul că în instalaţiile cu jet ţesătura este transportată prin capul injectorului de către soluţie, care curge cu viteză mare, în timp ce în instalaţiile cu revărsare, ţesătura este transportată de forţa gravitaţională a revărsării de soluţie.În partea superioară a instalţiei se găseşte o vârtelniţă (care în general nu este acţionată de un motor), iar ţesătura este atârnată de aceasta. De partea dinspre exterior a vârtelniţei atârnă o parte mai lungă de m aterial decât de partea dinspre interior. Forţa gravitaţională trage partea mai lungă în jos mai tare decât pe cea scurtă. Astfel, ţesătura este scăldată în soluţie fără tensiune (transportul este foarte blând).Pe piaţă sunt disponibile diverse modele, iar unele dintre ele pot opera sub presiune, deci la temperaturi ridicate.Proporţia de soluţie pentru aceste instalaţii este în general între 1:12 şi 1:20.

555

Figura 10.6: Schemă a unei instalaţii pentru vopsit cu revărsare (69, Corbani, 1994)

10.3.1.4 Instalaţii cu revărsare blânde

Aceste instalaţii utilizează acelaşi principiu al transportorului prin tuburi ca şi instalaţiile cu revărsare, ţesătura fiind transportată în mijlocul soluţiei de vopsit. Totuşi, în timp ce vârtelniţa şi jetul sunt în armonie constantă, deplasând ţesătura în partea din faţă a spaţiului de încărcare, expunând-o un interval scurt de timp unei concentraţii mari de soluţie în tubul de transport şi aducând-o înapoi în partea din spate a bazinului. Aceste instalaţii sunt mai blânde cu ţesătura decât instalaţiile cu revărsare tradiţionale.

10.3.1.5 Instalaţii cu jet de aer

Diferenţa dintre instalaţiile cu jet de aer (vezi figura 10.7) şi cele cu jet este că, în cele dintâi, ţesătura este menţinută în mişcare de un jet de aer, în loc de uun jet de apă. Ţesătura trece în spaţiul de depozitare, care conţine o cantitate foarte mică de soluţie lberă. Drept urmare, se poate deţine o reducere a consumului de apă, energie şi chimicale.Datorită proporţiei mici de soluţie la care se poate ajunge (între 1:2 şi 1:5), colorantul trebuie să fie foarte hidrosolubil.

556

Figura 10.7: Schemă a instalaţiei de vopsit cu jet (186, Ullman’s, 2000)

10.3.2 Procedee continui

Instalaţiile de tratare în procedeu continuu a ţesăturilor sub formă de funie se compun în principal din următoarele părţi:

un dispozitiv pentru impregnare pe fulard, pentru impregnarea ţesăturii sub formă de funie un spaţiu de încărcare pentru fixarea chimicalelor aplicate o maşină de spălat pentru ţesătură sub formă de funie.

Dispozitivul pentru vopsire prin împregnare pe fulard este compus dintr-un bazin lung, echipat cu doi sau trei cilindri rotativi la alimentare şi alţi doi la eliberare. Bazinul conţine o soluţie concentrată din chimicalele şi produsele auxiliare care trebuie aplicate (agenţi de descleiere, de înălbire etc). Ţesătura este presată de cilindri rotativi la alimentare, pentru a se obţine o absorbţie omogenă a chimicalelor şi eliminarea aerului. Ceilalţi doi cilindri presează numai ţesătura. După presare, ţesătura reţine numai o cantitate relativ mică de soluţie. De aceea, concentraţia chimicalelor trebuie să fie mare şi, în plus, soluţiile trebuie stabilizate în mod corespunzător pentru a se evita reacţiile nedorite de oxidare etc.Spaţiul de încărcare (numit şi cameră de reacţie) poate avea diverse forme: un model tipic este cel în formă de J, umplut cu soluţie de tratare până la o treime din capacitate.Principalul avantaj al acestei tehnici îl reprezintă capacitatea mare de producţie. Pe de altă parte, există riscul cutelor longitudinale, care pot inflenţa negativ procesul de vopsire. De aceea, această tehnică se aplică în principal produselor finite albe, pentru operaţuni de tratare prealabilă (de exemplu înălbirea).

557

Figura 10.8: Exemplu de proces continuu pentru tricotaje în forma de funie [69, Corbani, 1994]

10.4 Ţesătura în lăţime

10.4.1 Procese discontinue

10.4.1.1 Grinda de punte

Ţesătura este bobinată în lăţime pe un cilindru perforat numit grinda de punte (vezi figura 10.9). Ţesătura rămâne imobilă iar baia este pompată prin grinda de punte. Direcţia curgerii este în mod normal din interiorul spre exteriorul rolei textile.

Capetele grinzii de punte sunt acoperite cu table subţiri înainte de a fi bobinată ţesătura, pentru a preveni o scurtcircuitare a lichidului.

Grinzile de punte pot opera fie sub presiune, fie la presiune atmosferică.

Aceste maşini sunt potrivite pentru operaţiuni de pretratare cum ar fi curăţarea şi înălbirea cât şi pentru vopsirea materialelor uşoare, late şi delicate. Un dezavantaj îl reprezintă riscul ca penetrarea produselor chimice şi a auxiliarelor folosite pentru tratare să nu fie omogene.

Figura 10.9: Reprezentare schematică a maşinei de vopsire cu grinzi de punte [18, VITO, 1998]1. Ţesătura2. Sistem cu supapă pentru schimbarea direcţiei de curgere

558

10.4.1.2 Ciurul

Ciurul (vezi figura 10.10) este compus dintr-un tub trapezoidal care conţine baia şi două role pe care ţesătura este bobinată alternativ. În cazul acestui tip de maşină, baia este staţionară în timp ce ţesătura este în mişcare. Ţesătura, bobinată iniţial pe prima rolă, este scufundată în baie şi apoi bobinată pe cealaltă rolă; apoi se schimbă direcţia şi procesul continuă. Ţesătura este direcţionată pe traseu cu ajutorul unor mici compresoare de ghidare.

Se produc şi ciururi HT care permit tratamente la temperaturi de peste 100 0C. Acest tip de maşină este folosit nu numai pentru vopsire ci şi pentru diverse tratamente pe ţesăturile cu lăţire completă.

Principalul dezavantaj al acestui sistem este riscul ca partea iniţială şi cea finală ale rolei să nu fie omogene. Aceasta se datorează variaţiilor vitezei de avans şi întinderii ţesăturii sau temperaturii şi concentraţiei chimice a băii în timpul perioadei de tratament. Totuşi, în ciururile moderne întinderea ţesăturii este păstrată constantă de-a lungul întregului proces, mulţumită dispozitivelor speciale.

Figura 10.10: Reprezentarea schematică a unui ciur [18, VITO, 1998]1. Fereastră2. Ţesătură

559

3. Rola de preluare4. Rola de eliberare5. Soluţia6. Dispozitive de ghidare

10.4.2 Procese continue şi semi-contiueCele mai des folosite procese continue şi semi-continue sunt:

- proces discontinuu de vopsire prin impregnare pe fulard- rolă de fulard- ciurul de fulard- aburul de fulardare- uscătorul de fulardare- termosolul.

Acestea sunt descrise pe scurt în secţiunile următoare.Paşii de tratament obişnuiţi în procesele continue şi semi-continue sunt:

- aplicarea vopselii sau a agentului de finisare fie prin impregnare (folosind un dispozitiv de căptuşire) fie prin intermediul altor tipuri de sisteme de aplicare (vezi Fig. 10.12)

- stocare/fixare, care poate fi făcută în diferite moduri în funcţie de procesul aplicat (de exemplu: căldura uscată, abur)

- spălare în mod continuu pe lăţime.

Maşinile de căptuşire (fularde) sunt folosite în aplicarea agenţilor de vopsire sau a chimicalelor pe ţesătura plasată pe lăţime. Ţesătura trece prin jgheab unde se îmbibă cu soluţie. După ce iese din jgheab, ţesătura este stoarsă între role de cauciuc. Cantitatea de soluţie cu care se îmbibă depinde în principal de presiunea produsă de cele două role, viteza cu care este rulată ţesătura şi tipul de substrat. Nivelul substanţei din jgheab este menţinut automatic pentru a compensa pierderea de lichid prin imbibare. Substanţa este amestecată continuu pentru a se evita diferenţele de temperatură şi/sau concentraţie.

560

Există diferite moduri de „fulare”: câteva exemple sunt date în Fig. 10.11.Fig. 10.11: Tipuri de „fularde”[18, VITO, 1998]

Căptuşirea este cea mai obişnuită aplicaţie în finisarea textilă, dar în industria covoarelor, sunt comune alte sisteme de aplicaţie (vezi figura de mai jos). Datorită performanţei lor ecologice mai ridicate, unele dintre ele sunt folosite din ce în ce mai mult în sectorul de finisare textilă.

561

Figura 10.12: O ilustrare a celor mai importante dispozitive de vopsire/finisare [211, Kuster, 2001]

10.4.2.1 Procesul de încărcare prin căptuşire (semi-continuu)Acest proces include o etapă de impregnare pe o maşină de căptuşire.

După stoarcere, ţesătura este bobinată pe o rolă şi păstrată la temperatura camerei. Rola este menţinută într-o rotaţie uşoară până când procesele chimice dorite (de exemplu: fixarea vopselelor, etc.) se încheie. La final, ţesătura este spălată într-un aparat pe lăţime.

Acest proces este în general folosit pentru pretratament (de exemplu: îngustarea) şi vopsire (în special cu vopsele directe şi reactivi). Se caracterizează printr-un consum scăzut de apă şi energie (aproximativ 50 – 80% mai puţin decât sistemul convenţional) şi o bună fezabilitate.

562

10.4.2.2 Procese cu rolă de căptuşire (semi-continue)Acest proces este similar celui de căptuşire prin încărcare, dar în acest caz ţesătura, după

căptuşire, trece într-un cuptor cu infraroşu. Este apoi rulată şi menţinută într-o rotaţie uşoară într-o cameră de uscare cu abur până la fixare sau până la încheierea altor procese chimice. Ţesătura este apoi spălată într-un aparat de spălare pe lăţime.

10.4.2.3 Procesul cu ciurul de căptuşire (semi-continue)Acest proces este folosit în general ca o tehnică de vopsire, în principal pentru ţesăturile

grele cu vopsiri directe şi reactive.

În acest proces ţesătura trece printr-o maşină de căptuşire unde este impregnată cu vopsea, apoi ţesătura vopsită este fixată pe un ciur.

Uneori ţesătura poate fi vopsită într-un uscător cu flacără după căptuşire, înainte de a intra pe ciur.

Aplicarea vopselelor după căptuşire permite o vopsire omogenă şi economie de timp prin comparaţie cu procesele tradiţionale de vopsire prin ciur.

10.4.2.4 Procesul cu ajutorul aburului de căptuşire (continuu)Această tehnică este folosită în principal pentru curăţarea ţesăturii împletite şi pentru

vopsire. Este potrivită în general pentru aplicarea vopselelor directe, sulfurate şi reactive.

Include următorii paşi:- impregnare prin căptuşire- aburire (la aproximativ 100 OC)- o a doua impregnare a ţesăturii cu agenţi de dezvoltare (de exemplu: agenţi de reducere în

vopsirea sulfurată)- spălare şi curăţare

Fig. 10.14: Reprezentare schematică a unui echipament de căptuşire cu aburi (abur rece) pentru vopsirea de cuvă [186, Ullmann’s, 2000]

10.4.2.5 Procesul de căptuşire uscată (continuu)Acest proces include următorii paşi:

- impregnare prin căptuşire- vopsire provizorie (opţional)- fixare la flacără- spălare

563

10.4.2.6 Proces termosol (continuu)Acest proces este specific pentru vopsirea cu vopsele dispersate pentru materiale din poliesteri sau amestecuri poliesteri/bumbac.

Acest proces include următorii paşi:- impregnare în substanţa de vopsire- prevopsire într-un cuptor cu infraroşu- vopsire la flacără- trecerea printr-o cabină de fixare termală la 200 OC a vopselelor dispersate pe PES.

