皮革废水处理技术

众所周知，皮革工业是中国轻工业的第一支柱产业。随着国内皮革行业的迅速崛起，皮革废水处理技术已成为国家重点监控的十三种污染行业之一。环境保护已成为皮革工业发展的重要前提，关系到皮革工业的生存。换句话说，环保将成为未来皮革行业的新革命。目前，国内皮革废水处理技术取得了成效，但一些问题仍然不可低估。据不完全统计，中国的皮革产量约占世界的24.5%，但每年皮革厂的皮革废水产量高达2×108t以上，并呈逐步上升趋势。因此，创新和提高人造革制造技术不仅是环保理念的大势所趋，也是促进国内皮革行业健康稳定发展的重要保证。优化制革废水处理技术迫在眉睫。

1.皮革废水的来源

一般来说，皮革废水来自制革过程中的准备、鞣制和涂饰工段。据相关资料显示，准备工段的污水排放量约占废水排放总量的65%，整理工段的污水排放总量约占废水排放总量的30%，鞣制工段的废水排放仅占5%左右。不难看出，预鞣工段污染负荷重，环境污染严重。其中，制备工段各环节排放的主要污染物见表1，整理工段废水产生的主要污染物见表2:

2.皮革废水的特性

皮革废水的主要特点是悬浮物多、成分复杂、色度深、可生化性高、有毒物质多、耗氧量高。它是一种中高度处理难度的工业废水，时刻威胁着人类赖以生存的生态环境。从图1和图2的分析可以看出，皮革废水的主要污染物是COD，它是用化学方法来衡量水样中氧化还原物质的多少，本质上是指重要的有机污染参数，即反映水中氧化还原物质的污染程度。其中，皮革废水中的COD主要来源于鞣制过程中加入的大量试剂，包括鞣剂、酸、碱、硫化钠、铵盐等还原性物质，导致皮革肺水肿的有氧含量较高。氨氮主要来源于制革过程脱灰软化阶段添加的铵盐，而油脂主要来源于肉渣或皮革中的油渣。一般来说，皮革废水有以下四个具体特征，即:

高排水性:即在制造皮革的过程中，用水量比较大，每吨生皮需要的水量在50~110t左右，所以皮革的排水性也比较高。

相对较好的生物降解性:即皮革废水中的有机物含有可水洗的蛋白脂肪，生物降解性好，容易被降解。此外，由于皮革废水中含有大量的中性盐和硫酸盐，硫酸盐在厌氧环境中根据化学氧化还原反应被还原为S2-，这在一定程度上增加了废水处理的难度。

铬离子含量高:如图1所示，制革和复鞣过程中产生的皮革废水中含有大量的三价铬离子，使废水具有毒性，给生态环境带来极其恶劣的影响。因此，污泥中铬泥的处理是目前皮革制造业面临的一大难题。

水质水量波动大:即制革过程中，制革废水间歇排放，不同工序的水质水量差异较大，造成水质水量波动大。此外，在鞣制过程的浸泡阶段，由于会在滚筒中浸泡两天左右，其产生的皮革废水含有大量氯离子，污染负荷重，最终污染生态环境。

3.现阶段皮革废水处理技术存在的问题

就目前的发展来看，国内皮革废水处理主要面临三个问题，即泡沫、污泥膨胀和污泥上浮。其中，泡沫问题是指由于原料皮的不同，皮革的加工工艺也不同。因此，在制造过程中会产生大量的油渣和肉渣，导致皮革废水中含有大量的脂肪和油脂。如果废水处理技术不当，皮革表面的残渣和脂肪得不到有效的去除，然后会有少量的脂肪附着在污泥上，再经过处理机搅拌后会产生一些泡沫，可能会给生态环境带来一些负面影响。鉴于此，可采用泡沫分离法或提高曝气池污泥浓度的方法去除泡沫。其次，污泥膨胀的问题主要是由于SUV值超过一定限值(小于200)导致污泥负荷过大，导致污泥膨胀。鉴于此，可在皮革废水处理期适当加入液氮或漂白粉，阻碍丝状菌的生长，进一步抑制污泥膨胀现象。后来的污泥上浮问题是指氧化沟处理工艺中容易存在的问题。因为曝气时间超过规定范围，氧化沟内发生化学反应，导致亚硝酸盐浓度高，二沉池反硝化，然后产生氮气，导致污泥上浮。为了有效改善这类问题，需要在进水前提高负荷值，适当降低曝气器的转速以改善沉淀，从而有效避免污泥上浮问题。

