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制革工業(yè)在我國重點污染行業(yè)中列第3位。據(jù)統(tǒng)計,我國現(xiàn)有制革企業(yè)近萬家,年排廢水量到達1×108t左右,年排放總量CODcrl8×104t,BOD58×104t,SSl2×104t,鉻3500t,硫5000t[1]。本文著重闡述制革廢水的特性、管理技術(shù)現(xiàn)狀和研討成果。
1 廢水的組成與特性
目前制革工業(yè)生產(chǎn)制造通常包括脫脂、浸灰脫毛、軟化、鞣制、染色加工、烘干、整飾等幾個工段,加工過程中需求添加多種化學品[2],從而使得廢水中含有油脂、膠原蛋白、動植物纖維、有機無機固形物、硫化物、鉻、鹽類、外表活性劑、染料等多種污染物質(zhì)和有毒物質(zhì)。制革工業(yè)綜合廢水的水質(zhì)特性為:ρ(CODcr)為3000—4000mg/L,ρ(BOD5)為1000—2000mg/L,ρ(SS)為2000—4000mg/L,pH值為8-11。
廢水主要來源于鞣前準備,鞣制和其他濕加工工段。污染最重的是脫脂廢水、浸灰脫毛廢水、鉻鞣廢水,這3種廢水約占總廢水量的50%,但卻包含了絕大局部的污染物,各種污染物占其總量的質(zhì)量分數(shù)為:CODcr80%,BOD575%,SS70%,硫化物93%,氯化鈉50%,鉻化合物95%。
制革廢水的特性表如今以下幾方面[3]
①水質(zhì)水量動搖大;
②可生化性好;
③懸浮物濃度高,易糜爛,產(chǎn)生污染量大;
④廢水含S2-和鉻等有毒化合物。
2 技術(shù)現(xiàn)狀
傳統(tǒng)的制革工業(yè)廢水處理技術(shù)是將各工序廢水搜集混合,采用物理、化學、生物等手腕集中處置,把廢水中的油脂、蛋白質(zhì)和各種化工資料作為廢物處置掉,糜費資源,投資高,且生皮加工過程中脫毛浸灰工段產(chǎn)生的高濃度含硫廢水和鉻鞣工段產(chǎn)生的廢鉻液,對處置廢水是十分不利的。故比擬合理的是“原液單獨處置、綜合廢水統(tǒng)一處置”[4],工藝道路,將脫脂廢水、浸灰脫毛廢水、鉻鞣廢水分別實行處置并回收有價值的資源,然后與其他廢水混合統(tǒng)一處置。但關(guān)于小型制革廠采用這種辦法,工藝流程長、費用高,仍可實行集中處置。
2.1 單項處置技術(shù)
2.1.1 脫脂廢水
脫脂廢液中的油脂含量、CODcr和BOD5等污介入標很高。處置辦法有酸提取法、離心別離法或溶劑萃取法。普遍運用的是酸提取法,加H2SO4調(diào)pH值至3~4實行破乳,通人蒸汽加鹽攪拌,并在40~60 t下靜置2—3 h,油脂逐步上浮構(gòu)成油脂層?;厥沼椭蛇_95%,去除CODcr90%以上。通常進水油的質(zhì)量濃度為8—10g/L,出水油的質(zhì)量濃度小于0.1 g/L?;厥蘸蟮挠椭?jīng)深度加工轉(zhuǎn)化為混合脂肪酸可用于制皂。
2.1.2 浸灰脫毛廢水
浸灰脫毛廢水中含蛋白質(zhì)、石灰、硫化鈉、固體懸浮物,含總CODcr的28%、總S2-的93%、總SS的70%。處置辦法有酸化法、化學沉淀法和氧化法。生產(chǎn)制造中多采用酸化法,在負壓條件下,加H2SO4調(diào)pH值至4—4.5,產(chǎn)生H2S氣體,用NaOH溶液吸收,生成硫化堿回用,廢水中析出的可溶性蛋白質(zhì)經(jīng)過濾、水洗、烘干變成產(chǎn)品。硫化物去除率可達90%以上,CODcr與SS分別降低85%和95%。其費用低廉,生產(chǎn)制造操作簡單,易于控制,并縮短生產(chǎn)制造周期。