Un tratament ulterior alcalin cu proprietăţi reductive este urmat apoi sau, în cazul amestecurilor de bumbac cu poliester, de a doua vopsire potrivit procedurii tipice clasei din care face parte, folosindu-se în general procesele de căptuşire cu aburi, la ciur şi la încărcare.

11 ANEXA IV: REŢETE TIPICE (CU CÂŢIVA FACTORI DE EMISIE ASOCIAŢI) ÎN SECTORUL TEXTIL

Următoarele înformaţii sunt bazate pe [179, UBA, 2001] cu referire la: [7, UBA, 1994]Schonberger, H.; Kaps, U.Reduktion der Abwasserbelastung in der Textilindustrie

11.1 Pretratament11.1.1 Bumbac şi amestecuri din bumbacŢesături Micşorare enzimatică

Produse chimice (g Telquel/kg substrat textil) ObservaţiiEnzime 5Agent de complexare 1Surfactant 1-8 Pentru procese discontinue, de

exemplu: micşorarea într-un scripet cu un raport de substanţă de 1:20, sunt aplicate până la 30g Telquel/kg de substrat textil

Consum de apă(l/kg de substrat textil)

4-6

Tabelul 1: reţetă standard pentru micşorare enzimatică de ţesături constând în CO şi amestecuri de CO.

Înlăturarea agenţilor de măsurare indisobuli în apă printr-o micşorare oxidantă rece.

Este un proces semi-continuu. Substanţa pentru micşorarea oxidantă este adăugată la temperatura camerei cu o concentraţie de 70-80%. Reacţia are loc după un timp de reţinere de 16-24 h (max. 72h). Ţesătura este apoi clătită în totalitate.

564

Anexe

Produse chimice Proces continuu şi optimizat

Proces discontinuu

Observaţii

NaOH 10-20 De obicei aplicată în soluţie de 33% sau 50%

H2O2(100%) 15-25 De obicei aplicată în soluţie de 33% sau 50%

Surfactanţi 1,5-3 Ca surfactanţi, se aplică un amestec de surfactanţi neionici (în medie 70%, de ex. alcool etoxilat gras) şi anionici (aproximativ 30%, în special alchisulfonaţi dar şi alchil sulfaţi şi alchilbenzen-sulfonaţi linear)

Agenţi de complexare 2-4 Ca şi agenţi de complexare se aplică agenţi poliacrilaţi şi fosfonaţi dar nu şi EDTA sau DTPA.

MgSO4 (100%) 0,15-0,3 De obicei aplicată în soluţie de 40%

Un pahar de apă (100%)

5-8 De obicei aplicată în soluţie de 40%

Naperoxodisulfat (100%)

3-6 De obicei aplicată în soluţie de 20%

Consum de apă (l/kg de substrat textil)

4-6 sau 8-12 4-6 l/kg în caz de folosire multifuncţională a apei sau eficienţă mare a compartimentelor de spălare, în alte cazuri 8 - 12 l/kg

Tabelul 2: reţeta standard pentru micşorarea enzimatică de ţesături constând în CO şi amestecuri de CO combinaţi cu agenţi de măsurare insolubili în apă.

565

Îndepărtarea agenţilor de măsurare solubili în apă

Produse chimice Proces continuu şi optimizat

Proces discontinuu

Observaţii

Agenţi de complexare

1 3-15 Ca şi agenţi de complexare se aplică agenţi poliacrilaţi şi fosfonaţi dar nu şi EDTA sau DTPA.

Surfactant 1-3 4-20 Ca surfactanţi, se aplică un amestec de surfactanţi neionici (în medie 70%, de ex. alcool etoxilat gras) şi anionici (aproximativ 30%, în special alchisulfonaţi dar şi alchil sulfaţi şi alchilbenzen-sulfonaţi linear); şi într.o mai mică măsură sulfaţi alchileterici şi esteri. Pentru revenirea agenţilor de măsurare, micşorarea are loc fără surfactanţi; însă în acest caz este nevoie de mai multe compartimente de spălare pentru a sta sub un conţinut rezidual de agenţi de măsurare de 1,2%. Foarte des formulările de surfactanţi conţin deja agenţi de despumare (0,1-1g/kg); dacă nu este nevoie de o dozare de agenţi de despumare. De obicei se folosesc polisiloxani (dozare foarte scăzută) şi hidrocarboni într-o măsură mică (dozaj mai mare) şi esteruri fosforice trialchilice.

Bicarbonat de sodiu sau NaOH (100%)

0-30-2

0-30-2

Consum de apă (l/kg de substrat textil)

4-6 sau 8-12 Circa 50 (scripet) 4-6 l/kg în caz de folosire multifuncţională a apei sau dacă nu, 8-12 l/kg; în procese continue, se foloseşte apa de la înălbire sau curăţare pentru micşorare.

Tabelul 3: reţeta standard pentru micşorarea de ţesături constând în CO şi amestecuri de CO combinaţi cu agenţi de măsurare solubili în apă.

566

Curăţarea

Produse chimice Proces continuu şi optimizat

Proces discontinuu

Observaţii

NaOH (100%) 20-80 20-80 Cantitatea depinde atât de procentul de bumbac din amestec cât şi de procesul folosit

Agenţi de complexare

1-6 3-30 Unii furnizori de agenţi de complexare nu recomandă mai mult de 2g/kg pentru procesele continue. Aplicarea agenţilor de complexare este necesară pentru a extrage calciu. În acest scop, NTA nu este destul de eficient. În mod normal, un amestec de diferiţi agenţi de complexare cum ar fi fosfonaţi, gluconaţi, polifosfaţi, NTA, poliacrilaţi (în anumite cazuri sunt încă folosiţi EDTA şi DTPA).

Folosirea agenţilor de complexare poate fi redusă semnificativ dacă se aplică un tratament acid înaintea curăţirii (în Germania această posibilitate este foarte rar întâlnită).

În anumite cazuri sunt folosite combinări de agenţi de complexare şi agenţi de reducţie.

Surfactant 5-6 5-30 Unii furnizori recomandă 2-4 g/kg pentru procesele continue. Compoziţia are în vedere pe acela care este dat pentru micşorarea agenţilor de măsurare solubili în apă (a se vedea tabelul 3).

Consum de apă (l/kg de substrat textil)

8-10 Circa 50 Pentru procesele continue este inclusă clătirea; consumul poate fi mic dacă se practică reciclarea apei.

Tabelul 4: reţeta standard pentru curăţarea de ţesături constând în CO şi amestecuri de CO.

Înălbirea

567

Produse chimice Proces continuu şi optimizat

Proces discontinuu

Observaţii

H2O2 (100%) 5-15 5-15 Stabilizat cu acid fosforic şi cu stabilizatori organiciNaOH (100%) 4-10 4-30 La începutul procesului de înălbire, acidul fosforic

este neutralizat şi îşi pierde efectul stabilizatorAgenţi de complexare

0-2 0-2 Pentru complexarea ionilor de calciu şi a altor metale grele, sunt folosiţi aceeaşi compuşi ca şi pentru curăţare; magneziul nu poate fi complexat deoarece contribuie la stabilizarea H2O2.

Stabilizator organic

0-10 0-20 Pentru stabilizarea H2O2 sunt disponibile multe produse care conţin agenţi de complexare pentru ioni de calciu şi metale grele, cum ar fi gluconatul, NTA/EDTA/DTPApoliacrilaţi şi fosfonaţi; în Germania DTPA nu se mai aplică şi doar într-o mică măsură EDTA.

Surfactant 2-5 2-10 Se folosesc aceeaşi compuşi ca la micşorare şi curăţare (a se vedea tabelele 3 şi 4).

Silicat de sodiu 8-20 Silicatul de sodiu acţionează ca un tampon pH, furnizator de bază, anticatalizator şi stabilizator.

Consum de apă (l/kg de substrat textil)

6-12 Cca. 50 Clătirea este exclusă

Consumul de agenţi de complexare, stabilizatori organici şi anorganici din silicat variază în total între 0-20 g/kg. În ce priveşte curăţarea, consumul poate fi redus semnificativ printr-un pretratament acid.Tabelul 5: reţeta standard pentru înălbirea de ţesături constând în CO şi amestecuri de CO.

MercerizareProduse chimice g Telquel/kg de

substrat textilObservaţii

NaOH (100%) 200 – 300Agent de umezire

0-10 Se foloseşte un agent de umezire doar în cazul mercerizării uscate-umede (mercerizare brută). Ei constau într-un lanţ scurt de compuşi anionici cum ar fi alchilsulfaţii.

Agent de complexare

2 Doar pentru mercerizarea brută. Se folosesc aceleaşi produse chimice ca şi în cazul curăţării (a se vedea tab. 4))

Tabelul 6: reţeta standard pentru mercerizarea de ţesături constând în CO şi amestecuri de CO

Tratamentul de bazăProduse chimice (g Telquel/kg de

substrat textil)Observaţii

KOH(100%) sau NaOH (100%)

200-30060-230

Sandoflex A 60-80 ml Produsul este o formulă lichidă cu o concentraţie de compuşi activi de 50%. Conţine esteri de acid sulfuric, un derivat acid gras şi un alchisulfonat

Agent de umezire

5

Tabelul7: reţeta standard pentru tratamentul bazei la ţesături constând în CO şi amestecuri de CO.Tricotaje

În pretratamentul tricotajelor nu este nevoie de micşorare deoarece agenţii de măsurare nu sunt prezenţi.

568

Se aplică o „uşoară curăţare” dacă nu este nevoie de înălbire; de exemplu: se aplică la ţesăturile care se vopsesc cu culori închise (negru, maro, bleumarin sau turcoaz, etc); „uşoara curăţare” se mai numeşte şi „prespălare bazică/alcalină”; nu se găseşte o definiţie precisă.

De obicei înălbirea se aplică doar materialelor cu calităţi totale de înălbire care prin urmare nu se vopsesc sau care sunt vopsite în culori deschise sau intermediare. Totuşi, datorită logisticii, anumite fabrici înălbesc orice fel de calitate. În cazul proceselor continue, înălbirea este de obicei realizată într-o singură etapă. Există totuşi cazuri speciale în care se aplică un proces de înălbire combinat cu acid peracetic/peroxid de hidrogen/iluminator optic.

În multe cazuri, aşanumita înălbire combinată, care constă într-o înălbire în două etape cu hipoclorit de sodiu şi peroxid de hidrogen a fost înlocuită cu o înălbire cu peroxid de hidrogen în două etape şi o înălbire într-o etapă cu agenţi de reducere. Un pretratament acidic, care cere un dozaj mai scăzut de agenţi de complexare în etapa de înălbire ulterioară este dus la îndeplinire într-o singură etapă, similar cu ţesăturile din bumbac sau cu amestecurile din bumbac.

Consumul de produse chimice în pretratamentul tricotajelor este asemănător cu cel al ţesăturilor.

Demineralizare neutră/acetică

Produse chimice (g Telquel/kg de substrat textil)

Observaţii

Acid anorganic sau organic

0-2

Agenţi de complexare

1-3 Se folosesc aceleaşi produse chimice ca şi pentru curăţarea ţesăturilor (a se vedea tabelul 4).

Surfactant 1-3 Se folosesc aceleaşi produse chimice ca şi pentru micşorarea agenţilor de măsură solubili în apă (a se vedea tab. 3)

Consum de apă (l/kg de substrat textil)

n.d.

Tabelul 8: reţetă standard pentru demineralizarea neutră/acetică a tricotajelor constând în CO şi amestecuri de CO

Procesul de „curăţare uşoară” (prespălare alcalină/bazică)

Produse chimice (g Telquel/kg de substrat textil) ObservaţiiBicarbonat de sodiu sau NaOH (100%)

Cca. 50Cca. 50

Se aplică o largă gama de cantităţi de baze

Surfactant 1-3Consum de apă (l/kg de substrat textil)

n.d.

Tabelul 9: reţetă standard pentru „curăţarea uşoară” a tricotajelor constând în CO şi amestec de CO.

