节能环保理念下的皮革化工行业废水处理研究
节能环保理念下的皮革化工行业废水处理研究
马洁
(西安工程大学,陕西 西安 710048)
摘 要:皮革化工企业在生产过程中往往会产生大量的有毒、有害废水,严重的会导致周边生态环境造成严重污染,同时治理污水亦加剧了制革生产成本。随着当前节能环保理念的不断深入,皮革化工行业废水治理势在必行。文章阐述了皮革化工行业废水来源与特点,总结了不同级别的废水处理方法,针对当前皮革化工行业废水现状从强化管理、技术研发、综合治理方面提出了废水处理策略,以期通过研究为皮革化行业废水处理提供建议。
关键词:节能环保理念;皮革化工;废水处理;清洁制造探花视频
Research on Wastewater Treatment in the Leather Chemical Industry under the Concept of Energy Conservation and Environmental Protection
MA Jie
(Xi'an Engineering University, Xi'an 710048, China)
Abstract:Leather chemical enterprises often produce a large amount of toxic and harmful wastewater during the production process, which can seriously cause serious pollution to the surrounding ecological environment. At the same time, treating wastewater also increases the cost of leather production. With the continuous deepening of the current concept of energy conservation and environmental protection, wastewater treatment in the leather chemical industry is imperative. The article elaborates on the sources and characteristics of wastewater in the leather chemical industry; Summarized different levels of wastewater treatment methods, and proposed wastewater treatment strategies from the aspects of strengthened management, technological research and development, and comprehensive treatment in response to the current situation of wastewater in the leather chemical industry. The aim is to provide suggestions for wastewater treatment in the leather chemical industry through research.
Keywords:the concept of energy conservation and environmental protection; leather chemical industry; wastewater treatment; clean manufacturing
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作者简介:马洁(1989.04-),女,汉族,陕西西安人,西安工程大学助理工程师,硕士研究生,研究方向为动力能源,359560973@qq.com。
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引言
制革生产往往流程繁琐,使用的各类化学原料不仅种类多,还具有极强的毒性,从制革鞣前、鞣制到整饰阶段会产生许多工业废水[1]。这些废水中不仅含有大量的动物脂肪与毛屑,还存在大量高浓度的六价铬、硫化物、氯化物、铵盐、硫酸盐等有毒化学物质[2],一旦处理不当,极易对周边生态环境造成极大的破坏探花在线观看。
基于此,本文以节能环保理念为目标,重点针对当前皮革化工行业废水污染特点进行梳理,总结皮革化工行业废水处理方法,并提出相应的污水处理改进策略,为皮革化工行业绿色环保提供建议。
