制革,即将生皮鞣制成革的过程,是一项历史悠久的工艺。它不仅涉及化学(包括生物化学)处理,还包括机械处理,旨在将动物皮转化为耐用且美观的皮革制品。制革工艺通常分为三个阶段:准备、鞣制和整饰。
准备阶段:此阶段主要去除生皮中的无用物质,如毛发、脂肪、表皮和纤维间质等,使胶原纤维适度松散,为鞣制做准备。常用的脱毛方法有碱法和酶法,其中碱法利用硫化钠水解毛和表皮的硬角蛋白,而酶法则通过蛋白酶消解毛囊周围的基础物质。
鞣制阶段:鞣制是将生皮转变为革的质变过程,是整个皮革加工的关键。鞣制方法包括矿物鞣(如铬鞣、铝鞣、锆鞣)和植物鞣等。铬鞣是现代轻革的主要鞣制方法,通过加入铬鞣液和提碱剂,使铬离子与胶原纤维结合,增强皮革的耐用性和稳定性。
整饰阶段:整饰包括中和、复鞣、染色、乳液加油和整理等工序,旨在赋予皮革各种使用价值。染色常用的染料有直接染料和酸性染料,乳液加油则使皮革柔软、耐曲折。
制革废水主要来源于制革过程中的各个阶段,具有水量大、水质复杂、污染负荷高等特点。
准备阶段废水:主要含有有机废物、无机废物及有机化合物,如脱毛废液、浸灰废液和软化废液等。
鞣制阶段废水:主要含有无机盐、重金属铬等,如鞣制废液和浸酸废液。
整饰阶段废水:主要含有染料、油脂及有机化合物,如染色废液和乳液加油废液。
制革废水通常具有高碱度、高色度、高悬浮物含量等特点,并含有对生物有抑制作用的物质,如硫化物和重金属铬。
针对制革废水的特点,常用的处理工艺流程包括预处理、调节pH值、生物处理、混凝沉淀和残渣处理等步骤。
预处理:通过筛网、沉淀池或物理过滤器去除废水中的大颗粒悬浮物和固体物质。
调节pH值:加入酸性物质(如硫酸、盐酸)将废水pH值调节至适宜范围(如6~9),以便后续生物处理。
生物处理:利用活性污泥法、生物膜法或生物滤池等生物反应器,通过微生物的代谢作用将废水中的有机物转化为无害物质。生物处理是制革废水处理的核心环节,能有效去除有机物并降低BOD和COD值。
混凝沉淀:在生物处理后,添加混凝剂(如聚合氯化铝、聚丙烯酰胺)将废水中的悬浮物和胶体颗粒聚集成较大的团块,然后利用沉淀池将其沉淀下来。
残渣处理:对产生的污泥和其他残渣进行妥善处理,如压滤、浓缩、干化等,以减少体积和处理成本。部分污泥还可作为肥料或建材原料进行资源化利用。
案例名称:某制革厂废水处理及资源化利用项目
项目背景:该制革厂位于我国东部沿海地区,年产量达到数十万张皮革。由于制革过程中产生大量废水,该厂采用了“物化+生化+深度处理”的组合工艺进行废水处理。
处理工艺:
物化预处理:废水首先通过格栅去除大颗粒杂质,然后进入调节池进行水质和水量的调节。在调节池中,废水经过充分混合和均质化后,通过混凝沉淀去除部分悬浮物和胶体物质。同时,加入酸性物质调节pH值至适宜范围。
生物处理:经过物化预处理的废水进入生物反应器进行生物处理。该厂采用活性污泥法进行处理,通过微生物的代谢作用将废水中的有机物转化为无害物质。生物反应器内设有曝气装置,提供充足的氧气供微生物呼吸作用。
深度处理:生物处理后的废水进入深度处理单元,采用活性炭吸附去除废水中的有机物、色素和臭味物质。同时,通过反渗透膜技术进一步去除废水中的溶解性盐和难降解有机物。
出水排放与资源化利用:经过深度处理后的废水达到排放标准后,通过排放管道排入环境水体或回用于生产过程中的冷却、冲洗等环节。该厂还实现了部分处理后的废水回用,节约了水资源并降低了处理成本。
处理效果:该项目自2018年建成投入运行以来,处理效果显著。出水水质稳定达到国家排放标准,有效减轻了对环境的污染。同时,通过回用部分处理后的废水,该厂还实现了水资源的节约和循环利用,取得了良好的经济效益和环境效益。
通过上述介绍,我们可以了解到制革工艺及其废水处理的复杂性和重要性。选择合适的处理工艺,不仅可以确保废水达标排放,还可以实现废水的资源化利用,为企业创造更多的经济效益和社会效益。