制革污水處理方法研究

郭士杰

（山東碧宇環(huán)保工程有限公司，山東 濟(jì)南 250010）

工業(yè)生產(chǎn)過程中排放出來的廢水和廢氣，是我國生態(tài)環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重的主要原因，尤其一些制革企業(yè)在生產(chǎn)過程中排放出來的污水中摻雜著大量化學(xué)物質(zhì)，并伴有難聞的氣味。如果對(duì)這些制革污水不進(jìn)行妥善處理，不僅會(huì)對(duì)周圍的水源產(chǎn)生污染，還會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐目諝赓|(zhì)量產(chǎn)生不利影響。所以，必須要對(duì)制革污水的來源與特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析，并結(jié)合當(dāng)前制革污水處理現(xiàn)狀，探索出針對(duì)性的污水處理方法。

1 制革污水相關(guān)概述

1.1 制革污水的主要來源

通過對(duì)我國各大制革企業(yè)生產(chǎn)情況進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，可以明確在實(shí)際制革工藝中，無論是濕操作準(zhǔn)備階段、還是鞣制工藝階段，都會(huì)產(chǎn)生大量污水。圖1為某制革企業(yè)的制革生產(chǎn)流程圖。以制革工藝為標(biāo)準(zhǔn)，可以將制革污水分為浸泡污水、脫脂廢水、脫毛廢水、染色廢水共四種。這些污水中均含有大量的重金屬物質(zhì)、無機(jī)鹽類、含鉻化合物以及硫化物等，如果不經(jīng)過處理就直接排放，必然會(huì)對(duì)制革企業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展造成影響。

圖1 某制革企業(yè)生產(chǎn)工藝流程

另外，制革生產(chǎn)工藝的污水排放沒有均勻的周期，甚至表現(xiàn)出了較強(qiáng)的瞬時(shí)性特點(diǎn)。而且，在不同時(shí)間段排放出來的污水水質(zhì)，也有著較大的差異。如果不對(duì)這些污水進(jìn)行妥善地處理，就直接將其排放到自然環(huán)境中，那么將會(huì)對(duì)其周圍的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞[1]。正是由于制革污水排放的特殊性，導(dǎo)致污水處理工作難度非常大。但是，倘若制革污水沒有在第一時(shí)間得到處理，不僅會(huì)對(duì)周圍的生態(tài)系統(tǒng)造成影響，地下水系統(tǒng)也會(huì)遭到污染，當(dāng)?shù)鼐用竦娘嬘盟踩搽y以得到保證。

1.2 制革污水的特點(diǎn)

制革企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過程中會(huì)排放出大量的污水。這些污水的成分異常復(fù)雜，所含污染物種類非常多，廢水的整體pH值和色度也非常高。制革污水主要表現(xiàn)出以下特點(diǎn)：第一，制革污水中含有較高濃度的有機(jī)物，尤其是COD、BOD的濃度非常高。第二，制革污水具有一定的毒性。在制革工藝流程中，脫毛工藝會(huì)用到硫化鈉、鞣制工藝會(huì)使用到鉻鹽，因而廢鉻液中鉻和硫化物的含量都非常高，幾乎每一升廢鉻液中，就可以檢測(cè)到數(shù)千毫克的鉻和硫化物，這些三價(jià)鉻和高濃度硫化物是導(dǎo)致制革污水有毒有害的主要原因。另外，制革污水往往還伴隨著濃濃的臭味，分析這種臭味的來源，主要與蛋白質(zhì)分解和硫化鈉的存在有關(guān)。第三，制革污水中的SS含量較高，甚至超過了3 000 mg/L。第四，制革污水的色度相對(duì)較高，主要與染料和鞣劑有關(guān)[2]。第五，制革污水的pH值在9～0之間，呈堿性，這與脫毛工藝中使用了大量石灰、燒堿和硫酸鈉等材料有關(guān)。第六，制革污水中氯化物、硫酸鹽的濃度也相對(duì)較高，經(jīng)常在2 000～3 000 mg/L之間浮動(dòng)，這些氯化物和硫酸鹽主要產(chǎn)生于原皮保存、浸酸以及鞣制等工藝。