Înălbire cu hipoclorit

Produse chimice (gTelquel/kg de substrat textil)

Procese continue şi optimizare

(gTelquel/kg de substrat textil)

Procese discontinue

Observaţii

NaOCl (ca şi clor activ) 5-6 Cca. 30NaOH (100%) 1-3 5-15Surfactant 2-5 2-10Consum de apă (l/kg de substrat textil)

n.d. n.d.

Tabelul 10: reţetă standard pentru înălbirea cu hipoclorit a tricotajelor constând în CO şi amestecuri de CO.

569

Înălbirea cu peroxid de hidrogen

Produse chimice (gTelquel/kg de substrat textil)

Procese continue şi optimizare

(gTelquel/kg de substrat textil)

Procese discontinue

Observaţii

H2O2 (100%) 5-15 5-15NaOH (100%) 4-10 4-30 De obicei se aplică un

dozaj mai scăzut deoarece la tricotaje cojile de seminţe sunt deja îndepărtate în mare parte

Agenţi de complexare 0-2 0-2 A se vedea tabelul 5Stabilizator organic 0-10 0-20 A se vedea tabelul 5Surfactant 2-5 2-10 A se vedea tabelul 5Silicat de sodiu 8-20 0-20 A se vedea tabelul 5Consum de apă (l/kg de substrat textil)

n.d. n.d.

Tabelul 11: reţetă standard pentru înălbirea cu peroxid de hidrogen a tricotajelor constând în CO şi amestec de CO.

11.1.2 Vâscoză

Ţesătura

De obicei vâscoza se tratează cu baze. Doar în mod excepţional se procedează la o înălbire cu peroxid de hidrogen. Aşadar cantităţile de substanţe chimice folosite sunt mai mici decât în cazul bumbacului deoarece vâscoza nu conţine elemente naturale care trebuie înlăturate.

Tratament alcalin/bazic

Produse chimice (g Telquel/kg de substrat textil) ObservaţiiNaOH (100%) 40-60 În mod normal, puterea sodei caustice folosite

este de 6BeSurfactant 3-20Consum de apă (l/kg de substrat textil)

n.d.

Tabelul 12: reţetă standard pentru tratament bazic al ţesăturilor constând în vâscoză.

Curăţare

Produse chimice (g Telquel/kg de substrat textil) ObservaţiiNaOH (100%) Cca. 30 Când procesul de curăţare este aplicat într.o

singură etapăSurfactant 3-20Consum de apă (l/kg de substrat textil)

Cca. 10

570

Tabelul 13: reţetă standard pentru curăţarea ţesăturilor constând în vâscoză.

TricotajeTricotajele care conţin vâscoză nu sunt un produs obişnuit. Reţeta standard pentru înălbire depinde de bumbac.

Oricum, dozajul de sodă caustică şi de peroxid de hidrogen este redus la 40-70%.

11.1.3 Fibre făcute manual (ţesături şi tricotaje)

Ţesăturile şi tricotajele care conţin fibre făcute manual sunt de obicei spălate pentru a se înlătura agenţii de preparare care sunt în mod normal solubili în apă. Curăţarea nu se aplică. Nu se mai foloseşte înălbirea materialelor PES şi PAN cu clorat.

Reţete standard pentru spălare (procese continue şi discontinue)Ţesături

Produse chimice (g Telquel/kg de substrat textil)

Observaţii

Baze 0-2 Pentru reglarea pH-ului în funcţie de felul agenţilor de măsurare; în mod normal se foloseşte NaOH, soda sau hidroxid de amoniu, rar fosfat de sodiu

Agenţi de complexare 0,5-15Surfactant 0,5-30Consum de apă (l/kg de substrat textil)

4-8 În cazul microfibrelor până la 60 l/kg

Tabelul 14: reţetă standard pentru spălarea ţesăturilor constând în fibre făcute manual.

Tricotaje

Produse chimice (g Telquel/kg de substrat textil)

Observaţii

Agenţi de complexare 0-10 Se folosesc predominant poliacrilaţii, mai puţin polifosfaţii

Surfactant 2-20Consum de apă (l/kg de substrat textil)

n.d.

Tabelul 15: reţetă standard pentru spălarea tricotajelor din fibre făcute manual.

ÎnălbireaÎnălbirea reductivă a poliamidei

Produse chimice (g Telquel/kg de substrat textil)

Observaţii

Ditionit de sodiu conţinând formula

10-30

Iluminator optic 5-15Surfactant 1-2Consum de apă (l/kg de substrat textil)

n.d.

Tabelul 16: reţetă standard pentru înălbirea reductivă optică a poliamidei.

571

Înălbirea materialelor PES şi PAN cu clorat de sodiu

Produse chimice (g Telquel/kg de substrat textil)

Observaţii

NaClO2 (100%) 5-15Acid formic pH 2,5-3,5 sau acid oxalic pH 2,5

n.d. Mai conţine şi săruri tampon şi stabilizatori

Inhibitor de coroziune 10-20Consum de apă (l/kg de substrat textil)

n.d.

Tabelul 17: reţetă standard pentru înălbirea materialelor PES şi PAN cu clorat de sodiu.

11.1.4 LânaCurăţarea lânii neprelucrate

Produse chimice (g Telquel/kg de substrat textil)

Observaţii

Bicarbonat de sodiu n.d.Surfactant n.d. Tipuri non-ioniceConsum de apă (l/kg de substrat textil)

Cca. 4 Pentru procese continue optimizate

Tabelul 18: reţetă standard pentru curăţarea lânii neprelucrate.

Carbonizarea

Produse chimice (g Telquel/kg de substrat textil)

Observaţii

H2SO4 (100%) 35-70Surfactant 1-3Consum de apă (l/gk de substrat textil)

Cca. 30 Pentru procese continue optimizate

Tabelul 19: reţetă standard pentru carbonizarea lânii

Spălarea şi transformarea în pâslă/fetru

Produse chimice (g Telquel/kg de substrat textil) ObservaţiiBicarbonat de sodiu sau amoniac (100%) 0-5

cca. 2,5Surfactant 3-20Consum de apă (l/gk de substrat textil) n.d.Tabelul 20: reţetă standard pentru spălarea şi transformarea lânii în pâslă

Înălbirea

Pentru o înălbire totală, procesul standard pentru înălbirea lânii este aplicarea unei combinaţii de oxidare (peroxid de hidrogen) cu o înălbire reductivă ulterioară (3 g/l agent de reducere, de ex.: ditionit de sodiu stabilizat şi 0,5 g/l surfactant). Pentru preînălbirea lânii se poate folosi fie peroxid de hidrogen fie agenţi de reducere. Cu privire la reţeta standard pentru înălbirea lânii trebuie să subliniem că dozajul de substanţe chimice poate varia considerabil în funcţie de durata şi temperatura procesului.

Produse chimice (g Telquel/kg de substrat textil)

Observaţii

H2O2 (100%) 50-75 Datorită dozajului mare, procesul este de obicei

572

realizat într-o baie statică.Agenţi de complexare (stabilizatori)

5-30

Amoniac (100%) 0-20 pH 8-9 cu sistem tampon (de obicei pe bază de tripolifosfat de sodiu).

Consum de apă (l/gk de substrat textil)

n.d.

Tabelul 21: reţetă standard pentru înălbirea lânii

În anumite cazuri se foloseşte peroxid de hidrogen acid. Apoi se foloseşte un activator în loc de un stabilizator. După înălbire are loc clătirea şi apoi înălbirea reductivă (40-80g agenţi de reducere / kg lână) la 60 OC timp de 30 de minute. În final se pot adăuga iluminatorii optici.

În general, mai ales pentru înălbirea tricotajelor cu peroxid de hidrogen, se folosesc stabilizatori pe bază de derivaţi proteici şi esteri fosforici modificaţi (tipuri de lecitină). Acesti stabilizatori acţionează şi ca agenţi de dispersare. Se mai folosesc şi amida acidă grasă; pe lângă faptul că ea stabilizează baia de înălbire serveşte şi ca agent de înmuiere.

Finisare Hercosett anti-fetru

Produse chimice (g Telquel/kg de substrat textil) ObservaţiiNaOCl (ca şi clorat activ) n.d.H2SO4 (100%) n.d.Surfactant n.d.Bicarbonat de sodiu n.d.Na2SO3 n.d.Răşină de poliamidă n.d.Agent de înmuiere n.d.NaHCO3 n.d.Consum de apă (l/gk de substrat textil) n.d.Tabelul 22: reţetă standard pentru finisarea Hercosett anti-fetru a lânii

Pretratamentul pentru tiparPretratament cu substanţe care conţin clorat

Produse chimice (g Telquel/kg de substrat textil) ObservaţiiDicloroizocianurat (1,2-3,8% clorat activ) 20-60Acid formic/acetic/sulfuric 10-30Disulfiţi de sodiu sau ditioniţi 20-40Surfactant 2-5Polimeri (100%) 10-30 În special produse

cationiceConsum de apă (l/gk de substrat textil) n.d.Tabelul 23: reţetă standard pentru pretratamentul pentru tipar al lânii cu substanţe care conţin clorat

Pretratament fără substanţe care conţin clorat

Produse chimice (g Telquel/kg de substrat textil) ObservaţiiPeroxomonosulfaţi 20-60Sulfat de sodiu sau ditionit 20-60Surfactant 2-5Poliomeri (100%) 10-30 Mai mult cationici dar se

obişnuieşte şi căptuşirea cu polimeri anionici. Se folosesc şi polimerii cationici şi anionici fără

573

pre-oxidare.Consum de apă (l/gk de substrat textil)

n.d.

Tabelul 24: reţetă standard pentru pretratamentul pentru tipar al lânii fără substanţe care conţin clorat

11.2 Vopsirea

Component (ml/l) ObservaţiiVopsele reactive X (g/l)NaOH 38 Be 20-40Un pahar de apă 37/40 Be 30-50 Azi există reţete disponibile fără apă, folosind

doar bazeAgent de umezire 1-2Agenţi de complexare şi sechestrare

1-3 Mai mult fosfaţi şi poliacrilaţi pentru a minimiza depozitele de silicaţi

Uree (45%) Aprox. 200 g/l Folosită pentru vopselele reactive cu o solubilitate scăzută

Tabelul 1: reţetă tipică pentru substanţele de căptuşire pentru vopsirea la rece a fibrelor de celuloză (CO şi CV) cu vopsele reactive

Component (g/l)Vopsele de sulf XNaOH 38 Be 20-30Agent anti-spumare 1-2Agent de umezire 1,5-3Agent de reducere 20-30Tabelul 2: reţetă tipică pentru substanţele de căptuşire pentru aplicarea vopselelor cu sulf (pentru vopsirea celulozei CO şi CV).

Component (g/l)Vopsele de cuvă XAgent de umezire 1-2Agent de sechestrare 1-3Agent de anti-migrare 10-15Pentru reducereNaOH 38Be 60-100Na-ditionit 60-100Agent de umezire 1-2Tabelul 3: reţetă tipică pentru substanţele de căptuşire pentru aplicarea vopselelor de cuvă (pentru vopsirea celulozei CO şi CV)

Component (g/l)Vopsele de cuvă şi dispersate XAgent de umezire 1-2Agent de sechestrare 1-3Agent de anti-migrare 10-15

574

Acid acetic 0,5-1Tabelul 4: reţetă tipică pentru substanţele de căptuşire pentru aplicarea vopselelor de cuvă şi dispersate (pentru vopsirea celulozei/amestecuri PES cu o singură substanţă de căptuşire)

11.3 Tipărirea

Component Compoziţie %Lichid de vopsea reactivă 7Îngrosator alginat 2Ludigol 1NaHCO3 3Apă 88Tabelul 1: compoziţie tipică de paste de tipărire cu vopsele reactive (COD: ca. 55000 g/kg)

Component Compoziţie %Lichid de vopsea de cuvă 4,3Îngrosator 5Rongalit C 10,6K2CO3 11Uree 2Sorbita 5Agent de de-aerisire 0,2Apă 61,9Tabelul 2: compoziţie tipică de paste de tipărire cu vopsele reactive (COD:ca. 160000 g/kg)

Component Compoziţie %Cocă de pigment 4Îngrosator acrilat 3Emulsificator 1Liant 12Agent de legare 1Agent de umezire 1Apă 78Tabelul 3: compoziţie tipică de paste de tipărire cu pigment (COD: ca. 300000 g/kg).

