皮革和毛皮加工廢水處理技術(shù)進(jìn)展研究

傅 瑛

（青島斯坦德衡立環(huán)境技術(shù)研究院有限公司，山東 青島 266000）

從制革及毛皮加工行業(yè)市場需求的趨勢來看，該行業(yè)的運(yùn)營規(guī)模在不斷擴(kuò)大，因此，在其生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一系列污染物，影響周圍的生態(tài)環(huán)境。研究資料表明，制革與毛皮加工行業(yè)排放的污染物中，有COD、石油類、總鉻等，這些污染物的排放會對大氣、水體和生態(tài)環(huán)境造成一定的危害。隨著行業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，污染物的排放量也在增加，為了對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行治理和保護(hù)，行業(yè)相關(guān)人員需要加強(qiáng)對工業(yè)廢水處理技術(shù)的研究，引進(jìn)先進(jìn)的處理工藝，利用科學(xué)手段處理工業(yè)廢水，在注重環(huán)境保護(hù)的同時(shí)，提高制革與毛皮加工行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 皮革及毛皮加工行業(yè)廢水的種類

1.1 浸灰脫灰廢水

在皮革和毛皮生產(chǎn)加工過程中，需要使用一些助劑，如使用石灰和硫化鈉去除皮革和毛皮上的毛發(fā)，并乳化皮革膠原，分解皮革和毛皮中含有的一些天然動物脂肪。每加工2 t鹽濕皮需消耗80 kg硫化物，排放30～36 kg的硫離子。皮革和毛皮大部分來源為養(yǎng)殖的動物毛皮以及植物提取素，以上因素導(dǎo)致了在浸灰、脫毛工段排放的廢水中含有大量硫化物、色素、石灰、動物脂肪，少許毛發(fā)以及難以降解的有機(jī)物等，且排放的廢水pH值高，SS、硫化物、油脂和氨氮的含量也偏高。

1.2 鞣制廢水

在加工廢水中，還有一種是鞣制廢水，其產(chǎn)生過程包括初鞣和復(fù)鞣兩個(gè)階段，鞣制2 t鹽濕皮需消耗鉻鹽100 kg，排放總鉻量達(dá)到6～8 kg。鞣制廢水中的污染物成分主要有三價(jià)鉻、六價(jià)鉻、有機(jī)物以及顆粒懸浮物等，且水質(zhì)呈弱酸性，在初鞣廢水中三價(jià)鉻的質(zhì)量濃度可以達(dá)到3 000 mg/L左右，在復(fù)鞣廢水中質(zhì)量濃度可以達(dá)到100 mg/L[1]。

1.3 脫脂廢水和其他廢水

在皮革和毛皮制作過程中，首先需要清洗動物的皮毛，再將清洗消毒后的毛皮和皮革進(jìn)行脫脂處理，從而加快化學(xué)材料的滲透處理作用，脫脂產(chǎn)生的廢水中含有大量的動物油脂，廢水的油性較高，SS含量也非常高。除了浸灰脫灰廢水、鞣制廢水、脫脂廢水，還有一部分是其他環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢水，包括清洗階段、染色階段、洗滌階段排放的廢水以及生產(chǎn)生活排放的廢水等，且每個(gè)階段產(chǎn)生的廢水特點(diǎn)不同，但是都因?yàn)槭褂昧硕喾N化學(xué)材料，使得廢水成分較為復(fù)雜。

2 皮革和毛皮加工廢水處理技術(shù)

2.1 混凝沉淀技術(shù)

混凝沉淀技術(shù)是對含鉻廢水處理的一種廢水處理技術(shù)，一般會與吸附法結(jié)合使用處理含鉻廢水。一般情況下會應(yīng)用堿沉淀法進(jìn)行廢水處理，當(dāng)加堿將pH調(diào)整到8.0～8.5時(shí)會產(chǎn)生氫氧化鉻沉淀，氫氧化鉻沉淀在強(qiáng)酸介質(zhì)中又可還原生成堿式硫酸鉻，堿式硫酸鉻是鞣制液的主要成分，因此可以進(jìn)行反復(fù)利用。一般工業(yè)廢水處理中常用堿劑的成分有氫氧化鈉、熟石灰和氧化鎂等[2]。