2 幾種常用的制革污水處理方法

2.1 化學(xué)處理方法

2.1.1 浸灰脫毛廢水的化學(xué)處理技術(shù)

在實(shí)際的制革生產(chǎn)過程中，所排放的污水中含有一定量的硫化物。圖2為某制革企業(yè)的制革污水處理流程。在浸灰脫毛廢水中硫化物含量最多，為了對(duì)這類制革污水進(jìn)行妥善處理，使其達(dá)到國家制革污水排放標(biāo)準(zhǔn)，可以選擇以下三種化學(xué)處理方法：第一種是混凝法，第二種是酸化法，第三種是催化氧化法。

圖2 某制革企業(yè)污水處理流程

首先，在制革污水處理過程中，混凝法是使用頻率最高的一種技術(shù)方案。在應(yīng)用混凝法時(shí)，技術(shù)人員需要先將一定量的含硫離子沉淀劑加入到污水中，使其與污水中的部分重金屬物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使這些重金屬物質(zhì)轉(zhuǎn)化為難溶解的顆粒物質(zhì)，并從污水中分離出來。在應(yīng)用混凝法對(duì)制革污水進(jìn)行處理的過程中，可以使用鐵鹽類物質(zhì)強(qiáng)化制革污水的處理效果。從整體看，該方法處理廢水時(shí)處理成本可控，處理工藝相對(duì)簡單，對(duì)污水中硫離子的去除效果也較好。需要注意的是，在應(yīng)用混凝法的時(shí)候，還會(huì)產(chǎn)生一定量的黑色污泥，如果這些黑色污泥不能得到妥善處理，也會(huì)使混凝法的污水處理效果受到限制。所以，可以將混凝法與其他污水處理技術(shù)方案聯(lián)合應(yīng)用，以確保制革污水的處理目標(biāo)高質(zhì)量達(dá)成。

其次，在制革污水處理過程中，也可以使用酸化法，降低污水的酸堿度。在應(yīng)用酸化法時(shí)，可以先處理污水中的硫離子，利用氫氧化鈉溶液將硫離子轉(zhuǎn)化為硫化氫物質(zhì)。這樣一來，只需要對(duì)硫化氫物質(zhì)進(jìn)行回收再利用即可。需要注意的是，在應(yīng)用酸化法處理時(shí)，會(huì)使用大量的強(qiáng)酸溶液和強(qiáng)堿溶液，因而必須要確保整套污水處理系統(tǒng)處于完全密閉的狀態(tài)[3]。酸化法的應(yīng)用，不僅需要在前期投入大量的成本進(jìn)行相應(yīng)的污水處理系統(tǒng)建設(shè)，還需要技術(shù)人員掌握相對(duì)復(fù)雜的處理工藝，所以，這種污水處理方法并沒有得到大范圍普及，如果要對(duì)該技術(shù)方案進(jìn)行大范圍推廣，還需要持續(xù)優(yōu)化這一技術(shù)方案，降低前期投入的成本，簡化工藝流程，提高最終的污水處理效果。

最后，在制革污水處理過程中，還可以利用催化氧化法，該方法需要借助高錳酸鉀或過氧化氫等化學(xué)物質(zhì)，對(duì)污水中的含硫物質(zhì)進(jìn)行處理，并通過相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，將污染物轉(zhuǎn)化為硫酸根物質(zhì)。

2.1.2 鉻鞣廢水的化學(xué)處理技術(shù)

在制革企業(yè)的日常生產(chǎn)過程中，經(jīng)常產(chǎn)生鉻鞣廢水。鉻鞣廢水中的重金屬含量較多，如果得不到妥善處理，將會(huì)對(duì)周圍的自然生態(tài)平衡造成嚴(yán)重破壞，甚至對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦娜粘Ｉ钆c工作產(chǎn)生不利影響。為了對(duì)鉻鞣廢水進(jìn)行妥善處理，并將廢水中的重金屬物質(zhì)進(jìn)行回收再利用，提高資源的綜合利用率，可以采用以下兩種化學(xué)處理方法：一種是直接循環(huán)技術(shù)方案，另一種是堿劑沉淀技術(shù)方案。