Component Compoziţie %Vopsea dispersată 2,6Îngrosator cu tamarindă 7Agenţi de dispersare 0,5Fosfat de monosodiu 2,8apă 87,1Tabelul 4: compoziţie tipică de paste de tipărire cu vopsele dispersate

11.4 Finisare

Reţetele tipice pentru lichidele de căptuşire în finisarea textilă sunt rezumate în Tabelul 1, în timp ce tabelele 2-17 expun factorii de emisie a substratului la aer pentru unele formule auxiliare obişnuite listate în „Ghidul cumpărătorilor de auxiliare textile”([65, TEGEWA, 2000]).

575

Efect Substrat Temperatura de fabricare (grade C)

Reţeta

Înmuiere PES/CV/CO 150 Agent de înmuiere: 130 g/lAgent de spumare: 15 g/l

Înmuiere PES 170 Agent de înmuiere: 40 g/lÎnmuiere CO/PES 160 Agent de înmuiere: 20 g/lÎnmuiere PES/WO 130 Agent de înmuiere: 5g/lÎnmuiere, iluminator optic, antielectrostatic

PES 185 Agent de înmuiere: 5 g/lIluminator optic: 19 g/lAgent anti-electrostatic: 6 g/lAgent de umezire: 2 g/lAgent de nivelare: 2 g/l

Înmuiere, întărire CO 120 Amidon: 50 g/lAgent de înmuiere: 30 g/lAgent de înmuiere:15 g/lAgent de înmuiere:2 g/l

Hidrofobic, condiţionare PES 160-190 Agent hidrofobic: 52 g/lAgent de condiţionare: 27 g/l

Hidrofobic PES 160-190 Agent hidrofobic: 90 g/lHidrofobic PAC/PES 180 Agent hidrofobic: 40 g/l

Acid acetic: 2 g/lAnti-alunecare PAC 160 Agent de anti-alunecare: 50 g/lAnti-alunecare PES/WO 130 Agent de anti-alunecare: 30 g/lUşor de întreţinut CO/PES 130-170 Agent de lipire: 50 g/l

Catalist: 7 g/lAcid: 0,5 g/l

Uşor de întreţinut PES 155 Agent de anti-creştere (fără formaldehidă): 25 g/lAditiv pentru întreţinere: 10 g/lAgent de dispersare: 1 g/lAgent de nivelare: 5 g/l

Uşor de întreţinut, înmuiere, iluminator optic

CO 100-150 Agent de înmuiere: 35 g/lAgent de condiţionare: 10 g/lIluminator optic: 25 g/lAgent de lipire: 50 g/l

Uşor de întreţinut, înmuiere, post-tratament prin vopsire

CO/EL 170 Agent de înmuiere: 30 g/lAgent de lipire: 20 g/lPost-tratament vopsire: 10 g/lCatalist: 8 g/lAcid acetic: 1 g/l

Uşor de întreţinut, înmuiere, iluminator optic

CO 150 Agent de lipire: 100 g/lCatalist 1: 30 g/lCatalist 2: 5 mg/lAgent de înmuiere 1: 40 g/lAgent de înmuiere 2: 40 g/lIluminator optic: 2 g/l

Uşor de întreţinut, înmuiere CV/PA 6 180 Agent de lipire: 65 g/lCatalist 1: 20 g/lCatalist 2: 0,2 mg/lAgent de înmuiere 1: 50 g/lAgent de înmuiere 2: 15 g/l

Uşor de întreţinut, înmuiere, anti-alunecare

LI/CO 180 Agent de lipire: 70 g/lCatalist: 40 g/lAgent anti-alunecare: 35 g/lAgent de înmuiere 1: 10 g/lAgent de înmuiere 2: 40 g/lAgent de de-aerisire: 2 g/l

576

Anti-electrostatic, anti-alunecare PES 100 Agent de anti-alunecare: 90 g/lAgent anti-electrostatic: 5 g/l

Anti-electrostatic, iluminator optic

PES 190 Iluminator optic: 9 g/lAgent anti-electrostatic: 7 g/l

Retardarea flăcării CO 145 Retardator de flacără: 160 g/l

Anexe

Ingrediente activeC organic (g/kg)-Conditii de testare (Temperatura de uscare curing (°C); Timpul de uscare (min)); SubstratAUleiuri minerale500-800190° C, 2 min (PES)BEsteri de acizi grasi conventionali100-250190° C, 2 min (PES)CEsteri de acizi grasi sterici hindered50-100190° C, 2 min (PES)DPoliesteri polyolesters20-200190° C, 2 min (PES)EPoliester-polietercarbonati10-50190° C, 2 min (PES)Tabelul 2: Factori de emisie specifici substratelor textile ale unor diferiti compusi in agenti de preparare in anumite conditii

C organic (g/kg)Formaldehida (g/kg)Conditii de testare (Temperatura de uscare curing (°C); Timpul de uscare (min)); SubstratA144170° C, 4 min (CO)B155170° C, 3 min (CO/PES)C26180° C, 1,5 min (CO)D154170° C, 3 min (CO/PES)E204170° C, 3 min (CO)F515190° C, 1,5 min (PES)G233150° C, 2 min (CO)H53170° C, 3 min (CO)Tabelul 3: Factori de emisie in aer specifici substantelor (carbon organic si formaldehida) componente ale agentilor de finisare (easycare=) pentru o intretinere usoara avand la baza derivati de uree dimetiloldihidroxieten

C organic (g/kg)FormaldehidaConditii de testare (Temperatura de uscare curing (°C); Timpul de uscare (min)); SubstratA136160° C, 1 min (PES)B3319190° C, 1,5 min (PES)C2431170° C, 1,5 min (CO)D2151170° C, 3 min (CO)E75150° C, 3 min (CO)F114170° C, 3 min (CO)Tabelul 4: Factori de emisie in aer specifici substantelor(carbon organic si formaldehida) componente ale agentilor de finisare (easycare) pentru o intretinere usoara avand la baza derivati de melamina

Ingrediente activeC organic (g/kg)Conditii de testare (Temperatura de uscare curing (°C); Timpul de uscare (min)); SubstratAEtoxilat de acizi grasi, hidrocarburi112190° C, 1,5 min (PES)BSilicon22160° C, 2 min (PES)CHidrocarburi (80 %)573170° C, 4 min (CO)DHidrocarburi737190° C, 1,5 min (PES)Tabelul 5: Factori de emisie in aer specifici substantelor componente ale antispumantilor

Ingrediente activeC organic (g/kg)Conditii de testare (Temperatura de uscare curing (°C); Timpul de uscare (min)); SubstratAEtoxilat de alcool gras64150° C, 2 min (WO)BDerivat de alcool gras31190° C, 1,5 min (PES)CTributilfosfat239170° C, 4 min (CO)DTributilfosfat228170° C, 4 min (CO)ETributilfosfat335190° C, 1,5 min (PES)FEsteri de acid fosforic45170° C, 4 min (BW)GEtoxilat de alcool grasi81190° C, 1,5 min (PES)HEtoxilat de alcool grasi294190° C, 1,5 min (PES)I Alcansulfonati Alkansulphonates142150° C, 1,5 min (PES)Tabelul 6: Factori de emisie in aer specifici substantelor componente ale auxiliarilor pentru udare/agentilor de udare

577

Ingrediente activeC organic (g/kg)Conditii de testare (Temperatura de uscare curing (°C); Timpul de uscare (min)); SubstratAPolisiloxan19170° C, 4 min (CO)BPolisiloxan10170° C, 4 min (CO)CPolisiloxan3170° C, 3 min (CO)DPolisiloxan17160° C, 0,5 min (CO)EPolisiloxan, polietilena0,6170° C, 4 min (CO)FPolisiloxan17170° C, 4 min (CO)GDerivat de acizi grasi1,9170° C, 3 min (CO)HDerivat de acizi grasi4170° C, 4 min (CO)IDerivat de acizi grasi5170° C, 2 min (CO)KDerivat de acizi grasi2170° C, 3 min (CO)LDerivat de acizi grasi1170° C, 4 min (CO)MDerivat de acizi grasi, ceara38180° C, 1,5 min (PES)Tabelul 7: Factori de emisie in aer specifici substantelor componente ale emolientilor=softening

Ingrediente activeC organic (g/kg)Conditii de testare (Temperatura de uscare curing (°C); Timpul de uscare (min)); SubstratADerivat de acid carboxilic aromatic357150° C, 4 min (PES)BEsteri aromatici219190° C, 1 min (PES)Co-fenilfenol354190° C, 1,5 min (PES)Tabelul 8: Factori de emisie in aer specifici substantelor componente ale transportorilor

Ingrediente activeC organic (g/kg)Conditii de testare (Temperatura de uscare curing (°C); Timpul de uscare (min)); SubstratADerivat de acid fosfonic124190° C, 1,5 min (PES)BDerivat de acid fosfonic37100° C, 1 min (PES)CSaruri anorganice2170° C, 3 min (CO)DCompus de P organic19; formaldehida:30g/kg160° C, 3,5 min (CO)ECompus de P organic0,2: formaldehida:3,6g/kg120° C, 2 min (CO)FAlchilfosfat109150° C, 2 min (PES)GSaruri anorganice/organice12110° C, 2 min (PES)HCompus de P organic24175° C, 1 min (PES)ICompus de /continand containing N si P0,2150° C, 3 min (CO)KSaruri anorganice/organice3110° C, 2 min (PES)LCompus de /continand containing N si P30190° C, 1,5 min (PES)Tabelul 9: Factori de emisie in aer specifici substantelor componente ale flame-retardants=retardator/ignifug(reduce viteza unei reactii)

Ingrediente activeC organic (g/kg)Conditii de testare (Temperatura de uscare curing (°C); Timpul de uscare (min)); SubstratARasina de fluorocarbon43190° C, 1,5 min (PES)BRasina de fluorocarbon47 42190° C, 1,5 min (PES) 170° C, 4 min (CO)CRasina de fluorocarbon23150° C, 4 min (CO)DRasina de fluorocarbon19 9150° C, 3 min (CO) 170° C, 3 min (PES)ERasina de fluorocarbon22150° C, 3 min (PES)FVarious= Diverse.Rasini de fluorocarbon (acelasi producator)13;15;5;7 22;8;13;37170° C, 4 min (CO) 190° C, 1,5 min (PES)GHParafina, sare anorganica43120° C, 2 min (CO)IParafina, sare de Zr15150° C, 4 min (CO)KParafina29170° C, 3 min (CO)LPolisiloxan37150° C, 3 min (CO)MDerivat de poliuretan25170° C, 3 min (CO)NDerivat de melamina19; formaldehida: 2 g/kg140° C, 4 min (CO)Tabelul 10: Factori de emisie in aer specifici substantelor componente ale auxiliarilor hidrofugi=repellent

Ingrediente activeC organic (g/kg)Conditii de testare (Temperatura de uscare curing (°C); Timpul de uscare (min)); SubstratAParafina, polietilena75190° C, 1,5 min (PES)BEster de acid gras13170° C, 4 min (CO)CCeara minerala??= wax67190° C, 1,5 min (PS)DParafina79190° C, 1,5 min (PES)ECeara minerala?? =wax172190° C, 1,5 min (PES)FDerivat de acid gras5170° C, 1,5 min (CO)GDerivat de acid gras2140° C, 2 min (CO)HDerivat de acid gras3190° C, 1,5 min (PES)Tabelul 11: Factori de emisie in aer specifici substantelor componente ale agentilor de conditionare

Ingrediente activeC organic (g/kg)Conditii de testare (Temperatura de uscare curing (°C); Timpul de uscare (min)); SubstratAAcid disulfonic diaminostilben2170° C, 3 min (BW)BDerivat

578

de pirazolina32190° C, 1,5 min (PES)CAcid disulfonic diaminostilben3170° C, 3 min (BW)DDerivat de benzoxazol2190° C, 1,5 min (PS)EDerivat de distirilbenzen18190° C, 1,5 min (PS)FDerivati de pirena si oxazol22190° C, 1,5 min (PS)GDerivat de benzoxazol11190° C, 1,5 min (PS)Tabelul 12: Factori de emisie in aer specifici substantelor componente ale auxiliarilor pentru avivare

