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制革行业清洁生产技术(1)制革行业清洁生产技术 ——王瑞利 制革、毛皮加工工业是轻工行业继造纸和酿造工业之后的第三大污染工业,制革废水的污染是制革、毛皮工业主要污染源之一。制革废水是浓度较高的有机废水,主要污染物COD和氨氮含量较高,且处理难度较大。清洁生产技术是解决我国制革及毛皮加工企业污染、提高产品收率,保证我国皮革行业可持续健康发展的一条重要途径。中国皮革行业“十二五”规划中,倡导发展绿色皮革行业,要求全行业加大清洁化制革的研发和推广力度,全面提高制革和毛皮加工行业整体水平,更加有效地控制环境污染,大力推进节能降耗,提高资源利用率,节约水资源。因此,推行清洁化生产是解决我国皮革及毛皮加工最有效的方法之一。 制革行业是指以动物原料皮(猪皮、牛皮、羊皮及其它细杂皮)为原料,通过鞣制加工工艺,生产皮革制品、毛皮制品等。 制革生产包括湿加工和干加工两个单元,湿加工包括准备工段和鞣制工段;干加工就是整饰工段。准备工段是原料皮从浸水到浸酸之前的操作。包括浸水、去肉、脱脂、浸灰脱毛、膨胀。鞣制工段包括鞣制和鞣后湿处理两部分,包括脱灰、软化、浸酸、鞣制、水洗、中和、染色等。整饰工段包括皮革的整理和涂饰操作,属于皮革的干操作工段。 国际制革行业发展现状 皮革、毛皮及制品行业是一个劳动密集型的行业,生产和贸易格局始终遵循着从劳动力成本高的地区向成本低的地区转移的规律。二十世纪60 年代,世界皮革鞋业中心在意大利, 70 年代转移到日本和韩国,80 年代转移到中国台湾地区,90 年代转移到亚洲使中国成为世界关注的皮革加工及销售主要地区。 在世界范围内,黄牛的饲养主要集中在美国、阿根廷、俄罗斯、欧盟。绵羊和山羊的饲养主要集中在新西兰、澳大利亚、欧盟、近东和非洲,发展中国家牛的饲养量约占世界总量的75%,牛皮产值约占世界总量的56%,如以重量计,则占43%, 而绵羊皮的产量占59%。原料皮总量的39%进入国际原皮贸易市场,在牛皮的出口交易中,拉丁美洲、非洲呈下降趋势,远东呈上升趋势,大洋洲仍然是绵羊皮的主要出口国。 在世界制革业中,约有80%-95%的企业在制革过程中使用三价铬盐。在欧洲,大多进入制革铬鞣废水单独处理,经过碱化沉淀形成氢氧化铬,作为污水废料残渣掩埋掉,此时99%的铬是不可溶的。这种相对不可溶解性能防止三价铬进入水流系统或在掩埋时沥出。欧洲国家的制革厂通常将污水排至大的污水处理厂,这些污水处理厂由市政部门经营或者由几家制革厂联合经营,很少有制革厂将生产废水直接排放至地表水的水系中,大多数制革厂先将生产污水进行预处理和生化处理后再排入下水道中。欧洲生产牛皮的制革厂每年产生约40万吨污泥和几乎与污泥同量的含水量为40-80%的其他固体废弃物。 中国制革行业发展现状 据2005 联合国粮农组织统计纲要(FAO)显示,2003 年牛羊轻革全球总产量17 亿平方米,其中发达国家占35.4%,发展中国家占64.6%。1990-2003 年牛羊轻革全球产量年均增长2.1%,发达国家年均下降1.3%,其中欧盟年均下降1.8%;发展中国家年均增长5%,其中远东地区年均增长7%。据2005 联合国粮农组织统计纲要(FAO)显示,2003 年我国牛羊轻革产量3.2 亿平方米,占世界总产量的19%,居世界第一位。猪轻革产量占世界总产量的90%左右。 近20 年来制革产品产量快速发展,1952 年我国皮革业年生产量仅有330万张,而1978 年跃为年产量2659 万张,十年之后的1988 年产量又翻了一番,高达5203 万张,又过十年1998 年,产量再次翻了一番,达到1.13 亿张,2001年皮革产量继续增长,约达1.62 亿张,2005 年约为5.45 亿平方米。中国已成为世界公认的皮革生产大国。中国制革行业以生产轻革为主,约占全国鞣制皮革总产量的80%以上。 中国皮革产区集中,以浙江为主。