首先，直接循環(huán)技術(shù)是指對(duì)污水進(jìn)行直接性的循環(huán)處理，并提煉出污水中的鹽類物質(zhì)，然后再對(duì)相應(yīng)資源進(jìn)行回收再利用。應(yīng)用這種污水處理技術(shù)不僅可以有效提高鉻鞣廢水的處理效率，還可以降低制革企業(yè)的污水處理成本。但在應(yīng)用直接循環(huán)技術(shù)方案的時(shí)候，污水處理量的不斷增加，會(huì)使污水處理系統(tǒng)中的雜質(zhì)含量越來越多，甚至降低后續(xù)污水的處理效果。所以，技術(shù)人員可以將一定量的電解質(zhì)加入到直接循環(huán)系統(tǒng)中，或者對(duì)直接循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行加熱處理，以提高直接循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行性能。

其次，堿劑沉淀技術(shù)的應(yīng)用，該技術(shù)是將一定量的堿性物質(zhì)加入到污水溶液中，使其與污水中的化學(xué)成分發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而達(dá)到回收污水中氫氧化鉻的目的。截止到目前，氧化鎂是最佳的堿劑沉淀劑。與其他化學(xué)處理技術(shù)相比，堿劑沉淀技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生的污水處理成本更高[4]。所以，制革企業(yè)在鉻鞣廢水的處理過程中，通常會(huì)選擇氫氧化鈣類溶劑作為沉淀劑。另外，在利用這一技術(shù)方案處理制革污水的過程中，還會(huì)產(chǎn)生大量的污泥。因此，為了使堿劑沉淀技術(shù)得到有效應(yīng)用，還需要做好相應(yīng)的工藝優(yōu)化工作，提高制革污水處理效果。再者，使用堿劑沉淀技術(shù)進(jìn)行污水處理，只能回收一些純度偏低的鉻類金屬物質(zhì)，而強(qiáng)酸溶液與強(qiáng)堿溶液之間也會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，改變了鉻類金屬物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并對(duì)最終的污水處理效果產(chǎn)生影響。所以，相關(guān)技術(shù)人員還需要對(duì)這一技術(shù)工藝進(jìn)行持續(xù)的優(yōu)化和改進(jìn)。

2.2 生物處理法

2.2.1 生物膜技術(shù)

在制革污水處理過程中，生物膜處理技術(shù)的應(yīng)用也最為常見。這是一種以微生物為載體，在特定生物反應(yīng)器中完成污水處理工作的技術(shù)方案。由于生物反應(yīng)器中存在一種固體填料，在處理制革污水時(shí)，可以有效形成生物保護(hù)膜，對(duì)污水中的污染物質(zhì)進(jìn)行吸收、降解，從而有效實(shí)現(xiàn)污水凈化的目標(biāo)。

制革污水與生物反應(yīng)器的接觸方式不同，其最終獲得的污水處理效果也有著明顯的差異。所以，在應(yīng)用生物膜處理法對(duì)制革污水進(jìn)行處理的過程中，可以借助其他工藝技術(shù)，將生物氧化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來。例如，絮凝處理技術(shù)、氣浮處理方案等[5]。與其他污水處理技術(shù)相比，生物膜技術(shù)的應(yīng)用，有著更為簡單的污水處理流程和操作工藝，且占地面積較小。但是，要想利用生物膜技術(shù)對(duì)制革污水進(jìn)行高質(zhì)量處理，還需要對(duì)污泥回流系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)定，避免出現(xiàn)污泥膨脹問題，降低制革污水的處理效果。

2.2.2 厭氧處理技術(shù)