Ingrediente activeC organic (g/kg)Conditii de testare (Temperatura de uscare curing (°C); Timpul de uscare (min)); SubstratASare organica72150° C, 3 min (PES)BAlchilfosfat27190° C, 1,5 min (PES)CPoliglicoleter7150° C, 3 min (PES)DCompus organic de P14170° C, 1 min (PES)ECompus de amoniu cuaternar4190° C, 1,5 min (PES)FAlchilfosfat5190° C, 1,5 min (PES)GCompus de amoniu cuaternar24190° C, 1,5 min (PES)Tabelul 13: Factori de emisie in aer specifici substantelor componente ale auxiliarilor anti-electrostatici/pentru antistatizare

Ingrediente activeC organic (g/kg)Conditii de testare (Temperatura de uscare curing (°C); Timpul de uscare (min)); SubstratAAlcool polivinil3170° C, 1,5 min (CO)BDerivat de amidon1160° C, 4 min (CO)CPoliacrilat2170° C, 1,5 min (CO)Tabelul 14: Factori de emisie in aer specifici substantelor componente ale auxiliarilor pentru umplere si de apretare

Ingrediente activeC organic (g/kg)Conditii de testare (Temperatura de uscare curing (°C); Timpul de uscare (min)); SubstratACompus de amoniac cuaternar3170° C, 1,5 min (CO)BCompus de amoniac cuaternar3170° C, 4 min (CO)CCompus de amoniac cuaternar<1180° C, 1 min (CO)DCompus de amoniac cuaternar17190° C, 1,5 min (PES)Tabelul 15: Factori de emisie in aer specifici substantelor componente ale agentilor de post-tratare pentru ameliorarea rapiditatii

Ingrediente activeC organic (g/kg)Conditii de testare (Temperatura de uscare curing (°C); Timpul de uscare (min)); SubstratACompusi heterociclici5170° C, 4 min (CO)BCompusi aromatici47 241170° C, 4 min (CO) 190° C, 1,5 min (PES)CIsotiazolinona55190° C, 1,5 min (PES)DIsotiazolinona46 302170° C, 4 min (CO) 190° C, 1 min (PES)Tabelul 16: Factori de emisie in aer specifici substantelor componente ale antimicrobioticelor

Ingrediente activeC organic (g/kg)Conditii de testare (Temperatura de uscare curing (°C); Timpul de uscare (min)); SubstratAAcid silicic0,6 3,7100° C, 0,5 min (CO) 170° C, 3 min (PES)BAcid silicic1,3 2,8170° C, 3 min (CO) 170° C, 1,5 min (PES)Tabelul 17: Factori de emisie in aer specifici substantelor componente ale agentilor impotriva alunecarii si ruperii

12 ANEXA V: AGENTI POLUANTI TIPICI (SI SURSE POTENTIALE) IN EMISIILE REZULTATE IN URMA PROCESELOR TEXTILE

SubstantaSursa posibilaHidrocarburi alifatice (C1-C40)Agenti de preparare, agenti de udare, imprimareHidrocarburi aromaticeTransportori, curatare la masinaCetoneDiferite produseAlcooli (low molecular=masa moleculara mica)Diferite produseEsteri (low molecular=masa moleculara mica)Diferite produseSiloxaniEmolientiAcizi carboxilici (e.g., acid acetic)Ajustarea/corectarea ph-

579

uluiAcizi grasiProdus derivat in /al surfactantilorAlcooli grasiProdus derivat in /al surfactantilorEsteri grasiProdus derivat in /al surfactantilorAmine graseProdus derivat in /al surfactantilorAminoalcooliProdus derivat in /al surfactantilorDioli, polioliProdus derivat in /al surfactantilorGlicoleterProdus derivat in /al surfactantilorEteri alifatici, aromaticiDiverse produseTabelul 1: Compusi chimici mai putin periculosi ce pot fi prezenti in gazul rezidual [179, UBA, 2001]Substanta Sursa posibila Acetaldehida Polivinilacetat, acid aceticAcroleina Descompunerea glicerolului Acrilati (metil, etil, butil) Agenti de acoperire= coating si de legatura pentru materialele netesute Acid acrilicPolimeri, agenti de ingrosare Amine alifaticePolimeri (in special poliuretani) Amoniac Agenti de spumare si de ingrosare2-aminoetanol Agenti de udare. Emolienti Benzilalcool Transportori Bifenil Transportori Bis (2-aminoetil)-1,2-etandiamina, N, NAgenti de udareButina-1,4 diol Rasini de fluorocarbon Caprolactam Pudra/textile din poliamida 6Clorometan (clorura de metil) Compusi de amoniu cuaternari Hidrocarburi aromatice clorinateTransportori Cloroetanol Descompunerea retardatorilor=a flame-retardants (P-esteri clorurati) Cloroparafina Flame-retardants Dicloroetan Clorura de poliviniliden Diclorometan Curatare cu solventi Dietilentriamina Agenti de udareDi(etilhexil)ftalat Auxiliari pentru vopsire/polimerdispersinoni Diglicidileter Rasini de epoxid Diisocianattoluen, 2,4-Rasina de fluorocarbon-diluantDiisocianattoluen, 2,6-Rasina de fluorocarbon-diluantN.N-dimetilacetamidaSolvent de/pentru fibre (poliamida 6,6; metaramida)Dimetiletilamina,1,1-RarDioxan, 1,4-Surfactanti (etoxilat)Difenilmetan-2,4 diisocianatDiluant, poliuretaniDifenilmetan-2,4’ diisocianatDiluant, poliuretaniDipropilentriaminaAgenti de udareEpoxi-1-propanol,2,3-Anumiti agenti antistaticiAcid acetic-(2-etoxietil)-esterAgenti de udare/rasini de fluorocarbonEtoxietanolAgenti de udare/rasini de fluorocarbonEtandialdehida (glioxal)CrosslinkersEtilendiaminaEmolientiCompusi fluororganici=Fluoroorganics, masa moleculara micaRasini de fluorocarbonFormaldehidaCrosslinkers, agenti de conservare, stenter off-gas=masina/rama de uscare si intindereAcid formicDiverse reteteHexametilendiaminaProduse de policondensareHexametilendiisocianatRasini de fluorocarbon, poliuretanHexanon,2-Rasini de fluorocarbonClorura de hidrogenCatalizatorIsocianatometil-3,5,5-trimetilciclohexil-isocianat,3Rasini de fluorocarbon, poliuretanMetoxi-1-propanol,2-RarMetoxipropilacetatRarAcid monocloroacetic, Na-sareRarAcid monocloroacetic,1-metiletilesterRarAcid monocloroacetic,etilesterRarAcid monocloroacetic,metilesterRarN-alchilmorfolinaAcoperirea materialelor netesuteTricloroacetat de sodiuRarAcid oxalicAuxiliar de albireTetracloroetanCuratare chimicaTioureeAgent auxiliar de vopsireAcid tricloroaceticRarTrietilaminaSpecial crosslinkersTricresilfosfat (ooo, oom, oop, omm, omp, opp)RetardatoriTrimetilfosfatRetardatoriDerivati organici si anorganici de staniuRasini de fluorocarbon Agenti hidrofugi, biociziVinilacetatPolivinilacetatTabelul 2: Substante mai periculoase ce pot fi prezente in gazul rezidual [179, UBA, 2001]

SubstantaSursa posibilaHidrocarburi aromatice policicliceCrackproducts in gazul degajat (foarte scazut)PCDD/PCDF (Br, Cl, F)Crackproducts in gazul degajat (foarte scazut)BisclorometileterCel mai puternic compus sintetic spontan carcinogen ce rezulta in timpul lucrului cu formaldehida si clorura de hidrogen (foarte scazut)Trioxid de arsenic/trioxid de antimoniuRetardatoriDimetisulfatCompusi de amoniu cuaternariEtileniminaRetardatoriAcrilonitrilDispersii de polimeri1,3-butadienaDispersii de polimeri2-vinilciclohexenDispersii de polimeriEpiclorohidrinaProduse de policondensare1,2-epoxipropan (oxid de propilen)Surfactanti (propoxilat)Oxid de etilenSurfactanti (etoxilat)Clorura de vinilDispersii de polimeri (PVC)AcrilamidaPolimeri reactivi, retardatoriOxid de butanonRasini de fluorocarbon, poliuretanPentaclorofenolPesticidPropileniminaflame-retardant si crosslinker de poliuretanN-vinilpirolidonDispersii de polivinilpirolidonTabelul 3: Substante cancerigene ce pot fi prezente in gazul rezidual[179, UBA, 2001]

580

13 ANEXA VI: INSTRUMENTE DE CLASIFICARE A AGENTILOR AUXILIARI

13.1 Sistemul Tegewa

“Metoda clasificarii auxiliarilor textili in functie de relevanta lor in raport cu apele reziduale” propune un sistem logic de clasificare a auxiliarilor textili in 3 clase de relevanta:Clasa I Relevanta minora pentru apele rezidualeClasa II Relevanti pentru apele rezidualeClasa III Relevanta majora pentru apele reziduale

Principalele criterii de clasificare sunt continutul de anumite substante nocive (inclusiv bioacumulative), degradarea sau eliminarea biologica si toxicitatea acvatica a produselor vandute (vezi schema de la pagina urmatoare).

Introducerea conceptului de clasificare se bazeaza in esenta pe urmatoarele elemente: Clasificarea facuta de catre producatori pe propria responsabilitate, acestia fiind ghidati de

asociatia furnizorilor de auxiliari textili , numita TEGEWA (TEGEWA = Verband der Textilhilfsmittel-, Lederhilfsmittel-, Gerbstoff- und Waschrohstoff-Industrie e. V., D-60239 Frankfurt)

Verificarea de catre un expert a clasificarii corecte a auxiliarilor textili in cele trei clase. Un raport de monitorizare asupra eficacitatii angajamentului voluntar ce va fi comunicat

autoritatilor. In acest scop, un consultant neutru va strange/colecta de la fabricanti un anumit numar si o anumita cantitate de auxiliarilor textili ce sunt clasificate in clasele I, II si III si vandute in Europa.

Dirijarea mecanismelor de piata in directia utilizarii unor produse care sa afecteze cat mai putin mediul.

Nu pretindem ca aceasta clasificare permite o evaluare ecotoxicologica diferentiata a auxiliarilor textili . Scopul clasificarii este sa dea posibilitatea utilizatorilor sa selecteze auxiliarii textili tinand cont si de considerentele ecologice. Competitia ecologica are drept obiectiv impulsionarea utilizarii unor auxiliari textili inofensivi fata de mediu. Asociatia Germana a Industriei de Finisare a Textilelor (TVI-Verband, D-Eschborn) sprijina in mod oficial acest concept si a semnat si publicat un angajament in care recomanda celor ce lucreaza in acest domeniu sa utilizeze doar produse clasificate si de preferat pe cele din clasele I si II. (“TVI-Verband, 1997”).

Clasificarea auxiliarilor textili este posibila atat pe baza datelor privind preparatul cat si a datelor privind ingredientele, calculand valorile medii ale acestora din urma. Este recomandat ca datele recente sa fie determinate pe baza ingredientelor.

581

Note de subsol mentionate in schema clasificarii:1. Substantele problematice sunt1.1 Substantele CMR care sunt - conform Anexei I la Directiva 67/548/CEE-

Clasificate drept “carcinogene” cat. 1 sau cat. 2 si etichetate cu R45 (pot cauza cancer) sau R49 (pot cauza cancer prin inhalare),

Clasificate drept “mutagene” cat.1 sau cat. 2 si etichetate cu R46 (pot provoca boli genetice) sau R60 (pot afecta fertilitatea),

Clasificate drept “toxice pentru reproducere” cat. 1 sau cat. 2 si etichetate cu R61 (pot afecta copilul in timpul sarcinii).