4.皮革废水处理技术

4.1生物处理技术

目前，皮革废水的生物处理技术主要有生物膜法和活性污泥法，其中氧化沟处理工艺和SBR处理工艺应用广泛，深受皮革制造业的喜爱。

4.1.1氧化沟处理工艺

所谓氧化沟，是指封闭的环形沟渠，将活性污泥和污水混合循环，也属于改良活性污泥法。上世纪初出生于波兰。采用这种皮革废水处理工艺时，需要注意的是，皮革废水的出水和沉淀都是在氧化沟中完成的，不需要建二沉池。氧化沟具有反硝化的特性，所以污泥沉降性能好，处理工艺相对简单，节省了大量的人力物力，很大程度上降低了投资成本，一举两得。同时，氧化沟处理技术的处理效果非常好，硫化物去除率高达99.99%，COD去除率高达80%以上。不难看出，氧化沟处理技术的优良特性尤为突出，因此是迄今为止国内皮革行业广泛使用的一种皮革污水处理技术。此外，氧化沟皮革废水处理技术稀释能力相对较强，抗冲击负荷能力远高于其他生物处理技术，处理效果相对稳定，适合国内大型皮革生产企业。但是，有利必有弊。由于小型皮革厂氧化沟处理工艺场地占地面积不足，生产不规范，这种处理工艺对他们来说并不是较好的皮革废水处理方案。

SBR处理工艺

所谓SBR革污水处理工艺是一种改良的活性污泥工艺，因此也可称为序批式活性污泥处理系统。这一概念诞生于上世纪初，由美国著名大学RIrvine博士的后续研究发展而来。国内相关领域的学者吴斌也对SBR处理工艺进行了相关的学术研究。在这种处理过程中，应将废水置于厌氧或好氧环境中，交替进行处理，以全面抑制污泥膨胀，有效实现间歇排水的处理目标。一般来说，SBR皮革污水处理工艺的操作流程可分为以下五个方面:

进水:顾名思义，在皮革废水进入SBR反应器与活性污泥混合之前，确定SBR反应器中的上清液已经排空，正式进入备用处理状态。

反应:即上述进水步骤完成后，污水的水位线将达到预设的高度值，然后正式进入反应过程。

沉淀:即反应过程完成后，停止搅拌动作，然后将污泥和废水分离，进行沉淀过程。一般这类沉淀工艺的效率和质量都比常规沉淀池高，污泥的活性也能得到更大程度的保证。

流出物:沉淀步骤完成后，立即排出反应器中的上清液，并将反应器中的水位降低到较低值。

待机:上述四个步骤完成后，SBR反应器处于待机状态。这时，我们不难发现，极度活跃的表面积正在慢慢扩大，为下一次循环运行做充分的准备。

4.2物理加工技术

目前，制革废水的无动力处理技术主要有电解法、活性炭吸附组合法、气浮法、自然沉淀法和超滤法。其中电解处理效果比较好，不会造成二次污染。COD去除率可达65%以上，可有效实现保护环境的生产目标。而气浮法由于操作简单，容易被更多的皮革生产加工厂采用。但无论选择哪种物理处理技术，重要的是要考虑水质特点、水量要求、处理场地面积等。

4.3化学处理技术

化学处理方法主要有化学沉淀法、酸化吸收法和氧化法。就未来发展前景而言，Fenton试剂处理将成为未来皮革废水处理技术的主要发展趋势。芬顿试剂实际上是一种常见的化学试剂，由于其操作简单、对不溶性有机物处理效果好、污染范围小等优良特性，会被越来越多的皮革生产企业所采用。目前，我国相关领域的学者和专家已将这种废水处理技术应用于皮革制造业，经过反复试验，COD去除率可达70%以上，色度去除率可达97%以上，符合国家颁布的《污水综合排放标准》一级标准。

5.结论

综上所述，在环境问题日益严峻的今天，中国皮革工业将面临更重大的挑战。因此，皮革制造业必须处处贯彻绿色环保生产的理念，不断优化和完善自身的皮革废水处理技术，严格控制废水处理过程，真正减少废水污染物的产生，为皮革行业的健康稳定发展提供巨大动力。(来源:陕西理工大学化学与环境科学学院)

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