据2005 年统计,浙江省规模以上轻革企业产量占全国规模以上企业轻革总产量的35.21%,河北省占18.30%,山东省占8.84%,广东省占8.55%,福建省占6.11%,湖南占4.94%,河南4.31%,广西4.13%,四川3.06%,江苏2.71%,以上十个产区规模以上企业轻革产量占规模以上企业总产量的96.17%。 制革工艺主要包括腌制、浸灰(脱脂、脱毛)、鞣制以及后整理工序,大多数的废物和污染物是在湿加工过程中产生的。我国大多数企业采用石灰脱毛和铬鞣技术。 制革工业污水量大,成分复杂,负荷高,处理困难,污染严重,在我国一些制革企业集中的地方,水质污染已严重影响了当地的农业灌溉和人民生活。 河南省制革行业发展现状 河南省制革企业较多,主要分布在焦作市沁阳和孟州、周口市项城、新乡海宁等地区,其中焦作市隆丰皮草企业有限公司为目前全世界规模最大的皮革加工企业,孟州市桑坡为河南省内最大的毛皮加工群。 河南省制革企业呈现两极分化趋势,先进的很先进,落后的非常落后,焦作市隆丰皮草企业有限公司其生产工艺与装备、现代化管理、过程控制、产品质量均为国际先进水平,而桑坡村中部分皮毛加工企业现在还采用传统作坊式生产,加工规模小,自动化水平低。 为规范河南省境内皮毛加工企业清洁化生产,河南省环保厅、河南省发改委发布了一系列要求,主要有河南省皮革(皮毛)行业水污染防治技术规范、河南省皮革皮毛综合整治技术规范(豫环文〔2010〕129号)。 制革行业存在问题 根据河南省中原环境保护服务公司对所做制革行业清洁生产审核企业的调查,发现其主要问题如下: 1、制革行业废水产生量大、污染重,废水回用率低 制革过程要经过浸水、脱脂、脱毛浸灰、脱灰、软化、浸酸、鞣制、中和、复鞣、染色加脂等。工序繁多,使用的化工材料也非常繁杂,因此制革废水是一种有机物浓度高、悬浮物浓度高、色度高的废水,此外制革废水中还含有大量难以降解的物质,如丹宁、木质素,还含有特有的对污水处理不利的无机化合物如硫化物、铬及酸碱等。为了去掉动物原皮上的毛发,浸灰脱毛工序使用石灰和硫化钠或硫氢化钠,结果大量碱性化合物、硫化物、角蛋白及胶原蛋白进入水中,产生的污染物以COD 计浓度很高。浸灰废液中COD 达10000mg/L 以上,占废水总负荷的40%左右,硫化物浓度高达3000mg/L 以上,占废水总硫化物的90%以上脱灰需要使用氯化铵或硫酸铵,使大量的氨进入水中,在脱灰废液中氨氮的浓度高达3000-7000mg/L,同时在制革预处理过程中进入水中的部分蛋白质会也会变为氨氮,进一步加大了制革污水氨氮处理的难度。在传统铬鞣方法中,皮革对铬鞣剂的吸收率一般为 60-70%,铬鞣废液中的三价铬浓度较高,2000-3000mg/L;随着高吸收铬鞣剂的出现,目前皮革对铬鞣剂的吸收率大大提高,可以使铬鞣废液中的铬含量降低到1000mg/L 以下。此外,在脱脂、软化、复鞣、染色、加脂等工序又将加脂剂、复鞣剂、助剂、染料等合成有机物带入废水,同时生皮中蛋白质和油脂也成为污染物进入水中,这些难生物降解的有机物增加了废水处理的难度。 在对河南星达服饰用品有限公司、武陟万锦皮革有限公司、沁阳市金牛皮革有限公司等制革企业清洁生产审核中发现,大部分企业废水产生后直接进入污水处理站进行二级生化处理,经处理达标后未回用,直接排入纳污河流。 2、生产规模较小,工艺与装备水平落后 目前制革企业设计规模平均为100万张/年左右,但是在实际生产过程中,年加工量较小,甚至一些企业实际产量仅为设计规模的20%左右。鞣制工艺采用传统的鞣制池工艺,染色和水洗采用较落后的划槽,机械化程度低。锅炉系统均为2~4t/h的手烧锅炉,烟囱高度不合格,污染物排放量较大。 3、现场环境脏乱 在这些小规模的制革企业中,生产车间脏、乱,水洗车间地面上废水溢流,部分羊毛碎渣直接堆放在车间内部,未得到及时清理。车间内部功能区划分不明显,造成各部分羊皮堆放不合理,夏天天气热,羊毛碎渣不及时清理,产生恶臭气体,造成整个厂区恶臭气体无组织排放。 |