1 研究背景
中国环保协会2021年数据显示,皮革化工污染、造纸污染、酿造工业污染是当前我国轻工业中的三大主要污染源,其中以皮革化工污染最为严重,而水污染是制革化工产业的主要污染源[3]。
以河北辛集为例,作为北方地区皮革化工产业聚集地,汇集了各类皮革化工制造企业约1 850余家,其中上规模的大型皮革化工企业高达上百家,2020年废水排放量约为1.78亿吨,COD排量超过7.23万吨,在该地区成了极大的污染。皮革化工废水治理成了当地环保部门、皮革化工企业的难题,每年大量治理资金的投入,亦给当地政府和相关企业带来了极大的压力。
随着近些年节能环保理念的深入人心,以及国家对皮革企业生产排放高标准要求,陆续出台了《污水综合排放标准》《处置场污染控制标准》和《排污许可证申请与核发技术规范制革及毛皮加工工业——制革工业》等[4],对皮革废水的处理有了极为严格的要求。
当前消费市场对各类皮革制品需求的不断提升,工业发展与生态环境建设之间的矛盾在日益产生冲突,废水治理已经成为了制约皮革化工行业长效发展的一大难题。因此,寻求一种或几种可行性强、可清洁、效益广、处理效率高的皮革化工废水方法尤为重要探花在线观看。
2 皮革化工行业废水来源与污染特点
2.1 废水来源
在皮革化工厂制造生产过程中,水污染主要来自于制革的中的湿整与鞣制工段。常见的废水来源主要是由水洗、浸水、脱毛、浸灰、脱灰、软化、脱脂等引起,其污染成分复杂多变,污染物包含有机废物、无机废物和有机化合物等。
2.2 废水污染特点
皮革化工行业废水的污染物有各类化学染料、动物油脂及有机化合物,通常具有污染负荷度高、化学成分复杂、悬浮物广泛、色度变化大、耗氧量较高、水量波动大等特点[5]。其中,具有典型废水污染有害物质主要集中在大量的悬浮物、CODcr、BOD5、硫化物与铬酸液等,是造成废水污染的主要有毒有害物质,具体危害特性如表1所示,含有此类污染物对于当前化工领域而言,是较难治理的工业废水。
3 节能环保理念下的皮革化工行业废水处理方法
3.1 一级处理方法
一级处理方法通常为皮革化工废水的预处理过程,主要目的是为了有效去除废水中的悬浮物质与一般有机物,通过物理作用和一般化学反应采用中和、气浮、电解等工艺进行处理,有效消除制革污水中的多元聚合物以及沉淀气浮不良特性。通常一级处理法主要以气浮法、混凝法、吸附法、微电解法、光催化法为主[6]。
以气浮法为例,主要用以治理皮革化工生产初期的油污染废水,具有节能、提高设备环境保护的效率。具体处理过程如图1,首先采用充气装置将空气导入污水之中,其次利用反应池中的细小气泡将废水中的各类乳化油、悬浮液粘附在泡沫中带出水面,最后通过收集水面上浮的悬浮渣将固体悬浮颗粒与液体进行分离。这是当前废水预处理中常见的方法之一,为后续废水处理提供有力条件。
图1 气浮法处理制革废水过程 Fig.1 Air floatation process for treating tannery wastewater
3.2 二级处理方法
二级处理方法通常采用化学中和法来实现皮革化工领域内的废水处理。通常,制革污水呈碱性状态,通过添加化学药剂,例如烧碱、氯化氢等,以中和法来实现废水的pH值酸碱平衡,从而可以相对便捷高效的实现制革污水处理的平衡性,为后期深度治理废水提供良好的基础。常见的二级处理方法包含了氧化沟技术、SBR法、生物接触氧化法、微生物修复法、厌氧处理技术等[7]。
以SBR法为例,其全称为序批式活性污泥法。采用间歇/有序的曝气方式将皮革化工生产中的废水进行降解与二次处理,处理过程主要包含了进水、曝气、沉淀、排水及等待过程,如图2。SBR法符合节能环保理念,该工艺不仅占地小、投资少,同时运行方式十分灵活,出水效果良好,污染物中的厌(缺)氧和好氧过程交替发生,具有极强的脱氮除磷效果,极大得降低了制革废水中的毒性与耐有机负荷度。
图2 SBR法处理制革废水过程 Fig2 SBR .process for treating tannery wastewater
3.3 三级处理方法
三级处理方法是皮革化工行业废水深度处理过程,单纯依靠一级、二级处理方法并不能完全去除废水中的化学有毒有害物质,三级处理方法的目的是为了促使废水中的微生物高效降解[8],在废水处理后可再次循环使用,使废水变废为宝,以此达到节能环保的作用,常用的深度处理方法主要有氧化法与膜分离法。
氧化法通常采用强氧化剂来破坏水中污染物质的化学反应,例如利用羟基(OH¯)中极强的氧化能力去除废水中的各类有机物、重金属、氮、磷等。同时,随着氧化法的普及与不断研发,利用高级氧化形式来处理生物可降解、可溶与凝结功能的芬顿工艺,已经成为了目前制革废水中常见的高级氧化方法。其操作便捷,具有较强的经济性,其处理反应速度效率快,结合实际情况控制投入量,对于皮革化工行业废水的处理具有经济、节能的优势。
