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全球水资源短缺与水体污染问题日益突出,成为人类社会可持续发展的重要危机之一。纺织服装在生产阶段对水资源的依赖程度高,成为典型的高消耗、高排放的工业之一,尤其是印染行业。印染生产不仅给水环境带来危害也给企业自身和公共污水处理系统带来了巨大的压力,如何有效地控制污染物浓度达到排放标准是企业和污水处理系统共同面临的难题。水足迹作为同时量化水资源消耗量和水体污染程度的指标,可有针对性地制定水资源管理措施,成为众多领域研究的热点。纺织品灰水足迹定量地反映了工业生产对水环境的影响,成为水足迹研究中重要一环。 基于此,本文跟踪污水流向,分阶段定量印花与染色工序排污对企业、公共污水处理系统污水及水环境的压力大小,提出了链式灰水足迹的核算模型。首先,思考了核算模型中基础参数的取值依据,提出多污染物指标的灰水足迹评价方法。其次,讨论了分阶段链式灰水足迹的核算方法。再次,实测获得印花与染色重点排污工序的污染物质清单。最后,根据清单数据,运用分段链式灰水足迹核算模型对印花与染色重点排污工序进行深入分析。 针对基础参数、污染物指标选择的问题,本文参考大量的文献、标准和监测数据,规范了灰水足迹相关参数(Cmax、Cnat和Cact)的取值依据;针对分段链式灰水足迹核算模型,本文定义了间接灰水足迹(包括工序灰水足迹和企业灰水足迹)与直接灰水足迹的基本概念,重点讨论分阶段链式灰水足迹的核算方法,包括直接灰水足迹和间接灰水足迹;针对印花与染色工序污染物质清单,本文采用实地调研、取样检测等方式获取工业用水,工序、企业、公共污水处理系统排放污水中主要污染物浓度的一手数据;针对印花与染色珊瑚绒布案例分析,本文结合太湖流域的本底现状,分别核算COD与TN的灰水足迹,并与传统灰水足迹核算结果进行比对分析。此外,通过取样实测获得的印染工序污染物质清单有利于企业从源头控制污染,进行工艺参数调整与技术革新。 研究得出,工业用水和太湖流域中TN浓度较高(分别为2.74mg/L和1.92mg/L)。印花与染色工序污水中COD浓度数量级均在103;以COD为指标,间接灰水足迹最大,染色与印花珊瑚绒布工序间接灰水足迹总和分别为154.02m3/t和114.53m3/t;以TN为指标,直接灰水足迹最大,染色与印花珊瑚绒布工序直接灰水足迹总和分别为130.75 m3/t和104.17 m3/t;根据灰水足迹“最大值”决定原理,链式灰水足迹评估中间接灰水足迹由COD决定,但直接灰水足迹由TN决定,且直接灰水足迹所占的比重最大。印花冲网、印花水洗和印花上柔工序的链式灰水足迹分别为:88.13 m3/t、121.40 m3/t和9.17 m3/t,染缸废水、染色水洗和染色上柔工序的链式灰水足迹分别为:150.60m3/t、123.28 m3/t、10.89 m3/t。 本文制定出的核算模型对后来学者在该领域的研究有一定的参考价值,得出的核算结果有利于企业和公共污水处理系统了解自身的污水处理能力,针对性的采取相关策略进行节水减排设计;有助于政府了解供水单位、企业和公共污水处理系统的水质,便于查找污染源头进行责任划分;便于行业标准部门重新制定符合流域现状和企业生产条件的总氮(TN)限值,推动印染行业的可持续性发展。