2.2 酸化水解技術(shù)

酸化水解技術(shù)可以與其他工藝組合使用來降低處理成本，提高廢水處理效率。酸化水解指的是待分解的大分子有機(jī)物在進(jìn)入微生物細(xì)胞前，在胞外進(jìn)行的生物化學(xué)反應(yīng)。酸化水解工藝會根據(jù)產(chǎn)甲烷菌與水解產(chǎn)酸菌生長速度的不同，把厭氧處理控制在反應(yīng)時(shí)間較短的厭氧處理第一和第二階段，在水解細(xì)菌以及酸化菌的作用下，將有機(jī)物進(jìn)行水解酸化。水解池分為污泥床區(qū)和清水層區(qū)，該技術(shù)會進(jìn)行分層處理，處理過程經(jīng)歷水解階段、發(fā)酵酸化階段、產(chǎn)乙酸階段和甲烷階段，最后進(jìn)行水解酸化分解。該方法可以提高廢水的可生化性，有效控制廢水水質(zhì)，降低水中大分子有機(jī)污染物的含量。

2.3 生物接觸氧化技術(shù)

在廢水生物處理法中，還有一種生物接觸氧化法，也叫接觸爆氣法。生物接觸氧化法工藝中的污水會與生物膜相接觸，在生物膜微生物的作用下凈化污水。與曝氣方法相同，該方法可以提供微生物需要的氧氣量，通過攪拌和混合，在曝氣池里加入填料，促使微生物的生長。該方法是一種高效的廢水處理工藝，占地面積比較小，方便管理，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于污水處理系統(tǒng)中。生物接觸氧化法的凈化效率也比較高，所用的時(shí)間也比較短，具有便捷性，但是曝氣池內(nèi)填料的生物膜會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，這個(gè)缺陷目前還有待改善[3]。

3 皮革及毛皮加工行業(yè)廢水處理技術(shù)研究

3.1 分質(zhì)預(yù)處理技術(shù)

分質(zhì)預(yù)處理技術(shù)主要包括含鉻廢水處理、含硫廢水處理以及脫脂廢水處理。含鉻廢水處理一般是將混凝沉淀法與吸附法結(jié)合使用。通過加堿沉淀調(diào)節(jié)pH值，三價(jià)鉻在強(qiáng)酸介質(zhì)中還原成堿式硫酸鉻，可以進(jìn)行反復(fù)使用。含硫廢水主要來源于浸灰脫毛工段，廢水中含有很多石灰、硫化物、蛋白質(zhì)、油脂和毛發(fā)沉淀，排放的廢水屬于一種污染程度較高的污染廢水，可以利用催化氧化法、化學(xué)沉淀法等進(jìn)行處理。制革與毛皮加工行業(yè)大多采用催化氧化法進(jìn)行廢水處理，并且處理后的污泥量較小，分離出的蛋白質(zhì)可以根據(jù)產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行再次利用和改造，可有效提高本行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。由于脫脂廢水中油脂的含量較高，個(gè)別污染物已經(jīng)嚴(yán)重超標(biāo)，所以，可以采用離心分離法或氣浮法、酸提取法對脫脂廢水進(jìn)行處理。例如，某制革企業(yè)的脫脂廢水量為400 m3/d，可以采用酸提取法，加入H2SO4調(diào)節(jié)pH值至6～8進(jìn)行破乳處理，經(jīng)過蒸汽然后加入鹽，再進(jìn)行充分地?cái)嚢瑁３?0～60 ℃的環(huán)境溫度，靜置2～3 h后，脫脂廢水中的油脂會進(jìn)行分離，油脂在靜置后開始上浮形成油脂層，就可以通過分離器分離油脂。抽脂后剩余的廢水再次進(jìn)行處理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)即可合理排放[4]。

3.2 廢水處理工藝

3.2.1 低負(fù)荷活性污泥法

在處理制革和毛皮行業(yè)的廢水時(shí)，要根據(jù)不同工藝產(chǎn)生的廢水選擇不同的處理技術(shù)，才能達(dá)到更好的處理效果。比如制革行業(yè)廢水中含有很多鹽類物質(zhì)，因?yàn)辂}類物質(zhì)可以抑制微生物的活性，根據(jù)這種特點(diǎn)，可以選擇耐鹽性比較高的低負(fù)荷活性污泥法。

