一文了解皮革废水处理方法

2020/06/01
一文了解皮革废水处理方法

包包、皮鞋、皮衣、皮沙发等皮革制品无处不在。但皮革生产在准备和鞣制阶段过程中,会产生大量废水。皮革废水排放量大、pH值高、色度高、污染物种类繁多、成分复杂。主要污染物有重金属铬、可溶性蛋白质、皮屑、悬浮物、丹宁、木质素、无机盐、油类、表面活性剂、染料以及树脂等。

在全国20个污染最严重的行业中,皮革工业排在第5位。皮革废水主要来自制革生产的湿操作准备工段和鞣制工段,包括浸水废水,脱脂废水、脱毛浸灰及水洗废水、浸酸废水、铬鞣废水和染色加脂废水。本文从皮革废水来源、特点和排放标准入手,进而汇总了皮革废水的处理方法。

一、皮革废水排放标准

2014年3月,环保部发布《制革及毛皮加工工业水污染物排放标准》(GB30486-2013)。本标准为制革行业首次的污染控制标准,规定制革及毛皮加工企业水污染物排放控制按本标准执行,不再执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的相关规定,被称为“皮革行业史上最严标准”。

2017年9月,环境保护部发布《排污许可证申请与核发技术规范 制革及毛皮加工工业—制革工业》(HJ859.1—2017),指导和规范制革工业排污许可证申请与核发工作。

二、皮革废水来源及特点

皮革加工以动物皮为原料,经化学处理和机械加工完成,一般包括准备、鞣制和整理三大阶段。

  • 准备阶段:污水主要来自水洗、浸水、脱毛、浸灰、脱灰、软化、脱脂;主要污染物为有机废物、无机废物及有机化合物。

  • 鞣制阶段:废水主要来自水洗、浸酸、鞣制;主要污染物为无机盐、重金属铬。

  • 整理阶段:废水主要来自水洗、挤水、染色、加脂及除尘污水等,污染物有染料、油脂及有机化合物。

因此,制革废水具有水量大、水质水量波动大、污染负荷高、成分复杂、悬浮物多、耗氧量高、碱度大、色度高、可生化性较好等特点,并具有一定毒性。

污染物

主要来源

悬浮物​

大量石灰、碎皮、毛、油渣、肉渣等

CODcr​

助剂、石灰、硫化钠、铵盐、植物鞣剂、酸、碱、蛋白酶、铬鞣剂、中和剂等

BOD5​

可溶性蛋白、油脂、血等有机物

硫​

浸灰过程中使用硫化钠所产生的硫化物

铬​

铬鞣制中排出的铬酸废水液

制革原料及生产工艺不同,对水质影响很大。如羊皮革废水COD、BOD、油脂较低,但Cr³⁺、S²⁻较高,碱性较强;猪皮革废水中SS、油脂及Cl⁻较高。不同的制革废水,需选择不同处理工艺。

三、皮革废水处理方法

(一)单项处理技术

  1. 脱脂废水

    • 特点:油脂含量、CODcr和BOD₅等指标很高。

    • 方法:酸提取法、离心分离法或溶剂萃取法。广泛使用酸提取法。

    • 工艺:加H₂SO₄调pH至3~4破乳,通蒸汽加盐搅拌,40–60℃静置2–3h,油脂上浮回收。回收率可达95%,CODcr去除90%以上。进水油浓度8–10g/L,出水可降至<0.1g/L。回收油脂可加工制皂。

  2. 浸灰脱毛废水

    • 特点:含蛋白质、石灰、硫化钠、SS,占总量CODcr的28%、S²⁻的93%、SS的70%。

    • 方法:酸化法、化学沉淀法和氧化法。多采用酸化法。

    • 工艺:负压下加H₂SO₄调pH至4–4.5,产生H₂S气体用NaOH吸收生成硫化碱回用;废水中析出蛋白质经过滤、干燥回收。硫化物去除率>90%,CODcr与SS分别降低85%和95%。成本低、操作简单。