2.1.3 鉻鞣廢水
鉻鞣廢水主要污染物是重金屬Ce3+,質(zhì)量濃度約為3-4g/L,pH值呈弱酸性。處置辦法有堿沉淀法和直接循環(huán)應用。國內(nèi)90%的制革廠采用堿沉淀法,將石灰、氫氧化鈉、氧化鎂等參加廢鉻液,反響、脫水得含鉻污泥,用硫酸溶解后可再回用到鞣制工段。反響時pH值在8.2-8.5,溫度在40℃沉淀最好,堿沉淀劑以氧化鎂效果最好,鉻回收率為99%,出水鉻的質(zhì)量濃度小于1 mg/L。但此法適用于大型制革廠,且回收鉻泥中的可溶性油脂、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)會影響鞣制效果。
此外,國外研討出一些新型的處置鉻鞣廢水的技術(shù)。A.I.Hafez[5]用反浸透(RO)膜技術(shù)處置鉻鞣廢水并回收鉻,研討證明,RO膜技術(shù)可以高效得將鉻從鉻鞣廢水中別離出來,鉻的去除率高于99%,但NaCl的濃渡過高會影響鉻別離。當NaCl的質(zhì)量濃度低于5000 mg/L,此時RO膜技術(shù)的費用低,用于小制革廠別離回收鉻比堿沉淀法要經(jīng)濟。Sevgi Kocaoba[6]運用離子交流樹脂技術(shù)去除回收鉻,找到了其回收鉻的最優(yōu)條件:鉻離子的質(zhì)量濃度為10 mg/L,pH值為5,攪拌時間20min,樹脂數(shù)量250mg,鉻回收率在99%以上,與傳統(tǒng)辦法相比具有操作簡單、效率高等優(yōu)點。
2.2 綜合廢水處置技術(shù)
制革廢水中污染物組成復雜,綜合廢水的處置辦法也很多,有生化工藝和物化等辦法。國內(nèi)制革工業(yè)通常采用物化處置和生化處置相分離的辦法,此法投資省,運轉(zhuǎn)費用低,可以穩(wěn)定達標排放。
2.2.1 生化處置工藝
①預處置系統(tǒng):主要包括格柵、調(diào)理池、沉淀池、氣浮池等處置設備。制革廢水中有機物濃度和懸浮固體濃度高,預處置系統(tǒng)就是用來調(diào)理水量、水質(zhì);去除SS、懸浮物;削減局部污染負荷,為后續(xù)生物處置發(fā)明良好條件。
制革廢水中含有較多的柔軟劑、浸透劑和外表活性劑等高分子化合物,這些物質(zhì)比擬難以生物降解。
P.A.Balakrishnan 等[7]研討在生物處置前,用臭氧來氧化廢水,將這些高分子有機物轉(zhuǎn)變成低分子方式,以至是容易消化的簡單的生物機體,從而進步生物的可降解性。實驗證明經(jīng)過臭氧處置,制革廢水的BOD5,CODcr和色度都有明顯的降低。田剛紅[8]在生物處置前先實行水解酸化,將廢水的m(BOD5/m(CODcr)的值由0.2進步到0.4以上,極大的進步廢水的可生物降解性,為好氧生化處置提供有利條件。這兩項技術(shù)與傳統(tǒng)物化預處置技術(shù)相比,除可以進步廢水的可生物降解性,還可以處理廢水處置過程中的泡沫問題,且產(chǎn)泥量少,為處理制革廢水處置中產(chǎn)生的大量污泥提供了一條途徑。還能夠投加混凝劑、絮凝劑去除制革廢水中不易生化降解的化工輔料。通常用硫酸亞鐵或堿式氯化鋁,投加量為0.03%-0.05%,可去除CODcr與BOD5約50%,S2-70%以上,SS與色度80%以上。