3.2.2 氧化工藝法

通過結(jié)合加工廢水的生化性以及不同工藝產(chǎn)生的廢水特征，再綜合廢水中污染物的占比等因素，選擇不同類型的氧化工藝。如果加工廢水中含有大量的鈣鐵離子，在使用纖維填料進(jìn)行廢水治理時(shí)，剛開始的效果還可以，但是長時(shí)間的運(yùn)行會導(dǎo)致鈣鐵離子粘附在纖維表面，頑固結(jié)垢以后會形成纖維鈣化，導(dǎo)致處理效果逐漸下降，如果繼續(xù)投入纖維填料，成本就會隨之增加，所以，氧化工藝在處理這種鈣鐵離子含量高的廢水時(shí)要謹(jǐn)慎使用[5]。

3.2.3 生物氧化法

工業(yè)廢水的處理還可以采用如SBR和氧化溝法以及接觸氧化法等生物法。一些小型制革廠不適合使用占地面積比較大的氧化溝低負(fù)荷活性污泥法，可以根據(jù)制革廠的實(shí)際情況選擇SBR間接性活性污泥法，通過間接進(jìn)出水的方式運(yùn)行，同樣也可以很好地脫氮除磷。

3.2.4 影響廢水處理工藝選擇的因素

工業(yè)廢水的處理需根據(jù)不同的水質(zhì)特征和處理要求，綜合考慮廢水處理工藝。需要考慮的因素包括企業(yè)的占地面積、投入的處理成本以及運(yùn)行模式等。在利用生物氧化技術(shù)處理廢水時(shí)，要考慮微生物的成長特征，合理設(shè)置微生物成長的環(huán)境溫度，因?yàn)闇囟鹊母叩蜁绊懮磻?yīng)，不適宜的溫度會直接影響生物系統(tǒng)的處理能力與處理效率。制革與毛皮加工行業(yè)要充分考慮生產(chǎn)所在地區(qū)的環(huán)境溫度（寒冷地區(qū)和濕熱地區(qū)），并進(jìn)行合理控制。同時(shí)，要充分考察廢水治理的溫度因素，提高生化池污泥的濃度，降低熱量的消耗，也可以采用低負(fù)荷活性污泥法，降低溫度對于生化反應(yīng)的影響力。在利用傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)時(shí)，企業(yè)是將每一道工序產(chǎn)生的廢水進(jìn)行混合，然后排放到集中池進(jìn)行污水系統(tǒng)處理，但是由于每道工序產(chǎn)生的廢水特征不同，廢水排放物也不同，不同物質(zhì)對微生物都會產(chǎn)生抑制作用。因此，本行業(yè)已經(jīng)開始使用新型的廢水處理技術(shù)，不再將不同工序產(chǎn)生的廢水進(jìn)行統(tǒng)一處理，企業(yè)可根據(jù)各自工序產(chǎn)生廢水的特點(diǎn)，將脫脂廢水、浸灰脫毛廢水、鉻鞣廢水分別進(jìn)行處理，并且回收廢水中有價(jià)值的物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)資源的再次利用。制革與毛皮加工企業(yè)在進(jìn)行廢水處理工藝流程前，需要對廢水處理工序進(jìn)行考察和分析，要充分地了解各種工序所產(chǎn)生廢水的主要成分，再結(jié)合處理工序的特點(diǎn)，選擇合適的廢水處理技術(shù)，處理后還需要對剩余的廢水進(jìn)行檢測，這樣既可以驗(yàn)證廢水處理工藝的效率，也可以檢測剩余廢水是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，要在保證企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提高的同時(shí)，加強(qiáng)對于周圍環(huán)境的保護(hù)。

