皮革廢水處理技術(shù)

　　眾所周知，皮革產(chǎn)業(yè)是我國輕工業(yè)中的第一大支柱產(chǎn)業(yè)。而在國內(nèi)皮革產(chǎn)業(yè)迅速崛起的同時，皮革廢水處理技術(shù)儼然成為國家重點監(jiān)控的十三類污染行業(yè)之一，環(huán)保已經(jīng)是皮革行業(yè)發(fā)展最重要的前提條件，其關(guān)乎到皮革行業(yè)的生死存亡。換句話說，綠色環(huán)保將成為未來皮革產(chǎn)業(yè)的新革命。盡管目前國內(nèi)的皮革廢水處理技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)成效，但其中存在的部分問題仍舊不可小覷。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國皮革產(chǎn)量約占全世界的24.5%，但皮革制造廠每年排出的皮革廢水高達(dá)2×10⁸t以上，并呈逐步上升的發(fā)展態(tài)勢。因此，創(chuàng)新與改進(jìn)人造皮革的制造工藝不僅是環(huán)保理念的大勢所趨，同時也是促進(jìn)國內(nèi)皮革產(chǎn)業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展的重要保障，優(yōu)化皮革廢水的處理技術(shù)已經(jīng)迫在眉睫。

　　1、皮革廢水的來源

　　一般而言，皮革的廢水來源于制革過程中的準(zhǔn)備、鞣制和整飾工段。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，準(zhǔn)備工段的污水排放量約占整個廢水排水總量65%左右，整飾工段的污水排總量大約占據(jù)排出廢水總量的30左右，而鞣制工段排放出的廢水僅占5%左右。不難看出，鞣制前工段的污染負(fù)荷大，對環(huán)境污染最為嚴(yán)重。其中，準(zhǔn)備工段各環(huán)節(jié)排出的主要污染物如表一所示，整飾工段廢水產(chǎn)生的主要污染物如表二所示：

　　2、皮革廢水的特點

　　皮革廢水的主要特點為懸浮物較多、成分較為復(fù)雜、色度較深、可生化性高、含有有毒物質(zhì)以及耗氧含量高等，是一種處理難度等級為中上等的工業(yè)廢水，無時無刻不威脅著人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境。由圖一和圖二分析可知，皮革廢水的主要污染物為COD，它是通過運用化學(xué)方法測量水樣中需要被氧化還原性物質(zhì)的量，實質(zhì)指的是重要有機物污染參數(shù)，即反映了水中收還原性物質(zhì)污染的程度。其中，皮革廢水中的COD主要來源于在制革的過程中添加的大量試劑，包括鞣劑、酸、堿、硫化鈉以及銨鹽等還原性物質(zhì)，導(dǎo)致皮革肺水腫的需氧含量制較高。而氨氮主要來源于制革工藝中在脫灰軟化階段中添加的銨鹽，油脂與脂肪則主要來源于皮革中的肉渣或油渣。一般而言，皮革廢水具備以下四方面的具體特征，分別為：

　　排水量高：即在制造皮革的過程中，消耗的水量值較大，每生產(chǎn)1t原料皮需要的用水量約為50~110t，因而皮革的排水量也較高。

　　可生化性相對好：即在皮革廢水中的有機物含有可容洗的蛋白質(zhì)脂肪可生化性較好，容易被降解。此外，由于皮革廢水中含有大量的中性鹽和硫酸鹽，依據(jù)化學(xué)的氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致硫酸鹽在厭氧的環(huán)境中被還原成S2-，因而在一定程度上增加了廢水的處理難度。

　　鉻離子含量較高：如圖一所示，在制革過程中的鞣制和復(fù)鞣的過程中產(chǎn)生的皮革廢水含有大量的三價鉻離子，造成廢水具備有毒性，為生態(tài)環(huán)境帶來極其不良的影響，因而污泥中的鉻泥處理是現(xiàn)階段皮革制造行業(yè)所面臨最重大的問題。

　　水質(zhì)水量波動大：即在制革的過程中，由于皮革廢水是以間歇式的方式而排出，且不同工序間的水質(zhì)和水量相差比較大，進(jìn)而造成水質(zhì)水量的波動大。此外，在制革工藝中的浸水階段，由于會在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)浸泡兩天左右，導(dǎo)致其產(chǎn)生的皮革廢水中含有大量的氯離子，污染負(fù)荷重，最終對生態(tài)環(huán)境造成污染。