  3. 铬鞣废水

    • 特点:主要含重金属Cr³⁺(浓度约3–4g/L),pH弱酸性。

    • 方法:碱沉淀法、直接循环利用及膜/树脂技术。

    • 国内主流(碱沉淀法):加石灰、NaOH、氧化镁等,pH 8.2–8.5、40℃沉淀最佳。氧化镁效果最好(回收率99%,出水Cr<1mg/L),但成本高;NaOH常用。适用于大型厂,但回收铬泥含杂质影响鞣制。

    • 新技术:

      • RO反渗透:高效分离铬,去除率>99%。NaCl浓度<5000mg/L时成本较低,适合小型厂。

      • 离子交换树脂:最优条件(Cr³⁺ 10mg/L, pH=5, 搅拌20min, 树脂250mg),回收率>99%,操作简单高效。

(二)综合废水处理

混合后的综合废水处理一般分为一级处理和二级处理。

  • 一级处理(物化法):采用格栅、格网、沉砂池、调节池、沉淀池及化学混凝/絮凝。主要调节水量水质,去除SS,削减负荷。

  • 二级处理(生化法为主):国内成熟工艺包括氧化沟、SBR、接触氧化法等。

1. 物化法深度处理

  • 碱沉淀法:加碱回收氢氧化铬,再酸解回用。NaOH常用,但泥量大或含杂质。

  • 直接循环法:过滤检测后回用于浸酸或鞣制。需解决杂质积累问题(如加热、加PNS絮凝剂)。

  • 萃取法:pH≈4.0时,萃取剂H⁺与Cr³⁺交换,回收铬纯度高,前景好。

2. 生物处理系统

制革废水CODcr一般为3000–4000mg/L,BOD₅为1000–2000mg/L,BOD/COD为0.3–0.6,适宜生物处理。

  • 预处理系统:格栅、调节池、沉淀池、气浮池。去除SS,调节负荷。

  • 水解酸化/臭氧预处理:将难降解高分子有机物(柔软剂、表面活性剂等)转化为小分子,提高BOD/COD(如从0.2提至>0.4),解决泡沫问题,减少污泥。

  • 混凝剂辅助:投加硫酸亚铁或碱式氯化铝(0.03%–0.05%),可去除CODcr、BOD₅约50%,S²⁻ 70%以上,SS与色度80%以上。

3. 主流生物处理工艺

工艺

特点

适用场景

技术参数举例

氧化沟​

耐冲击负荷强,处理稳定,停留时间长,抗冲击

大型制革厂(如广州人民制革厂,8500m³/d)

污泥负荷0.05–0.10kgBOD₅/kgMLSS·d;HRT 24–28h

SBR法​

间歇运行,灵活,流程短,耐冲击,操作简便

中小型厂,水质波动大(如浙江某厂,2800–3500m³/d)

污泥负荷0.1–0.15;污泥浓度3–4g/L;S²⁻去除率>96.7%

接触氧化法​

空气用量少,负荷高,但填料易钙化(慎用)

中小型厂(如沈阳第一制革厂)

容积负荷2–4kgBOD₅/m³·d;DO 2.5–3.5mg/L

射流曝气法​

氧利用率高,混合强,但喷嘴易堵

中等规模厂(如某厂3400m³/d)

曝气时间2–4h;CODcr去除率>90%

SBBR/UASB等​

SBBR结合SBR与生物膜;UASB负荷高但去除率不稳定

应用较少,需进一步研究

UASB上升流速0.6–1.2m/h

四、工艺选择建议

  1. 首选氧化沟:适用于水量大、要求稳定的大型制革厂。因其低负荷、长停留时间,能有效降解难降解有机物并耐高盐度冲击。

  2. SBR与接触氧化:适用于中小型厂,特别是水量不均、场地有限的场景。SBR灵活,接触氧化耐冲击,但需注意填料钙化问题。

  3. 高盐度注意:若废水中Cl⁻、SO₄²⁻过高,需选择耐盐性强的低负荷活性污泥法(如氧化沟),或通过水解酸化提高可生化性。

  4. 特殊水质:如裘皮废水BOD/COD<0.2,需加强水解酸化预处理,否则生物膜难以形成。

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