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制革工业在我国的经济建设中发挥着重要作用,但由于制革过程所产生的大量废水和固体废弃物,该行业又成为污染大户,带来了严重的环境问题。环境污染问题已成为制约制革业持续发展的瓶颈,为了解决制革业的发展与环境污染之间的矛盾,本文通过实验室模拟方法系统地研究了制革加工过程中典型污染物的产污特征及产污系数,通过企业的实测调查验证了研究结果的准确性,同时分析了我国制革行业的产污及治理状况。
以山羊服装革加工过程为例,分别对制革各工序的化料、皮以及废水的化学需氧量(COD)、氨氮、总氮的来源及分布特征进行了跟踪监测,在此基础上对各污染物的产污系数进行了详细核算,其研究结论如下:
(1)山羊服装革工序废水中COD的总产污系数为96.62kg/t原料皮,主要来自浸灰、复灰工序,浸灰和复灰两工序对COD的贡献度分别为34.13%和18.50%; COD主要来自加工过程投入的化料,加脂剂、浸灰助剂、有机鞣剂均是其主要物质来源;皮样释放也是COD的来源之一。
(2)氨氮在各工序废水中的分布差异显著,每加工1t山羊皮,工序废水中约产生5.57kg氨氮。其中脱灰工序产生的氨氮最多,占所有工序废水中氨氮总量的50.24%,软化工序对氨氮的贡献率约为16.08%,而其他工序氨氮产生量相对较少。
(3)工序废水中总氮的产污系数为11.64kg/t原料皮,并且总氮与氨氮的产生规律相似,主要来自脱灰、软化,其中脱灰工序产生的总氮占所有工序废水中总氮产生量的41.90%,软化占18.59%。氨氮与总氮呈正相关性,工序废水中氨氮占总氮47.85%。
铬作为制革工业另一特征污染物,本文通过铬鞣过程中的工艺参数与皮革中铬结合量的关系进行了模型研究,在此基础上获得了铬的产污系数。其主要研究结果如下:
利用逐步回归法建立了铬鞣工艺参数与皮中铬的结合量的定量关系,获得了影响铬结合量大小顺序依次为铬液浓度>温度>碱度>pH值>时间,其中铬液浓度的影响最为显著。依据元素守恒原理,建立了富铬污泥产污系数核算方法,经企业的实测验证,基本可以满足制革行业富铬污泥产污系数核算要求,其相对误差可控制在15%之内。
通过对60家具有代表性的制革企业的实测调查得出,不同种类的原料皮的产污特征也不完全相同,羊皮加工企业的产污量相对于牛皮和猪皮加工企业略小,猪皮加工企业的工业废水产污系数最大,牛皮加工企业的铬污泥产污系数最大,氨氮的产污系数在不同种类原料皮加工企业之间的差异不大;山羊服装革加工过程中COD和氨氮的产污系数在调查结果之内,并且氨氮的产生规律与不同加工工艺下氨氮的产生规律调查结果一致,主要产生于鞣前工段,鞣后工段的氨氮产生量较少。
目前我国制革企业基本都建有污水处理设施,制革废水治理模式多样,主要以单独处理为主。制革综合废水经过生化处理后COD和总铬基本能达到排放要求,但氨氮几乎不能达标,绝大部分企业的氨氮浓度都在200mg/L以上,因此制革行业需积极推行清洁生产,实施源头控制和末端治理相结合的方法,保证氨氮达标。