Genbrug af procesvand fra reaktivfarvning af bomuld
3. Renere teknologi koncept
3.1 Overordnet renere teknologi koncept
3.2 Koncept for genbrug af procesvand
Kendskab til teknologien
En betingelse for, at en ny løsning inden for en bestemt teknologi er levedygtig, er, at den respekterer de rammer, som den aktuelle status for teknologien stiller, og at den tager højde for de drivkræfter, der overordnet styrer teknologiudviklingen. Det er derfor afgørende at kende teknologien og de vigtigste udviklingstendenser.
I afsnit 2 er de væsentligste aspekter i bomuldsfarvningen gennemgået, og det fremgår heraf, hvilke parametre der er vigtige at respektere under udvikling af nye løsninger. Samtidig fremgår nogle væsentlige drivkræfter, der overordnet vil være med til at styre teknologiudviklingen inden for bomuldsfarvning fremover.
Teknologiens udbredelse
Projektet fokuserer på reaktivfarvning af bomuld i batchprocesser. Denne teknologi er vidt udbredt: Bomuldsfarvning udgør over 50% af al farvning på verdensplan, og næsten al bomuldsfarvning er reaktivfarvning.
Væsentlige drivkræfter for teknologiudvikling
Udviklingen vurderes som nævnt at gå mod mindre partier og hurtigere leverancer, hvilket vil styrke udbredelsen af batchvise processer. Samtidig vil udviklingen i ressourcepriser og miljøafgifter styrke genbrugsinitiativer.
Levedygtig teknologi
Samlet vurderes det derfor, at reaktivfarvning af bomuld i batch er en teknologi, der vil eksistere mange år fremover. Den aktuelle maskinpark af batchmaskiner i branchen er velfungerende og har mange leveår foran sig endnu, og der er ikke fundamentalt nye maskiner på vej, der vil gøre genbrugsteknologi overflødig.
De grundlæggende betingelser for et levedygtigt renere teknologikoncept baseret på genbrug af procesvand vurderes derfor at være til stede.
3.1 Overordnet renere teknologi-koncept
Genbrug af procesvandet kan imidlertid ikke ses isoleret fra farverecepten. Genbrugsteknologien kan påvirke vandets karakteristika og dermed de centrale parametre for farvningen, som f.eks. hårdhed, temperatur, pH og farvestofindhold. Samtidig kan recepten og de resulterende procesvandskarakteristika påvirke genbrugsteknologien.
Den optimale løsning til genbrug af procesvand fra bomuldsfarvning skal derfor findes i en integreret teknologioptimering, hvor recept og genbrugsteknologi ses under ét. I arbejdet med denne optimering er i projektet anvendt en bestemt systematik, nemlig at søge forbedringsmuligheder på fire niveauer, som vi har kaldt: Optimering, Modernisering, Kemikaliesubstitution og Genbrug.
På disse niveauer analyseres følgende:
- Optimering
- Modernisering
- Kemikaliesubstitution
- Genbrug
Muligheder for besparelser af vand, energi og kemikalier ved ændring af procedurer inden for rammerne af det eksisterende udstyr.
Muligheder for forbedringer ved at ombygge eller udskifte gammelt udstyr og maskiner.
Muligheder for at substituere miljøfarlige kemikalier med mere miljøvenlige.
Muligheder for at genbruge vand inklusive dets energiindhold og kemikalieindhold. Enten direkte genbrug eller genbrug efter opgradering af vandet.
Denne fremgangsmåde er fulgt som en prioriteret liste. Det er vigtigt for ikke at behandle problemer, der kunne undgås meget nemmere på et tidligere trin. Der er ingen grund til at bruge kræfter på at håndtere og behandle en vandmængde, der slet ikke behøver at være der. Fremgangsmåden er tillige afprøvet i forbindelse med tidligere renere teknologiprojekter (Miljøstyrelsen, 1992, 1995 og 1997b), og den har vist sig at give en systematisk tilgang til opgaven.
3.2 Koncept for genbrug af procesvand
Når det står klart, hvilke farvemaskiner og recepter der er aktuelle at arbejde med overvejes muligheden for genbrug af procesvandet. I visse tilfælde kan det genbruges direkte uden opgradering, i andre tilfælde skal det opgraderes, dvs. behandles på en eller anden måde, før det kan genbruges.
Gennem arbejdet i projektet er udviklet en systematik, eller et »værktøj«, til at finde de rette teknikker til at opgradere procesvandet til genbrug.
Vandkvalitetsmatricen
Systematikken består i at opstille en såkaldt vandkvalitetsmatrix, dvs. et overblik over, dels hvilke procesvandskvaliteter, der opstår i virksomheden, dels hvilke vandkvaliteter, der er behov for. Når dette overblik er etableret findes derefter de rette teknikker til at opgradere procesvandet fra de eksisterende kvaliteter til de nødvendige kvaliteter. Figur 8 illustrerer princippet i vandkvalitetsmatricen.
Figur 8. Vandkvalitetsmatricen. Et værktøj til at planlægge virksomhedens vandgenbrug
Bomuldsfarvning stiller visse krav til vandets kvalitet, og bl.a. følgende parametre er væsentlige:
 | hårdhed |
| temperatur |
| pH |
| ionstyrke |
| farve |
| COD |
Kravene til det vand, der skal bruges i de forskellige trin i farvningen, udtrykkes i sådanne parametre, og kvaliteten af de vandtyper, der opstår under farvningen, udtrykkes i de samme parametre. På den måde fås et overblik over, hvilken opgradering af vandet der er nødvendig, hvis det skal genbruges. Baggrunden for at vælge mellem forskellige genbrugsteknikker er således, dels at de skal kunne operere i det miljø, som vandtyperne betinger, dels at de skal kunne levere den ønskede renhedsgrad. Foruden naturligvis omkostninger, pålidelighed m.v.
I dette projekt er antallet af vandtyper som nævnt afgrænset til 2, nemlig farvebad og skyllevand. Endvidere er projektets formål at opgradere vandet herfra til at kunne bruges i de samme processer igen. Det gør problemstillingen rimeligt enkel. I afsnit 5 er gennemgået, hvordan styrker og svagheder ved forskellige genbrugsteknikker er vurderet ved hjælp af denne systematik, og hvordan det på dette grundlag er klart, hvilke genbrugsteknikker der er de rette til de to vandtyper.