　　3、當(dāng)前階段下皮革廢水處理技術(shù)中存在的問題

　　就目前發(fā)展情況來看，國內(nèi)皮革廢水處理主要面臨著三方面的問題，分別為：泡沫問題、污泥膨脹問題以及污泥上浮問題。其中，泡沫問題指的是由于皮革的原料皮質(zhì)不同，導(dǎo)致其加工工藝不盡相同。因而在制造的過程中含有大量的油渣和肉渣，造成皮革廢水中帶有大量的脂肪和油脂。若廢水處理技術(shù)不當(dāng)，則無法有效去除皮革表面的殘渣和脂肪，進(jìn)而使少數(shù)油脂附著于污泥上，然后通過處理機器進(jìn)行攪拌后會產(chǎn)生部分泡沫，可能會為生態(tài)環(huán)境帶來一定程度的負(fù)面影響。針對于此，可通過使用泡沫分離法或提升曝氣池污泥濃度的方法去除泡沫。其次，污泥膨脹問題主要是由于SUV值超過一定的限度(規(guī)定小于200)，而造成的污泥負(fù)荷過高，從而造成污泥膨脹的現(xiàn)象。針對于此，可適當(dāng)在皮革廢水處理期內(nèi)添加液氮或漂白粉來阻礙絲狀菌的繁衍生長，進(jìn)一步抑制污泥膨脹的現(xiàn)象。最后，污泥上浮問題則指的是氧化溝處理工藝中最容易存在的問題。由于曝氣時間超于規(guī)定范圍，在氧化溝中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致亞硝酸鹽的濃度值過高，在二沉池產(chǎn)生反硝化的作用，進(jìn)而產(chǎn)生氮氣，造成污泥上浮的問題。若想有效改善此類問題，需要增加進(jìn)水前的負(fù)荷數(shù)值，并適當(dāng)減小曝氣機的轉(zhuǎn)速，改善沉降性，從而有效避免污泥上浮的問題。

　　4、皮革廢水處理技術(shù)

　　4.1 生物處理技術(shù)

　　在當(dāng)前階段下，生物處理皮革廢水的技術(shù)主要有生物膜法和活性污泥法等，其中氧化溝處理工藝與SBR處理工藝的應(yīng)用范圍較廣，且深受廣大皮革制造行業(yè)的喜愛。

　　4.1.1 氧化溝處理工藝

　　所謂的氧化溝指的是一種封閉性的環(huán)形溝渠，是將活性污泥與污水?dāng)嚢柙谝黄鹧h(huán)流動，也屬于改良后的活性污泥法。最早誕生于上個世紀(jì)的波蘭。在運用此類皮革廢水處理工藝時，需要注意的是皮革廢水出水時和進(jìn)水沉淀時都應(yīng)在氧化溝內(nèi)完成，而無需建設(shè)二沉池。由于氧化溝具備反硝化的特性，因而污泥的沉降性能佳，且處理流程相對簡單，在節(jié)省大量人力、物力的同時，最大限度降低了投資費用，可謂是一舉兩得。與此同時，氧化溝處理技術(shù)的處理效果甚佳，硫化物的去除率高達(dá)99.99%，而COD的去除率高達(dá)80%以上，不難看出氧化溝處理工藝的優(yōu)良特性尤為突出，因此是截止目前國內(nèi)皮革行業(yè)運用最為廣泛的一種皮革污水處理技術(shù)。此外，氧化溝皮革廢水處理技術(shù)的稀釋能力相對較強，抗沖擊負(fù)荷能力比其他生物處理技術(shù)要高很多，且處理效果也比較穩(wěn)定，比較適合國內(nèi)大型皮革制造廠商。但有一利必有一弊，由于小型皮革制造工廠的氧化溝處理工藝場地占用面積不足，再加上生產(chǎn)不規(guī)律，不注重經(jīng)常排泥的話，此類處理工藝對他們來說并非是最佳的皮革廢水處理方案。