厭氧處理技術(shù)在處理制革污水方面也可以獲得不錯(cuò)的效果，且與其他污水處理技術(shù)相比，厭氧處理技術(shù)的應(yīng)用占地面積更小，前期投入成本更低，且不需要后續(xù)供養(yǎng)支持，就可以對(duì)污水中的有機(jī)污染物和污泥進(jìn)行直接處理，保障了制革污水處理效果。但要注意，如果單純采用厭氧處理技術(shù)對(duì)制革污水進(jìn)行處理，很難達(dá)到預(yù)期的污水處理效果。所以，在應(yīng)用厭氧處理技術(shù)時(shí)，需要先對(duì)污水中的酸性物質(zhì)進(jìn)行水解處理，將污水中的大分子污染物質(zhì)降解成多個(gè)小分子污染物質(zhì)。另外，如果制革污水中的有害物質(zhì)含量較多，也會(huì)限制厭氧生物的降解作用，所以，為了將厭氧處理技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來，需要注重各類有害物質(zhì)對(duì)生物的影響，科學(xué)選擇預(yù)處理方案，對(duì)制革污水進(jìn)行無害化處理。

3 提高制革污水處理水平的策略

3.1 嚴(yán)格執(zhí)行制革污水排放標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定

硫化物、鉻化物和鹽類分子等是現(xiàn)階段制革污水中的主要污染物質(zhì)，尤其是鹽類分子，在制革污水中的含量占比呈逐年上升趨勢(shì)，增加了制革污水的處理難度，更增加了制革污水的處理成本[6]。為了控制制革污水的處理成本，部分企業(yè)故意將污水處理系統(tǒng)關(guān)停，這樣不僅嚴(yán)重制約了制革污水處理產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，還破壞了周圍的生態(tài)環(huán)境。為了從整體上提高制革污水的處理水平，相關(guān)部門必須要結(jié)合當(dāng)前制革污水的實(shí)際排放情況，完善相應(yīng)的制革污水排放標(biāo)準(zhǔn)，并要求制革企業(yè)采購符合標(biāo)準(zhǔn)的污水處理設(shè)備系統(tǒng)。同時(shí)，相關(guān)部門還要為制革企業(yè)開通銀行貸款綠色通道，確保制革企業(yè)可以引進(jìn)先進(jìn)的污水處理技術(shù)和設(shè)備，從而可以借助現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，改善我國制革污水的處理現(xiàn)狀。

3.2 選擇合理的污水處理技術(shù)方案

在新時(shí)代下，相關(guān)技術(shù)人員研發(fā)出多種制革污水處理方案，但是不同的污水處理技術(shù)有著不同的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。要想從整體上提高制革污水處理的水平，必須要選擇合理的污水處理技術(shù)方案。首先，要對(duì)制革企業(yè)的生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析，明確具體的污水處理需求，然后在準(zhǔn)確把握制革企業(yè)財(cái)力的基礎(chǔ)上，選擇性價(jià)比最高的污水處理系統(tǒng)，并確保污水處理設(shè)備的運(yùn)行效果可以得到充分發(fā)揮，使制革企業(yè)的運(yùn)營效益可以得到提升[7]。其次，如果要選擇使用新型材料、設(shè)備或者工藝進(jìn)行污水處理，那么制革企業(yè)就要與生產(chǎn)單位簽訂合同，在大膽嘗試新型污水處理技術(shù)的同時(shí)，主動(dòng)規(guī)避不必要的污水處理風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 科學(xué)處理制革污泥

在處理制革污水的過程中，必然會(huì)產(chǎn)生一定的污泥。只有對(duì)這些污泥進(jìn)行科學(xué)地處理，才能夠獲得最理想的污水處理效果。而且，這些污泥的組成成分具有一定的復(fù)雜性，只有對(duì)其進(jìn)行妥善地處理，才能夠避免出現(xiàn)二次污染問題，確保制革污水處理能夠達(dá)到預(yù)期效果。

4 結(jié)語

綜上所述，在新時(shí)代下，制革污水處理技術(shù)得到了持續(xù)性的創(chuàng)新和發(fā)展。在大量的新型材料、新工藝及新技術(shù)應(yīng)用到制革企業(yè)中的同時(shí)，制革企業(yè)也在不斷優(yōu)化和改進(jìn)污水處理方案。為了進(jìn)一步提升制革企業(yè)的污水處理效果，相關(guān)部門還需要制定出嚴(yán)格的制革污水排放標(biāo)準(zhǔn)，選擇最佳的污水處理技術(shù)方案，并對(duì)制革污泥進(jìn)行妥善處理，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)對(duì)制革污水的有效處理。