1.2 Ingredientele care au o toxicitate acvatica (pentru definitie vezi nota 4) mai mica de 0,1 mg/l si nu sunt usor biodegradabile,

1.3 Hidrocarburile de halogeni cu mas moleculara mica (proportia halogenilor >5%, lungimea lantului/catenei C1-C12),

1.4 Arsenicul si compusii arsenicului,1.5 Plumbul si compusii plumbului,1.6 Cadmiul si compusii cadmiului,1.7 Compusii tri- si tetraorganotinului,1.8 Mercurul si compusii mercurului,1.9 APEO,1.10 EDTA=Acid etilen-diamino-tetraacetic,DTPA=acid dietilen triamino-pentaacetic

2. In contextul clasificarilor efectuate in cadrul acestui angajament voluntar, sunt considerate “acumulative” substantele etichetate fie doar cu fraza R53 “pot provoca efecte negative pe termen lung in mediul acvatic”, fie cu R53 in combinatie cu alte fraze R.

3. Usor biodegradabile = testele OCDE 301 A-F cu formare de BOD=cerere biochimica de oxigen/COD sau respectiv CO2 > 60% sau reducerea DOC=carbon organic dizolvat >70% in 28 de zile.

4. Toxicitatea acvatica a auxiliarilor textili = dafnie LC 50 (in lipsa se inlocuieste cu peste).

582

5. Biodegradabil/eliminabil = testul OCDE(=Organizatia pentru Cooperare si Dezvolatre Economica) 302 B: reducerea DOC in 28 de zile >70%, sau testul OCDE 302 C: consumarea O2 >60%, sau dovada unei reduceri >70% a precipitatelor tipice uzinelor de tratare a apelor reziduale.

Nota:In cazul auxiliarilor textili , evaluarea “usor biodegradabil (3)”, “toxicitate acvatica” (4) si “biodegradabil/bioeliminabil” (5) poate fi facuta nu doar pe baza datelor obtinute in urma testarii preparatului gata de utilizare ci si pe baza datelor valide obtinute prin calcularea valorilor medii ale diferitelor ingrediente.

13.2 SISTEMUL DE PUNCTARE

Rezumat

Sistemul de punctare este o metoda administrativa de sortare a substantelor chimice in special pe baza informatiilor provenind de pe (specification sheets=)fisele tehnice ale furnizorului. Sortarea permite o selectare prioritara a substantelor chimice care, din cauza consumarii reale si a modului in care afecteaza mediul, ar trebui sa fie examinate mai indeaproape.

Sistemul de punctare se bazeaza pe parametrii considerati de obicei cei mai relevanti in ceea ce priveste caracterizarea substantelor daunatoare mediului apelor reziduale industriale. Parametrul A reprezinta punctajul privind cantitatea estimata de substante chimice ce este deversata in mediu drept apa reziduala. B este punctajul privind biodegradabilitatea, iar C este punctajul privind bioacumularea. Structura sistemului de punctare este reprezentata in tabelul din capitolul 2.

Impreuna, A, B si C indica prezenta potentiala a substantei respective in mediu (expunerea=exposure); ce cantitate de substanta, cat timp si in ce mod este prezenta substanta in mediul acvatic. A influenteaza efectul lui B si C, in timp ce B influenteaza efectul lui C. Punctajul total, obtinut prin inmultirea punctajelor pentru A, B si C, este numit punctajul de expunere.

Efectele expunerii chimice depind de toxicitatea fiecarei substante chimice. Toxicitatea (D) ar trebui sa fie evaluata simultan in functie de gradul de expunere.

Fiecare parametru primeste o valoare numerica intre 1 si 4, 4 indicand impactul cel mai critic asupra mediului. Informatiile lipsa implica punctajul cel mai mare. Rezultatul este ca fiecare substanta poate primi un punctaj din punct de vedere al expunerii (A*B*C), si independent de acesta, un punctaj din punct de vedere al toxicitatii (D). Ulterior va fi posibila astfel o clasificare a substantelor chimice.

Aplicarea acestui sistem presupune ca el sa fie mentionat in autorizatiile de waste water sau autorizatiile de mediu ale companiilor. Apoi companiile trebuie sa trimita informatii despre consumarea substantelor chimice in cauza precum si date legate de mediu. Prima data trebuie sa fie trimise informatii despre toate substantele chimice folosite, iar pe masura ce se utilizeaza noi substante trebuie trimise informatii si despre acestea. Declaratia de consumare trebuie sa fie actualizata cel putin o data pe an.

Federatia Daneza a Industriilor Textila si de Imbracaminte este pregatita sa joace rolul de “consultant” pentru companiile individuale si a pus la punct un sistem de gestionare a bazelor de date pentru stocarea informatiilor privind substantele chimice si calcularea punctajelor. Gratie anumitor facilitati oferite de aceasta baza de date va fi astfel posibil sa se imprime o lista a substantelor chimice utilizate si a punctajului calculat (un Raport asupra punctajului) pentru fiecare companie in parte. Aceasta lista ar putea fi completata cu o analiza detaliata a substantelor chimice cu punctaj mare.

Informatiile astfel disponibile ar trebui sa stea la baza evaluarii efectuate de autoritati (la nivel de oras sau judet) in vederea eventualelor ”interventii”.

583

DESCRIEREA SISTEMULUI DE PUNCTARE

Sistemul de punctare este o metoda administrativa de sortare a substantelor chimice in special pe baza informatiilor provenind de pe fisele tehnice ale furnizorului. Sortarea permite o selectare prioritara a substantelor chimice care, din cauza consumarii reale si a modului in care afecteaza mediul, ar trebui sa fie examinate mai indeaproape.

Sistemul de punctare se bazeaza pe parametrii considerati de obicei cei mai relevanti in ceea ce priveste caracterizarea substantelor daunatoare mediului apelor reziduale industriale.

A Cantitatea de substanta deversataB BiodegradabilitateaC BioacumulareaD Toxicitatea

Punctajul A se refera la cantitatea estimata de substante chimice ce este deversata in mediu drept apa reziduala. Punctajul B se refera la biodegradabilitate, iar C la bioacumulare.

Impreuna, parametrii A, B si C indica prezenta potentiala a substantei respective in mediu (expunerea); ce cantitate de substanta, cat timp si in ce mod este prezenta substanta in mediul acvatic. A influenteaza efectul lui B si C, in timp ce B influenteaza efectul lui C. Astfel, punctajul de expunere este obtinut inmultind A, B si C.

Efectul prezentei unei substante in mediu depinde de toxicitatea sa (D). Punctajul de toxicitate ar trebui evaluat simultan si independent in functie de punctajul de expunere.

Punctajul de expunere (A*B*C) si cel de toxicitate (D) sunt estimate pentru fiecare substanta in parte. Va fi posibila astfel efectuarea unei clasificari a substantelor chimice.

Cum se utilizeaza sistemul de punctare?

Pe baza informatiilor provenind in special din fisele tehnice ale furnizorului de substante chimice fiecarui parametru i se acorda o valoare numerica intre 1 si 4, 4 indicand impactul cel mai critic asupra mediului. Informatiile lipsa implica punctajul cel mai mare.

Se recomanda ca datele folosite la calcularea punctajelor sa fi fost obtinute prin metode de examinare aprobate la nivel international.

In cazul parametrilor B, C si D, se utilizeaza date de niveluri diferite. Nivelul cel mai inalt il reprezinta datele generate pe baza conditiilor de examinare, cele mai asemanatoare cu mediul acvatic natural. In ceea ce priveste parametrul C, datele obtinute in urma testelor de bioacumulare cu pesti standardizate sunt mai realiste decat datele din examinarile bazate pe determinarea distribuirii substantei intr-un amestec de octanol si apa cu doua faze (date Pow). Oricum, datele Pow au o legatura mai directa cu bioacumularea decat datele de solubilitate.

PUNCTAJUL DE EXPUNERE (A*B*C)

VALOAREA PUNCTAJULUI PARAMETRU1234A Cantitatea de substanta deversata Kg/saptamana Kg/an <1 <50 1-10 50-500 >10-100 >500-5000 >100 >5000B Biodegradabilitatea Apa de suprafata (%) Sludge culture Ape reziduale (%) Procentul de BOD/COD >60(50-100) 10-60 >70 >0,5 <10 20-70 <20 =0,5 C Bioacumularea Factorul de bioconcentrare (FBC) sau C1, C2, C3 <100 =100C1 daca MW>1000g/mol*C2 daca 500=sau<MW=sau<1000g/mol Date Pow Solubilitatea apei g/litru <1000 >10 =1000 10-2 <2C3 daca MW<500 g/mol Date Pow Solubilitatea apei g/litru <1000 >100 100-2 <2-0,02 =1000 <0,02Nici o informatie*PUNCTAJUL DE TOXICITATE (D)

584

VALOAREA PUNCTAJULUI PARAMETRU 1234D Concentratia effect impartita la concentratia efluenta>10001000-101100-10<10Nici o informatie*

Implementarea

Punerea in aplicare a acestui sistem presupune ca el sa fie mentionat in autorizatiile de epurare a apelor reziduale sau autorizatiile de mediu ale companiilor. Apoi, companiile trebuie sa trimita informatii despre consumarea substantelor chimice in cauza precum si date legate de mediu. Prima data trebuie sa fie trimise informatii despre toate substantele chimice folosite, iar pe masura ce se utilizeaza noi substante trebuie trimise informatii si despre acestea. Declaratia de consumare trebuie sa fie actualizata cel putin o data pe an.

Federatia Daneza a Industriilor Textila si de Imbracaminte este pregatita sa joace rolul de “consultant” pentru companiile individuale si a pus la punct un sistem de gestionare a bazelor de date in care pentru stocarea informatiilor privind substantele chimice si calcularea punctajelor. Gratie anumitor facilitati oferite de aceasta baza de date va fi astfel posibil sa se imprime o lista a substantelor chimice utilizate si a punctajului calculat (un Raport asupra punctajului) pentru fiecare companie in parte. Aceasta lista ar putea fi completata cu o analiza detaliata a substantelor chimice cu punctaj mare.

Informatiile astfel disponibile ar trebui sa stea la baza evaluarii efectuate de autoritati (la nivel de oras sau judet) in vederea eventualelor ”interventii”.

Informatii

Sistemul de punctare este elaborat de un grup de lucru alcatuit din reprezentanti ai consiliilor locale din Regiunea Ringkøbing, ai Regiunii Ringkøbing si ai Federatiei Daneze a Industriilor Textila si de Imbracaminte din Danemarca.

Sistemul de punctare a fost implementat in 1992 in Regiunea Ringkøbing si a fost introdus in autorizatiile de apă uzată si in autorizatiile de mediu ale companiilor. Pentru informatii suplimentare privind acest sistem si experienta in utilizarea lui va rugam sa ne contactati la adresa Regiunea Ringkøbing, Damstræde 2, 6950 Ringkøbing, Denmark.

Compendiul cu Instructiuni de Utilizare a Sistemului de Sortare pentru sortarea substantelor chimice este de asemenea disponibil pe acest site.

13.3 Politica generala olandeza

Rezumat

Pentru a obtine o autorizatie in temeiul Legii privind poluarea apelor de suprafata din Olanda este necesara parcurgerea a trei etape: furnizarea informatiilor, stabilirea masurilor ce trebuie luate pentru a controla emisiile si evaluarea eventualelor emisii reziduale. Evaluarea substantelor si preparatelor are legatura in principal cu etapa de “furnizare a informatiilor”. Oricum, datele necesare evaluarii unei substante sau unui preparat sunt si ele relevante pentru evaluarea emisiilor reziduale (evaluarea imisiilor). Punerea in aplicare a Legii privind poluarea apelor de suprafata necesita intelegerea toxicitatii substantelor individuale si preparatelor pentru mediul acvatic.

Acest raport descrie atat metoda generala de evaluare cat si procedura de informare a autoritatilor competente (prin intermediul utilizatorului) in privinta toxicitatii substantelor individuale si preparatelor pentru apa. Metoda generala de evaluare se aplica deversarilor directe si indirecte de sub incidenta Legii privind poluarea apelor de suprafata, dar poate fi folosita si pentru a evalua substante individuale si preparate implicate in deversari indirecte ce se afla sub incidenta Legii privind protectia mediului. Metoda utilizeaza parametri si criterii ce respecta reglementarile

585

europene privind clasificarea si caracteristicile substantelor si preparatelor, insa asociaza proprietatilor substantelor un nivel de efort standardizat in vederea limitarii poluarii la sursa. Metoda poate fi utilizata oriunde este necesar sa se determine toxicitatea substantelor individuale si preparatelor pentru apa.