　　4.1.2 SBR處理工藝

　　所謂的SBR皮革污水處理工藝是一種改良型的活性污泥法，因此也可以稱之為作序批式活性污泥處理系統(tǒng)，此概念最早誕生于上個世紀(jì)，并由美國知名大學(xué)RIrvine博士后續(xù)研究發(fā)展起來。我國相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者吳斌也在SBR處理工藝方面進(jìn)行了有關(guān)的學(xué)術(shù)研究。在進(jìn)行此類處理工藝時，應(yīng)將廢水處于厭氧或好氧的環(huán)境中，并交替進(jìn)行操作處理，旨在全面抑制污泥膨脹的情況，切實實現(xiàn)間歇性排水的處理目標(biāo)。一般而言，SBR皮革污水處理工藝的操作流程可分為以下5個方面：

　　進(jìn)水：顧名思義，即在皮革廢水進(jìn)入SBR反應(yīng)器與活性泥混合之前，確定SBR反應(yīng)器里面的上清液已經(jīng)排空，正式進(jìn)入待機處理的狀態(tài)。

　　反應(yīng)：即在完成上述進(jìn)水步驟后，將污水的水位線達(dá)到事前設(shè)定好的高度值上，然后正式進(jìn)入反應(yīng)流程中。

　　沉淀：即在完成反應(yīng)的工序后，停止攪拌動作，進(jìn)而使污泥與廢水分離開來，進(jìn)行沉淀工序。此類型的沉淀過程一般效率與質(zhì)量要比常規(guī)類型的沉淀池更加高，并且可以最大限度保障污泥的活性。

　　出水：在完成沉淀步驟之后立即排除反應(yīng)器內(nèi)的上清液，并將反應(yīng)器內(nèi)的水位線降到最低值。

　　待機：在結(jié)束上述四大步驟之后，使SBR反應(yīng)器處于待機的狀態(tài)當(dāng)中，此時不難發(fā)現(xiàn)活性無比的表面積慢慢擴大，目的是為下個周期運行做充足的準(zhǔn)備。

　　4.2 物理處理技術(shù)

　　現(xiàn)階段，皮革廢水無力處理技術(shù)主要包括電解法、活性炭吸附結(jié)合法、氣浮法、自然沉淀法以及超濾法等。其中，電解法的處理效果相對較好，且不會造成二次污染，COD的去除率可達(dá)到65%以上，切實實現(xiàn)保護(hù)環(huán)境的生產(chǎn)目標(biāo)，但氣浮法由于操作簡單則容易被更多的皮革制造加工廠所利用。但無論選用哪一種物理處理技術(shù)，務(wù)必要考慮水質(zhì)的特點、水量要求以及處理場地面積等。

　　4.3 化學(xué)處理技術(shù)

　　化學(xué)處理法主要包括化學(xué)沉淀法、酸化吸收法以及氧化法等。就未來的發(fā)展前景來看，F(xiàn)enton試劑處理法將成為未來皮革廢水處理技術(shù)的主要發(fā)展趨勢。Fenton試劑其實是一種較為常見的化學(xué)試劑，由于其具備操作簡單、對溶解性難降解有機物的處理效果佳和污染范圍小等優(yōu)良特征，將會被越來越多的皮革制造廠商所利用。目前，我國相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者專家已經(jīng)將此類廢水處理技術(shù)應(yīng)用到皮革制造工業(yè)當(dāng)中，并經(jīng)過一次又一次的實驗，COD的去除率可達(dá)到70%以上，色度去除率高達(dá)97%以上，符合國家頒布《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級標(biāo)準(zhǔn)。

　　5、結(jié)語

　　綜上所述，在環(huán)境問題日益嚴(yán)峻的今天，我國皮革行業(yè)將面臨著更加重大的挑戰(zhàn)。因此，皮革制造行業(yè)務(wù)必將綠色環(huán)保型生產(chǎn)理念落實到每一處，并不斷優(yōu)化和完善自身的皮革廢水處理技術(shù)，嚴(yán)苛控制廢水的處理流程，從真正意義上減少廢水污染物的產(chǎn)生，為皮革行業(yè)健康穩(wěn)定地發(fā)展提供巨大的推動力。(來源：陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院)