3.3 廢水處理工藝與成本的優(yōu)化

在制革與毛皮加工行業(yè)排放的污染物中，有COD、石油類、鉻等，這些污染物會對大氣和生態(tài)環(huán)境造成一定的危害。隨著制革行業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，污染物的排放量也在增加，為了更好地治理和保護(hù)生態(tài)環(huán)境，制革與毛皮加工行業(yè)需要加強(qiáng)對工業(yè)廢水處理技術(shù)的研究，引進(jìn)先進(jìn)的處理工藝，利用科學(xué)手段對工業(yè)廢水進(jìn)行處理，在注重環(huán)境保護(hù)的同時(shí)，提高本行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。所以，制革與毛皮加工行業(yè)在進(jìn)行廢水處理過程中，不僅要考慮投入的處理成本，還需要根據(jù)企業(yè)自身的運(yùn)營情況，進(jìn)行實(shí)際性質(zhì)的分析，并結(jié)合自身行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，進(jìn)行全面、綜合的考慮。企業(yè)生產(chǎn)最終是以增加經(jīng)濟(jì)效益為目的，降低投入成本也是增加經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑之一。企業(yè)需要根據(jù)自身的運(yùn)行規(guī)模以及占地面積，合理考慮污水處理工程的投資費(fèi)用，科學(xué)分配其中的土地建設(shè)費(fèi)用以及設(shè)備建設(shè)費(fèi)用，要按照企業(yè)的規(guī)模選擇適宜的土地、建筑面積以及投入的資金，并根據(jù)企業(yè)產(chǎn)生的廢水特點(diǎn)引進(jìn)各類大型設(shè)備。通過加大先進(jìn)設(shè)備的投入，有效降低人力、物力的消耗。在整個(gè)廢水處理工程中，還需要考慮運(yùn)行成本，按照制革企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模配備相應(yīng)的處理人員，并根據(jù)工藝特點(diǎn)，利用大型設(shè)備進(jìn)行集中處理，工作人員負(fù)責(zé)機(jī)器調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)。在整個(gè)運(yùn)行費(fèi)用中，還需要考慮電費(fèi)以及化學(xué)藥劑的費(fèi)用，大型設(shè)備的電費(fèi)消耗比較高，需要根據(jù)大型設(shè)備的總功率進(jìn)行電費(fèi)計(jì)算。在化學(xué)藥劑投入費(fèi)用方面，需要考慮廢水的總量，并且要根據(jù)不同工序產(chǎn)生的廢水特征，選擇不同的化學(xué)藥劑進(jìn)行處理。

制革與毛皮加工企業(yè)還應(yīng)該建立健全相應(yīng)的廢水綜合管理機(jī)制，對大型設(shè)備以及廢水處理工藝進(jìn)行相關(guān)的管理。對廢水處理人員進(jìn)行要定期組織專業(yè)技能培訓(xùn)，加強(qiáng)相關(guān)人員的工作交流，吸取同行業(yè)的廢水處理經(jīng)驗(yàn)，借鑒國外優(yōu)秀的廢水處理工藝技術(shù)，并引進(jìn)高質(zhì)量的專業(yè)人才，組織管理團(tuán)隊(duì)的建設(shè)，對廢水處理工序進(jìn)行監(jiān)管和監(jiān)測，同時(shí)，要進(jìn)一步提高廢水處理工作效率，保證處理后的廢水達(dá)標(biāo)排放。還要定期組織相關(guān)人員學(xué)習(xí)和了解相關(guān)環(huán)保政策，培養(yǎng)本行業(yè)管理者的生態(tài)環(huán)保意識，緊跟國家生態(tài)發(fā)展的戰(zhàn)略方針，采用先進(jìn)的廢水處理工藝治理制革與毛皮加工廢水，使每一道工序產(chǎn)生的廢水都符合環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，注重企業(yè)的生態(tài)發(fā)展和綠色發(fā)展。

4 結(jié)語

綜上所述，制革與毛皮加工行業(yè)產(chǎn)生的廢水中COD濃度較高，懸浮物含量也較高，并且含有多種重金屬以及動植物油，廢水的組成成分復(fù)雜，處理難度比較大。因此，在選擇加工廢水處理工藝時(shí)，要充分考慮企業(yè)的實(shí)際情況，根據(jù)廢水的排放量，選擇合理的廢水處理工藝，以保證廢水處理效果。通過對廢水處理技術(shù)的研究，可以了解到廢水處理工藝的多樣性及各自的特點(diǎn)，靈活選擇廢水處理工藝，穩(wěn)定廢水治理效果，使加工廢水的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)能夠達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)，以進(jìn)一步加強(qiáng)對周圍環(huán)境的保護(hù)。