此外,膜分离法亦是皮革化工行业治理废水中的新一代技术,采用膜技术分离来浓缩废水中的氰、氮化物,利用筛分机械的工作原理以过滤方式实现废水中的固液分离,作为三级处理中的深度过滤法,包含了微滤、超滤、纳滤及反渗透等处理形式[9],在处理中即可回收废水中的重金属与化学原料,同时亦可提升出水标准。与其他传统的分离方法相比,膜分离具有过程简单、经济性良好、绿色环保特性,有利于降低皮革化工行业治理废水成本,践行节能环保理念。
4 节能环保理念下的皮革化工行业废水处理策略
4.1 强化防污管理,落实节能环保理念
随着当前皮革化工行业废水标准的不断提升与生态环保的具体要求,皮革化工相关企业必须要加大对废水处理的重视,强化防污管理,真正落实节能环保理念。防污管理首先要在废水源头上下功夫,上至行业管理层下至基层人员必须要对环保有深刻的意识,重视制革过程中的废水污染物管理工作;其次要在废水处理过程中采用各类清洁工艺,根据废水中的化学特性与毒害特点,结合一级处理、二级处理、三级处理法来加大对废水的综合治理;最后在处理废水中还应考虑废水处理后的液体废水可作为清洗头层皮的循环水使用,治理后的固体如废油脂,在水解后可作为蛋白类涂饰剂或防粘剂进行加工生产,以此践行节能环保理念中的可持续、可循环、经济节约理念。
4.2 加大技术研发,提高废水处理工艺
《中国皮革行业“十四五”高质量发展指导意见》明确要求,皮革行业在绿色皮革化学品、清洁生产技术等方面应不断加大研发投入。为了切实践行业发展绿色可持续循环目标,皮革化工相关企业必须要加强与科研院所合作,积极开展各类清洁工艺、污水治理方面的技术研发工作。
例如联合化学工程师针对铬鞣废液开发相关处理系统,研发污水铬单独处理系统等,再如对除重金属废水的螯合树脂材料工艺开发,针对清洁治水材料引入绿色环保理念进行科技研发,从而有效提高废水处理工艺。
4.3 运用综合治理,注重清洁生产模式
现阶段,皮革化工行业在制造生产中的废水成分相对复杂,对于中小皮革化工企业而言治理废水具有一定难度。为此,中小皮革化工企业应运用采取运用综合治理方式,以典型组合工艺加强对废水处理,例如物化+氧化沟、生化+深度处理、复合SBR工艺等。
同时,皮革化工行业还应注重清洁生产模式的推广,从源头上减少污染物的产生,对于各类废水处理,应充分结合皮革化工企业规模进行选择,针对废水中污染物特点,实施合理化工艺废水处理,以保证处理方式的合理性符合占地面积小、运行费用低、处理效果好等要求,践行节能环保理念的废水处理原则。
5 结语
随着节能环保理念的持续深入,皮革化工行业在未来将要面对更为严格的环保执行标准。现阶段,加强废水治理是树立皮革化工行业开发清洁绿色发展模式的必要路径。
因此,皮革化工行业必须要团结一致,加强对制革污水处理的新科技研发,提升污水排放质量,提高污水循环利用效率,从而在根本上减少制革废水的产生,避免污染源流入生态环境,进而践行环保理念,有力推动皮革化工行业走向绿色发展之路。
参考文献:
[1]胡静.制革废水处理工艺选择与分析[J].西部皮革,2022,44(17):13-15.
[2]胡静.制革废水处理技术的发展现状及展望[J].西部皮革,2022,44(15):51-53.
[3]熊平,徐睿琦,熊云.化工园区综合废水处理方法探讨[J].西部皮革,2021,43(22):155-156.
[4]张春仿,侯元英,焦阳,等.A/O+高效菌+MBBR组合工艺在炼油废水处理中的应用[J].西部皮革,2020,42(24):1-2.
[5]张莹,刘佳泓.制革及毛皮加工企业自行监测开展现状及方案研究[J].西部皮革,2019,41(19):121-122.
[6]田文婷.高级氧化技术强化皮革废水生化处理效果的研究[J].皮革制作与环保科技,2023,4(04):13-15.
[7]张正旺.皮革废水处理中絮凝沉降工艺的改进与应用[J].皮革制作与环保科技,2022,3(05):12-14.
[8]Polizzi C, Lotti T, Ricoveri A, et al. Evaluating the suitability of granular anammox biomass for nitrogen removal from vegetable tannery wastewater[J]. Biodegradation,2023.
[9]董一明,唐纲.工业废水深度处理及回用方法概述[J].西部皮革,2016,38(21):47-50.
原载:《西部皮革》杂志2023年4月第8期
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