制革生产线节水与清洁生产改造的研究与实践

制革生产线节水与清洁生产改造的研究与实践

雷明智;刘忠卿

【摘要】通过节水和清洁生产工艺的改造，加强用水管理，研制高效节水节能设备，建立废水治理与利用系统等措施，达到了节水和清洁生产的目的。在相同产量下节约生产用水55%以上，废水排放总量减少60%以上，减少硫化物80％、CODCr 58%、BOD567%及污泥60%～65%，皮革产品各项技术指标达到相关标准，感官质量满足国内外市场的要求。%It can achieve the purpose of water-saving and clean production by improving the water-saving and clean production technology, strengthening the measure of water management, developing efficient equipment of water-saving and energy-saving, building the system of wastewater treatment and reuse. Under the same output, production water saving was more than 55%, wastewater emissions reduced by over 60%. Moreover, the reductions of sulfide, CODCr, BOD5 were 80%, 58%, 67% respectively, also with sludge reduced between 60%~65%. The leather products achieved relevant standards of various technical indexes, and the aesthetic quality met the requirements of domestic and foreign markets.

【期刊名称】《皮革与化工》

【年(卷),期】2014(000)004

【总页数】4页(P15-18)

【关键词】节水技术;清洁生产;废水治理;工艺改造

【作者】雷明智;刘忠卿

【作者单位】湖南科技职业学院，湖南长沙410004;湖南立得皮革有限公司，湖

南邵阳422000

【正文语种】中文

【中图分类】TS54

我国是一个严重缺水的国家，个别地区因缺水已严重威胁到制革厂的生存。因此，加速开发节水和清洁生产技术，有效控制耗水量，降低废水治理负担，减轻环境污染，促进经济良性发展是企业的最佳选择，也是企业的责任和历史使命。

湖南立得皮革有限公司利用从原邵阳制革厂搬迁到本市新厂区的机会，对猪皮和牛皮加工生产线进行节水和清洁生产改造。在国家发改委和湖南省科技厅的支持下，根据水资源开发利用状况、经济社会发展和环境的需要，设计并实施节水和清洁生产线改造项目，主要措施是加强用水管理、调整和改革生产工艺，研制节水节能湿加工设备，做好操作液和废液的循环使用，提高中水回用率等。

湖南立得皮革有限公司年加工猪皮220万张、牛皮200万张，主要产品是猪皮鞋

里革、绒面革，牛皮鞋面革、沙发革、箱包革等。

1.1 用水情况分析

制革生产过程的主要用水来自于准备工段，其次是鞣制工段。整理工段用水量很少，可以不予考虑。猪皮革生产过程中，水洗工序一般有16～18道以上，其耗水量约占总耗水量的35%。冲洗地面等用水量约占9%，两项合计占约44%。此外，耗

水量8～10%以上的工序有复鞣、浸灰、脱毛和浸水等工序，合计约占26%。从

工序分布来看，湿加工单元用水量约占总耗水量的99.5%，干加工单元仅占0.5%。牛皮制革准备和鞣制工段的耗水情况与此类似，总的耗水量略高于猪皮制革。

1.2 污染情况分析

制革生产过程的主要污染来自于准备工段，大约83%的生物耗氧量（BOD5）、73%的化学耗氧量（CODCr）、60%的悬浮固体、68%的中性盐以及76%的有毒物质都是在准备工段中产生的。准备阶段废水的污染源主要来自两个方面：一是由制革原料皮产生的废弃物，如：被溶解的毛及表皮（角蛋白）、胶原蛋白（皮质）或被乳化的脂肪；二是由制革生产过程中带入的化工材料产生的污染，如：用于脱毛浸灰的硫化碱和石灰、脱灰的铵盐、浸酸的中性盐和铬鞣的铬盐等[1]。

2.1 制订用水标准，加强用水管理

公司建立起节水和清洁生产工作一把手负责制，制订用水标准，加强用水管理。各车间主任向一把手签订用水责任状，从体制和机制上保证节水工作落实到位，具体措施如下：

①采取多种教育方法和奖惩措施，提高全体员工的节水意识。

②制定合理的用水标准，制定用水指标考核奖惩办法，并严格按标准执行。

③加强用水设备和供水仪表、管道的维修管理，明确责任，保证设备和仪表能够正常运行。

④对生活及办公区域排放的清水、冷却设备的冷却水等进行收集处理，然后用于制革生产。

2.2 节水工艺改造

在生产工艺中尽量减少或取消流水洗，对要求洗清的工序采用闷洗加流水洗的方法，既可节约用水，洗涤又干净。闷洗的浑浊液，直接排入废水处理池；流水洗的清液，排入回收池，贮存，经净化后回用。

在满足生产要求的前提下，尽量减少生产用水，工艺操作实行“少浴、无浴化”。常规工艺中，复鞣、中和、染色加脂、填充等处理后均要水洗、换液，其目的是为了克服因材料的渗透、结合性能不佳，或配伍性能不好导致的负面影响。但若鞣前