Aceasta inseamna ca firmele o pot folosi in cazul in care trebuie sa furnizeze autoritatilor competente informatii privind diferite substante si preparate in legatura cu punerea in practica a unei autorizatii sau licente sub incidenta celor doua legi mentionate mai sus, sau, de exemplu, sa demonstreze ca decizia de a utiliza o anumita substanta sau un anumit preparat va contribui la reducerea continua a presiunii asupra mediului.

E necesar sa amintim ca aceasta metoda generala de evaluare este un mijloc de utilizare a diferitelor proprietati ale substantelor pentru a le clasifica in functie de toxicitatea lor pentru mediul acvatic. Ea nu indica ce masuri trebuie luate intr-un anumit caz pentru a impiedica sau a reduce emisiile, nici nu poate fi utilizata pentru a evalua emisiile reziduale.

In ceea ce priveste procedura, trebuie subliniat ca responsabilitatea de a furniza informatii autoritatilor competente cade tot in sarcina celui ce face demersuri pentru obtinerea unei autorizatii sau licente sub incidenta legilor respective. Aceasta este o regula generala care se aplica prin urmare si informatiilor privind orice alta substanta de baza sau auxiliara si orice produs final sau intermediar care poate ajunge in apele reziduale.

Cu toate acestea, producatorii ce doresc sa pastreze confidentialitatea asupra compozitiei preparatelor lor nu ofera intotdeauna informatii complete utilizatorilor. Aceasta inseamna ca utilizatorii sunt la randul lor in imposibilitate de a transmite aceste informatii autoritatilor competente.

Pentru acest motiv si de dragul eficientei, producatorii trebuie sa utilizeze metoda generala de evaluare pentru a evalua substantele si preparatele si sa furnizeze distribuitorilor en gros si utilizatorilor rezultatele evaluarii, precum si informatii privind substantele si preparatele relevante. Procedura se inscrie in randul programelor din industria chimica ce se bucura de un sprijin larg, de genul “grija responsabila” si “managementul/directionarea produselor”. Sectorul privat lanseaza programe internationale pentru a identifica datele lipsa necesare evaluarii toxicitatii unui mare numar de substante.

Procedura descrisa in acest raport poate fi utilizata pentru a rezolva dilema intre necesitatea ca cei ce fac demersuri pentru obtinerea unei autorizatii in temeiul Legii privind poluarea apelor de suprafata sa furnizeze informatii privind toxicitatea preparatelor si dorinta producatorilor de a proteja informatiile privind compozitia preparatelor lor. Descrierea procedurii este insotita de o discutie pe tema posibilelor mijloace de monitorizare si control. In afara de descrierea metodei generale de evaluare si a procedurii, raportul se opreste asupra unor aspecte relevante in legatura cu punerea lor in aplicare. Finalul consista din concluzii si recomandari.

1 Procedura

Evaluarea substantelor si preparatelor in contextul implementarii politicii privind deversarile acvatice.Acest capitol se refera la procedura de furnizare autoritatilor competente a informatiilor privind substantele si preparatele prin intermediul utilizatorului.Elementele cheie sunt informatiile ce trebuie furnizate, modul de verificare a acestor informatii si punerea in aplicare a procedurii.

1.1 Introducere

Legea privind poluarea apelor de suprafata prevede ca oricine cere o autorizatie in temeiul acestei legi este obligat sa furnizeze informatii pentru a le permite autoritatilor competente sa revizuiasca cererea. Aceasta obligativitate se aplica si informatiilor privind materia prima bruta si auxiliara si produsele partial procesate si finisate ce sunt utilizate de companii si pot fi deversate in apele de

586

suprafata. Din cauza confidentialitatii informatiilor privind compozitia preparatelor, producatorii si furnizorii nu sunt intotdeauna dispusi sa ofere aceste informatii. In aceasta situatie, clientul nu poseda informatii exacte. Problema nu poate fi rezolvata printr-o cerere a utilizatorului de a se respecta secretul in ceea ce priveste o parte din cererile de autorizatii deoarece in sectiunea confidentiala a cererii managerului responsabil cu calitatea apei nu i se pot furniza nici un fel de informatii privind preparatul.

Pentru a rezolva aceasta problema, a fost creata o procedura care sa-i ajute pe utilizatori, pe autoritati si pe a treia parte sa aiba suficiente cunostinte despre modul in care o substanta sau un preparat dauneaza apei, garantand in acelasi timp confidentialitatea informatiei fata de producator sau furnizor.

Producatorii si furnizorii de substante si preparate au un rol important in furnizarea informatiilor si in evaluarea substantelor si preparatelor in conformitate cu metoda generala de evaluare. Grupul de lucru ce studiaza efectele asupra pietei ale nerespectarii legislatiei privind acordarea de autorizatii sub incidenta Legii privind poluarea apelor de suprafata a recomandat ca in consultare cu sectorul privat sa se stabileasca in cadrul anumitor ramuri un sistem care sa permita accesul tuturor partilor implicate la informatiile standard privind materia prima si auxiliara in contextul procedurii de obtinere a unei autorizatii. Acest grup de lucru a propus sa se asocieze initiativelor Comitetului De Management Integrat al Apei. Guvernul olandez a aprobat aceasta recomandare.

1.2 Procedura

Producatorii si furnizorii de substante si preparate au un rol important in aceasta procedura. In realitate, daca exista anumite detalii disponibile privind substantele si preparatele, cel mai probabil producatorii sunt cei care detin aceste informatii. In afara de acest lucru, nu e eficient ca un numar mare de utilizatori sa stranga date privind proprietatile acelorasi substante si preparate. Metoda cea mai evidenta este ca producatorul/furnizorul sa adune aceste date si sa evalueze substantele. Aceasta este in conformitate cu Directiva 86/609/CEE privind protectia animalelor folosite in scopuri experimentale si in alte scopuri stiintifice. Procedura face distinctie intre depunerea unui set de baza si a unui set complet de informatii privind substantele si preparatele.

Figura urmatoare prezinta procedura propusa sub forma unei diagrame.

587

Set complet de date Set de date de baza

Rezultatele evaluarii+localizarea dosarului produsului

Decizie in functie Cazul cel mai raude fiecare caz in parte

1.2.1 Setul complet de date

Setul complet de date pentru evaluarea substantelor si preparatelor contine raspunsurile la intrebarile de mai jos, plus rezultatele evaluarii. Prin intermediul lantului comercial aceste informatii trebuie sa fie puse la dispozitia utilizatorului, care la randul sau le poate transmite mai departe autoritatilor care acorda autorizariile.

Substante

Caracteristicile fiecarei substante ce trebuie sa fie supusa metodei generale de evaluare sunt urmatoarele:

Din cat se cunoaste pana acum, substanta este carcinogena (R-45)? Din cat se cunoaste pana acum, substanta este mutagena (R-46)? Care este gradul de toxicitate acut pentru organismele acvatice (LC50), de preferat pentru patru

niveluri trofice, dar in orice caz pentru crustacee sau pesti. Care este gradul de biodegradabilitate? Care este Log Pow/datele Pow? Care este factorul de bioconcentrare (FBC)? (facultativ) Care este solubilitatea apei daca gradul de toxicitate acut pentru organismele acvatice nu poate

fi determinat.

Preparate

Pentru preparate trebuie furnizate rezultatele metodei generale de evaluare, precum si compozitia exacta a preparatului si informatii privind fiecare substanta componenta.

Setul de baza nu trebuie confundat cu base-set conform Anexei 7 a Directivei privind substantele.Evaluarea substantelor si preparatelor in contextul implementarii politicii privind deversarile acvatice.

1.2.2 Setul de date de baza

Producatorii pot furniza doar un set de informatii de baza privind substantele sau compozitia unui preparat, daca substanta sau preparatul este evaluat(a) in conformitate cu metoda generala de evaluare.

Substantele

Daca producatorul/furnizorul evalueaza substanta si ofera numai un set de informatii de baza, atunci acesta este in principiu suficient pentru a indica gradul ei de nocivitate pentru mediul acvatic si locul in care dosarul substantei respective poate fi verificat de catre autoritatile insarcinate cu acest

588

control. In acest caz, autoritatile vor aplica testului calitatii apei metoda cazului cel mai rau (i.e., evaluarea deversarilor reziduale dupa introducerea de btm/bpm), bazandu-se pe cele mai nocive proprietati incluse in categoria respectiva. Cu alte cuvinte: daca o substanta face parte din categoria de nocivitate acvatica{6}conform metodei generale de evaluare, se presupune ca substanta prezinta o toxicitate acuta de 1 mg/l pentru organismele acvatice si persista. Daca acest lucru necesita masuri de decontaminare suplimentare, atunci se poate efectua un test al calitatii apei mai precis daca si producatorul furnizeaza date mai precise privind proprietatile substantei respective.

Preparatele

In principiu, in cazul preparatelor, utilizatorilor trebuie sa li se ofere urmatorul set de date de baza: Rezultatele evaluarii preparatului in conformitate cu metoda generala de evaluare Componentele din categoria de nocivitate acvatica “substanta de pe lista neagra, poate provoca

boli ereditare si/sau cancer”, precum si cantitatile aproximative ale substantelor ce intra in compozitia preparatului.

Componentele cu factor de diminuare A si cantitatile aproximative ale acestor componente in compozitia preparatului

Locul in care dosarul produsului poate fi verificat de autoritati

Compozitia exacta a preparatului este cunoscuta doar de producator sau furnizor.Si in cazul preparatelor autoritatile vor lua in considerare pentru testarea calitatii apei proprietatile cele mai nocive, care au condus la includerea preparatului intr-o anumita categorie de nocivitate acvatica, daca producatorul nu precizeaza compozitia exacta.Daca acest lucru are drept rezultat masuri suplimentare, atunci producatorul poate asigura efectuarea unui test al calitatii apei mai precis furnizand date mai precise privind compozitia preparatului.

1.3 Modul de verificare

Pentru a evalua substantele si preparatele sunt necesare anumite informatii. Este insa imposibil de verificat daca toate informatiile furnizate sunt corecte.

Utilizatorii si autoritatile trebuie sa poata avea incredere ca evaluarea se bazeaza pe informatii corecte si ca evaluarea propriu-zisa a fost facuta corect. Responsabili de acest lucru sunt cei ce efectueaza aceasta evaluare, producatorii de substante si preparate. Detaliile privind proprietatile substantelor pot fi determinate cu sau sub autoritatea producatorului.

In cazul multor substante existente pot fi folosite informatiile stocate in baze de date. In ambele cazuri, e de preferat ca detaliile sa fie verificate de laboratoare autorizate (Good Laboratory Practice) in conformitate cu metodele standardizate. Poate fi folosita orice informatie privind proprietatile sau substantele evaluata inainte sa intre in vigoare metodele standardizate sau GLP daca pe baza acestei informatii se poate ajunge la concluzii valide. Aceste aspecte sunt mentionate in instructiunile tehnice din Directiva 93/67/CEE si in Reglementarea 1488/94 privind evaluarea riscului substantelor existente si noi.Pentru a reduce riscul erorilor de evaluare a fost creat un software bazat pe metoda generala de evaluare. Totusi, atat corporatiile cat si guvernul sustin o forma de verificare care sa poata fi efectuata in moduri diverse.

1.3.1 Verificarea de catre autoritati

In caz de nesiguranta (dar si ca un test la intamplare), autoritatile trebuie sa fie in masura sa verifice corectitudinea informatiilor oferite si a evaluarii efectuate. S-a propus utilizarea aceleiasi proceduri ca in cazul verificarii informatiilor pentru evaluarea efectelor asupra oamenilor si mediului. Cu alte cuvinte, autoritatilor (cum ar fi Inspectoratul/Agentia de Mediu, de exemplu) li se va permite sa

589

inspecteze dosarul produsului in urma unei cereri. Desigur, utilizatorul si autoritatile trebuie sa stie de catre cine si in ce loc este pastrat dosarul produsului. Acest doasr trebuie sa contina si informatiile utilizate pentru evaluarea preparatelor.

