皮革和毛皮加工廢水處理技術進展研究

傅 瑛

（青島斯坦德衡立環(huán)境技術研究院有限公司，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)的運營規(guī)模在不斷擴大，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)模的擴大，污染物的排放量也在增加，為了對生態(tài)環(huán)境進行治理和保護，行業(yè)相關人員需要加強對工業(yè)廢水處理技術的研究，引進先進的處理工藝，利用科學手段處理工業(yè)廢水，在注重環(huán)境保護的同時，提高制革與毛皮加工行業(yè)的經(jīng)濟效益。

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鞣兩個階段，鞣制2 t鹽濕皮需消耗鉻鹽100 kg，排放總鉻量達到6～8 kg。鞣制廢水中的污染物成分主要有三價鉻、六價鉻、有機物以及顆粒懸浮物等，且水質呈弱酸性，在初鞣廢水中三價鉻的質量濃度可以達到3 000 mg/L左右，在復鞣廢水中質量濃度可以達到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行脫脂處理，從而加快化學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，且每個階段產(chǎn)生的廢水特點不同，但是都因為使用了多種化學材料，使得廢水成分較為復雜。

2 皮革和毛皮加工廢水處理技術

2.1 混凝沉淀技術

混凝沉淀技術是對含鉻廢水處理的一種廢水處理技術，一般會與吸附法結合使用處理含鉻廢水。一般情況下會應用堿沉淀法進行廢水處理，當加堿將pH調整到8.0～8.5時會產(chǎn)生氫氧化鉻沉淀，氫氧化鉻沉淀在強酸介質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，因此可以進行反復利用。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

酸化水解技術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物在進入微生物細胞前，在胞外進行的生物化學反應。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時間較短的厭氧處理第一和第二階段，在水解細菌以及酸化菌的作用下，將有機物進行水解酸化。水解池分為污泥床區(qū)和清水層區(qū)，該技術會進行分層處理，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，降低水中大分子有機污染物的含量。

2.3 生物接觸氧化技術

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，所用的時間也比較短，具有便捷性，但是曝氣池內填料的生物膜會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，這個缺陷目前還有待改善[3]。

3 皮革及毛皮加工行業(yè)廢水處理技術研究

3.1 分質預處理技術

分質預處理技術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合使用。通過加堿沉淀調節(jié)pH值，三價鉻在強酸介質中還原成堿式硫酸鉻，可以進行反復使用。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、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、化學沉淀法等進行處理。制革與毛皮加工行業(yè)大多采用催化氧化法進行廢水處理，并且處理后的污泥量較小，分離出的蛋白質可以根據(jù)產(chǎn)業(yè)特點進行再次利用和改造，可有效提高本行業(yè)的經(jīng)濟效益。由于脫脂廢水中油脂的含量較高，個別污染物已經(jīng)嚴重超標，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調節(jié)pH值至6～8進行破乳處理，經(jīng)過蒸汽然后加入鹽，再進行充分地攪拌，保持40～60 ℃的環(huán)境溫度，靜置2～3 h后，脫脂廢水中的油脂會進行分離，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行處理后達到排放標準即可合理排放[4]。

3.2 廢水處理工藝

3.2.1 低負荷活性污泥法

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

3.2.2 氧化工藝法

通過結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，在使用纖維填料進行廢水治理時，剛開始的效果還可以，但是長時間的運行會導致鈣鐵離子粘附在纖維表面，頑固結垢以后會形成纖維鈣化，導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要謹慎使用[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荷活性污泥法，可以根據(jù)制革廠的實際情況選擇SBR間接性活性污泥法，通過間接進出水的方式運行，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行模式等。在利用生物氧化技術處理廢水時，要考慮微生物的成長特征，合理設置微生物成長的環(huán)境溫度，因為溫度的高低會影響生化反應，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)），并進行合理控制。同時，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，也可以采用低負荷活性污泥法，降低溫度對于生化反應的影響力。在利用傳統(tǒng)廢水處理技術時，企業(yè)是將每一道工序產(chǎn)生的廢水進行混合，然后排放到集中池進行污水系統(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，不再將不同工序產(chǎn)生的廢水進行統(tǒng)一處理，企業(yè)可根據(jù)各自工序產(chǎn)生廢水的特點，將脫脂廢水、浸灰脫毛廢水、鉻鞣廢水分別進行處理，并且回收廢水中有價值的物質，實現(xiàn)資源的再次利用。制革與毛皮加工企業(yè)在進行廢水處理工藝流程前，需要對廢水處理工序進行考察和分析，要充分地了解各種工序所產(chǎn)生廢水的主要成分，再結合處理工序的特點，選擇合適的廢水處理技術，處理后還需要對剩余的廢水進行檢測，這樣既可以驗證廢水處理工藝的效率，也可以檢測剩余廢水是否達到排放標準，要在保證企業(yè)經(jīng)濟效益提高的同時，加強對于周圍環(huán)境的保護。

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)模的擴大，污染物的排放量也在增加，為了更好地治理和保護生態(tài)環(huán)境，制革與毛皮加工行業(yè)需要加強對工業(yè)廢水處理技術的研究，引進先進的處理工藝，利用科學手段對工業(yè)廢水進行處理，在注重環(huán)境保護的同時，提高本行業(yè)的經(jīng)濟效益。所以，制革與毛皮加工行業(yè)在進行廢水處理過程中，不僅要考慮投入的處理成本，還需要根據(jù)企業(yè)自身的運營情況，進行實際性質的分析，并結合自身行業(yè)的發(fā)展狀況，進行全面、綜合的考慮。企業(yè)生產(chǎn)最終是以增加經(jīng)濟效益為目的，降低投入成本也是增加經(jīng)濟效益的有效途徑之一。企業(yè)需要根據(jù)自身的運行規(guī)模以及占地面積，合理考慮污水處理工程的投資費用，科學分配其中的土地建設費用以及設備建設費用，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)生的廢水特點引進各類大型設備。通過加大先進設備的投入，有效降低人力、物力的消耗。在整個廢水處理工程中，還需要考慮運行成本，按照制革企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模配備相應的處理人員，并根據(jù)工藝特點，利用大型設備進行集中處理，工作人員負責機器調試和運行維護。在整個運行費用中，還需要考慮電費以及化學藥劑的費用，大型設備的電費消耗比較高，需要根據(jù)大型設備的總功率進行電費計算。在化學藥劑投入費用方面，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，選擇不同的化學藥劑進行處理。

制革與毛皮加工企業(yè)還應該建立健全相應的廢水綜合管理機制，對大型設備以及廢水處理工藝進行相關的管理。對廢水處理人員進行要定期組織專業(yè)技能培訓，加強相關人員的工作交流，吸取同行業(yè)的廢水處理經(jīng)驗，借鑒國外優(yōu)秀的廢水處理工藝技術，并引進高質量的專業(yè)人才，組織管理團隊的建設，對廢水處理工序進行監(jiān)管和監(jiān)測，同時，要進一步提高廢水處理工作效率，保證處理后的廢水達標排放。還要定期組織相關人員學習和了解相關環(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)保排放標準，注重企業(yè)的生態(tài)發(fā)展和綠色發(fā)展。

4 結語

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，廢水的組成成分復雜，處理難度比較大。因此，在選擇加工廢水處理工藝時，要充分考慮企業(yè)的實際情況，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的研究，可以了解到廢水處理工藝的多樣性及各自的特點，靈活選擇廢水處理工藝，穩(wěn)定廢水治理效果，使加工廢水的各項水質指標能夠達到污水排放標準，以進一步加強對周圍環(huán)境的保護。