处理得当，使皮纤维得到较好的分散，复鞣剂、染料、加脂剂等透入革内与革纤维结合的几率增大，吸收率增加，也使得中和复鞣、染色加脂可以同浴进行，亦可选用渗透吸收性能好、相容性佳的材料同浴或分段加入，简化工序，实现节约用料、用水。工艺路线采取“删、减、并”，实施“一体化工艺”。如：脱灰与软化一体化、复鞣与中和一体化等[2]。

2.3 采用节水设备和计量装置

2.3.1 安装专利计量装置，做到计划用水

为了做到计划用水，立得公司发明了一种测量水塔的水位高度、储水量和水温的装置，可以随时掌握水塔的储水情况，做到在生产中准确控制生产用水的温度和用水量，避免造成水资源的浪费。

2.3.2 采用节水节能超载转鼓

制革的湿加工过程大都在转鼓中进行，不同的转鼓消耗的水量和化工材料量是不一样的，立得公司原用2500×2200转鼓，属高能耗、低效率、低装载率的设备。经过工程技术人员的试验研究，研制了一种节水节能超载转鼓，这种转鼓外观上与普通转鼓相似，但在结构和功能上有很大的区别，主要表现在：①超载转鼓利用鼓壁上装有高度较高的倾斜挡板，在装载量较大的情况下能够搅拌浴液和翻转皮坯。②配置浴液鼓外循环系统和过滤毛回收装置，有利于在脱毛过程中毛从鼓内浴液中循环到鼓外过滤器中自动分离出来，而普通转鼓没有配置这种装置。③普通转鼓一侧鼓轴开孔，因此，鼓内装载的皮坯和浴液水平面不能超过轴孔，否则，浴液会通过轴孔流到鼓外，使得皮坯装载有限。而超载转鼓轴孔与鼓外管道连在一起，形成密封系统，鼓内装载的皮坯和浴液水平面可以超过轴孔。因此，使用超载转鼓可以提高皮批装载量，达到节约水、电和化工材料的目的，且维修成本小于普通转鼓。经测算，超载转鼓比普通转鼓节水40%左右，同时节约化工材料30%左右。在新厂区安装超载转鼓25个，技术参数如下：

规格型号：4m×4m

转鼓自重：8000 kg

总载重量：7000 kg

装皮重量：2000 kg

转速：1～6转/分钟，变频调速

电机功率：22 kW

3.1 清洁生产工艺改造

由于制革的污染物主要产生在鞣前工段，对制革的鞣前工段重要的工序，如脱毛、浸灰、浸酸的清洁化进行研究开发，根据皮的不同特点进行工艺的设计，形成节水与清洁生产线，使各工序节水节能与清洁生产有机统一。

3.1.1 猪皮革清洁生产工艺改造

猪皮革清洁生产工艺改造路线：原料组批→浸水→去肉→助剂预处理→包酶脱毛→无硫无灰膨胀→脱碱→酶软化→低盐浸酸→低铬高吸收鞣制（或无铬鞣）→挤水、削匀（磨革）→复鞣、染色加脂一体化→出鼓。

解决的关键技术：猪皮干法酶脱毛的条件控制，要求毛和表皮完全去除、生皮胶原纤维充分分散、成品革绒毛细致、丰满弹性好；低盐浸酸要保证正常铬鞣；实施节水、清洁生产工艺要保证生产稳定和产品质量。

3.1.2 牛皮革清洁生产工艺改造

牛皮革清洁生产工艺改造路线：原料组批→浸水→脱脂→酶助脱毛→助剂脱毛→无灰膨胀→中和→软化→水洗→弱浸酸→低铬高吸收鞣制（或无铬鞣）→磨革→复鞣、染色加脂一体化→出鼓。

解决的关键技术：保毛脱毛的条件控制，要求牛皮在无硫化物无石灰状态下毛和表皮能完全去除、生皮胶原纤维充分分散，牛皮成品革柔软、得革率高；低盐浸酸要保证正常铬鞣；蓝皮的片、削，绷板操作的稳定性和质量的保证。

3.2 采用保毛脱毛工艺

保毛脱毛是先用酶预处理，使毛根松动后，加入少量石灰对毛产生免疫作用，然后加入硫化钠、硫氢化钠破坏毛根，使毛脱落。该工艺减少了石灰和硫化钠的用量，废液中少量的硫化物和石灰可循环使用，系统中无硫化物和石灰排出。对于牛皮脱毛，浸水时控制pH在9～10，加入碱性浸水酶Nowolase SG和脂肪酶Nowolase DG，为脱毛做好准备。用达威隆UHA和UHB做脱毛剂，膨胀时加入达威隆OPF增加皮纤维分散效果。当90%以上的毛从皮上脱落，残留的毛用手很容易拔掉后，循环浴液，过滤除去毛渣。