1.3.2 Verificarea de catre sectorul corporatiilor/privat

Si sectorul privat poate organiza verificarea, nu numai autoritatile. De exemplu, poate fi desemnat un organism independent, autorizat care sa efectueze sau sa verifice evaluarea. De asemenea, evaluarea poate fi autorizata si mentionata in obiectul de activitate al firmei insasi. Aceasta inseamna ca in cadrul controalelor privind mediul prevazute de autorizatie auditorul va verifica daca evaluarea a fost corect efectuata. Inainte de toate acestea insa trebuie stabilite protocoalele necesare.

1.3.3 Responsabilitatea asupra produsului

In afara de aceste aspecte, producatorul este in orice moment responsabil de corectitudinea informatiilor furnizate. Pe de alta parte, clientul trebuie si el sa verifice daca informatiile sunt corecte, comparandu-i, de exemplu, proprietatile cu acelea ale altor produse. In acest mod, utilizatorul unui produs periculos care a fost incorect clasificat de catre producator poate impiedica folosirea incorecta a produsului.Totusi, daca utilizatorul unui produs a fost indus in eroare de furnizor in mod deliberat fara ca utilizatorul sa-si poata da seama, atunci producatorul este cel responsabil. Conform codului penal, utilizatorul este intotdeauna raspunzator. Insa bazandu-se pe conceptul de responsabilitate asupra produsului, utilizatorul isi poate recupera pierderile de la producator printr-o procedura civila.In Olanda, Inspectoratul de Mediu verifica daca informatiile furnizate sunt corecte. Daca au fost furnizate informatii eronate, se pot lua anumite masuri. Tarile membre ale Uniunii Europene au semnat o serie de acorduri pentru cazurile in care sunt implicate companii din aceste tari.

1.4 Aplicarea autorizatiei

In cadrul procedurii de punere in aplicare a autorizatiei trebuie sa se verifice informatiile furnizate; de obicei, organismul care acorda autorizatiile (autoritatile competente) verifica el insusi informatiile. Dupa aceea, punerea in aplicare depinde de modul in care este formulata autorizatia. De exemplu, formularea conditiilor trebuie sa furnizeze o baza legala clara care sa permita luarea unor masuri in cazul in care sunt deversate alte substante decat cele mentionate in autorizatie. Aplicand conditiile autorizatiei, trebuie sa se acorde o atentie speciala disponibilitatii informatiilor privind materiile prime si auxiliare, precum si produsele partial procesate si finisate ce sunt utilizate de o companie si pot fi deversate in apele reziduale.

Inspectorii trebuie sa fie atenti si in cazul in care, de exemplu, autorizatia ii permite detinatorului sa schimbe orice materie prima sau auxiliara, cu conditia ca autoritatile sa fie anuntate, fie inainte, fie dupa.

590

Tabelul B-4.1Testul de identificare a riscurilor pentru substante

Inceperea evaluarii componentelor sau a produselor de degradare (1)daIndicarea efectului de poluare a apeiEfortul de diminuareSubstanta de pe lista neagraDa(1) Substanta de pe lista neagraAPoate cauza boli geneticeDa(2) Poate cauza boli geneticeAPoate cauza cancer(3) Poate cauza cancerAToxicitate acuta =1mg/ldaUsor biodegradabilanu(4)foarte toxic pentru organismele acvatice; poate cauza efecte negative pe termen lung in mediul acvaticANu sau nu poate fi determinataDate Pow=3,0 daFBC=100 nu nu(5) foarte toxic pentru organismele acvaticeBToxicitate acuta da 1-10mg/lUsor biodegradabila nu(6)foarte toxic pentru organismele acvatice; poate cauza efecte negative pe termen lung in mediul acvaticANu sau nu poate fi determinataDate Pow=3,0 da nuFBC=100 nu(7) toxic pentru organismele acvaticeBToxicitate acuta da 10-100mg/lUsor nu biodegradabilaDovezi stiintifice suplimentare danu(8) nociv pentru organismele acvatice; poate cauza efecte negative pe termen lung in mediul acvaticANu sau nu poate fi determinata da(9) nociv pentru organismele acvatice;BSolubilitate =1mg/l da nuUsor biodegradabila nu daDate Pow=3,0 da nu FBC=100 nu daDovezi nu stiintifice suplimentare (3) da(10) usor nocive pentru organismele acvatice; poate cauza efecte negative pe termen lung in mediul acvaticASubstanta apare natural in apele de suprafata

591

nu da(11) usor nocive pentru organismele acvaticeB(12) usor nocive pentru organismele acvatice; substanta poate aparea natural in apele de suprafataC………………………………………………………………………………………………

daca cercetarile sau literatura din domeniu indica faptul ca produsele de degradare ale unei substante sunt nocive, aceste produse trebuie sa fie si ele supuse unui test de identificare a riscurilor

daca o substanta sau un produs de degradare nu prezinta un pericol potential intarziat sau pe termen lung, factorul de diminuare A poate scadea. Dovezile stiintifice suplimentare pot compromite urmatoarele studii:dovada biodegradarii rapide intr-un mediu acvaticnici un efect toxic cronic pentru o concentratie de 1mg/l (a se vedea si notele pentru dovezi

stiintifice suplimentare)vezi 2, cu mentiunea ca de data aceasta nu trebuie sa existe nici un efect toxic cronic pentru limita

de solubilitate in loc de 1mg/l (a se vedea si notele pentru dovezi stiintifice suplimentare).Culoarea verde - test facultativ, daca datele lipsa urmeaza calea “nu”Efort de diminuare A: aceeasi abordare ca pentru substantele de pe lista neagra sau substantele cu caracteristici asemanatoareEfort de diminuare B: aceeasi abordare ca pentru substantele relativ periculoaseEfort de diminuare C: aceeasi abordare ca pentru substantele relativ inofensive.

Tabelul B-5.1Metoda generala de evaluare pentru preparate

592

Categoria substanteiClasificarea preparatului (categoria de nocivitate acvatica si efortul de decontaminare) Contine o substanta de pe lista neagramutagenCarcinogenFoarte toxic pentru organismele acvatice; contine substante care sunt nocive mediului acvatic. Foarte toxic pentru organismele acvaticeToxic pentru organismele acvatice; contine substante care sunt nocive mediului acvaticToxic pentro organismele acvaticeNociv pentru organismele acvatice; contine substante care sunt nocive mediului acvatic nociv pentru organismele acvaticeUsor nociv pentru organismele acvatice; contine substante care sunt nocive mediului acvatic. Usor nociv pentru

593

organismele acvaticeUsor nociv pentru organismele acvatice; contine substante ce apar in mod natural in apele de suprafata AAAABABABABC(1) Substanta de pe lista neagra=0,1%(2) poate cauza boli genetice =0,1%<0,1(3) poate cauza cancer=0,1%<0,1(4) foarte toxica pentru organismele acvatice; poate cauza efecte negative pe termen lung in mediul acvatic=25%<0,1(5) foarte toxica pentru organismele acvatice (in combinatie cu (4)=25%2,5= conc<25%0,25=conc<2,5%<0,25%(6) toxica pentru organismele acvatice; poate cauza efecte negative pe termen lung in mediul acvatic (in combinatie cu (4)=25%2,5=conc<25%<2,5%(7) toxica pentru organismele acvatice (in combinatie cu (4), (5) si (6)=25%(8) nociva pentru organismele acvatice; poate cauza efecte negative pe termen lung in mediul acvatic (in combinatie cu (4) si (6)=25%<25%(9) nociva pentru organismele acvatice (in combinatie cu (4), (5), (6), (7) si (8))=25%<25%(10) usor nociva pentru organismele acvatice; poate cauza efecte negative pe termen lung in mediul acvatic (in combinatie cu (4), (6) si (8))=25%<25%(11) usor nociva pentru organismele acvatice=1%(12) usor nociva pentru organismele acvatice; apare natural in apele de suprafata100%

14 PROCESE DE OXIDARE AVANSATA (REACTIA FENTON)

Reactia Fenton implica un proces de oxidare avansata. Procesele de oxidare avansata (un caz particular al proceselor chimice de oxidare) sunt procesele de oxidare care produc specii de oxigen activ ce reactioneaza la fel de puternic ca si oxidantii puri.Procesul Fenton se bazeaza pe oxidarea redox a peroxidului de hidrogen pentru a produce radicalul OH*. Alte metode de producere a radicalului OH* din H2O2 sunt de exemplu H2O2 si UV, ozon/ H2O2 si ozon/UV.Reactia Fenton se bazeaza pe H2O2 si Fe2+ la pH 3, prima forma de ion feric=ferric (Fe(OH)++) este in echilibru cu apa, controland astfel rata productiei de radical OH* liber din descompunerea H2O2.Cercetari recente in domeniul proceselor de oxidare avansata conduc la urmatoarea reactie: Fe2+ + HO-OH → (Fe(OH)++) + OH*.In absenta compusilor organici, radicalul OH* generat continua sa reactioneze incet consumand peroxid de hidrogen. Totusi, in prezenta compusilor organici (R-H) are loc urmatoarea reactie:

R-H + OH* → R* + H2O

Se formeaza radicali organici care reactioneaza mai departe prin mecanisme in lant complexe chain mechanisms sau se termina prin dezactivare si combinatii radical-radical. Acest proces poate avea loc in absenta sau in prezenta oxigenului gaz (O2). In prezenta oxigenului gaz, radicalii alchili (R*) produsi prin oxidare avansata reactioneaza foarte rapid si se formeaza radicalul peroxil:

R* + O2 → ROO*

(Este consumat oxigenul molecular in ground state=stare preliminara/initiala/fundamentala in loc de oxigenul din peroxidul de hidrogen, care este mai scump.)Radicalul peroxil poate fi stabil sau nu (ceea ce incetineste procesul de oxidare). In orice caz, oxigenul este introdus chimic in molecula organica si astfel consumat, conducand la oxidarea moleculelor organice in intermediari mai hidrofilici si de obicei mai biodegradabili. Aceasta este cunoscuta drept o cale pura (spre deosebire de clorurare chlorination, caz in care atomii de clor sunt introdusi in molecula organica).

594

Radicalul OH* este (dupa fluor) cel mai puternic oxidant din natura si reactioneaza intr-un mod nespecific cu orice substanta continand cel putin un atom de hidrogen.In cazul reactiei Fenton nu exista nici un risc de acumulare de oxigen. Prin urmare nu pot avea loc reactii potential periculoase in prezenta VOCs. Mai mult, deoarece H2O2 este prezent in concentratii extrem de reduse (in jur de 0,1%) nu ar trebui sa se ajunga niciodata la amestecuri explozibile. Din contra, O2 este consumat de reactie in conditiile mentionate mai sus.S-a afirmat anterior ca OH* este un oxidant foarte puternic. Cu toate acestea, exista anumite vopsele sau grupuri care reactioneaza mai incet decat altele (e.g., vopselele din antrachinona reactioneaza de 100 de ori mai incet decat vopselele din azo deoarece produsul degradarii este regenerat in cel original.) Totusi, ceea ce este interesant la reactia Fenton este ca vopselele care reactioneaza incet sau ineficient cu radicalul OH* se pot adesea indeparta prin precipitare sau complexare cu fier (III), care este un produs de reactie al procesului Fenton. Drept rezultat se consuma mai putin fier (II) pentru nimic!Mai mult, in cadrul sistemului extins (Enhanced Thermal Fenton ETF si Enhanced Photo Fenton = Fenton termic extins si Fenton foto extins) intentia este de a concentra reactantii si de a reactiva fierul(III) prin reducere (termic), prin intermediul radierii UV-VIS sau prin intermediul electrochimiei).In concluzie, reactia Fenton este un proces foarte eficient de tratare a curentilor separati extrem de incarcati cu o concentratie ridicata de substante greu biodegradabile.

595