对于猪皮脱毛，由于猪毛的利用价值较大，先用机器拔毛，辅以蛋白酶松动毛根，既可提高猪毛的价值，又减轻了脱毛的负担。猪皮拔毛的最大问题是拔毛时将毛孔拉破，影响正面革或正绒革的质量。要避免这个问题，在浸水和脱脂时加入脂肪酶和蛋白酶，加强脱脂并使毛根松动，拔毛时就不会损伤粒面。拔毛后的猪皮用干法保毛脱毛，即在猪皮的肉面涂（或淋）脱毛糊，再肉面对肉面进行堆置。要注意脊背、臀部和边肷分别处理，脊背和臀部多涂（或淋）脱毛糊，边肷部位少涂（或淋）脱毛糊；在涂灰前要进行挤水，注意严格控制带毛皮的水分，使脱毛糊不会乱流。

3.3 采用无铬鞣工艺

由于铬化合物中六价铬有强烈的致癌和致突变作用，铬盐的使用对生态环境、人畜造成极大危害,对人类自身的生存和发展构成了极大的威胁。如制革污水中含有大

量的铬盐，排放出去会对水质造成极大的破坏。另外，铬鞣法制造的皮革成品革中三价铬也会因为外在条件影响而转化为六价铬。随着人类环保意识的提高,解决皮

革工业的污染问题已刻不容缓,尤其是铬污染；然而解决铬污染的根本办法只能是

彻底摒弃铬鞣。

为了减少铬的污染，部分产品采用无铬鞣制，如猪皮鞋里革、箱包革采用合成鞣剂与植鞣结合鞣制。经过整理后皮革柔软，成革纤维组织紧实，延伸性小，成型性好，

板面丰满富有弹性，革的粒面、绒面有光泽，可塑性好，颜色从本色的浅肉粉色到淡褐色，可做成各种花色的植鞣猪皮鞋里革、箱包革。

牛皮革部分品种采用醛植结合鞣法，如缩纹革先用戊二醛预鞣，再用荆树皮栲胶植鞣，并加强填充，使革身饱满，皮纹突出。对于进口蓝湿牛皮则先进行脱铬软化处理，再采用醛植结合鞣。生产的缩纹皮革美观、大方、粗犷，特别适合制造高档环保的家具革、沙发革、包袋革等。

对于制革废水，采用下列原则进行处理和利用：

(1)清浊分流，净化回用；

(2)分类治理，净化回用；

(3)循环利用，如脱毛浸灰液采用循环使用，中水回用等；

(4)综合废水，治理达标后排放。

4.1 建立洗涤液和废液循环利用系统

对水洗液进行清浊分档处理，水洗的“浊液”污染物浓度高直接排入污水池处理，水洗清液则排入回收池，经处理后再次用于浸水、脱灰、水洗等工序。将浸灰液和复灰液收集，用泵送入格栅过滤器中过滤，除去毛渣、泥渣等固型废物，然后将灰液送入收集池中。根据工艺要求，补加一定量的材料和助剂等，重新用于脱毛后的膨胀及复灰工序。

4.2 含铬废水的回收利用

含铬废水中含有大量的铬化合物，排放出去既造成原料的浪费，又污染环境，对含铬废水进行处理，既节约了原材料及用水，又避免了铬的污染。

首先将鞣制车间的含铬废水进行收集、初压滤，部分滤液直接用于鞣制，大部分滤液入铬液集水池，将集水池中的含铬废水加碱控制pH值在10左右，生成氢氧化铬沉淀，然后用压滤办法分离沉淀物，能实现铬99%的分离。

4.3 中水回用系统

关于中水回用，王坤余等的初步研究表明：制革厂排放的中水完全可用于制革鞣前各工序，可节约70%～80%用水量。处理后的废水若不重复利用，将会造成巨大

的浪费[3]。

制革废水经过生化处理后的出水水质与制革用水相比，其悬浮物、有机物和无机盐浓度偏高。由于制革大部分工序对水中无机盐要求不高，因此悬浮物和有机物是中水回用的处理对象[4]。本方案采用化学絮凝→沉淀→过滤的方法去除悬浮物和有

机物，再加入消毒剂除去水中的微生物，可以用于浸水、浸灰、脱灰、浸酸、蓝湿皮回软、复鞣等工序，经测算可节约20%～25%的制革用水。

4.4 综合废水治理

生产废水处理工艺流程如下：生产废水→隔油池→调节池→化学反应池→初沉池→氧化沟→二沉池→反应池→气浮池→清水池→排放或处理回用。

制革废水按照整体规划，清浊分流，分类治理的原则，尽量净化回用或循环使用，不能回收利用的综合污水采用物理、化学、生物技术相结合的方法进行综合处理。首先对制革污水进行预处理，通过隔油池→初沉池→格栅池→调节池→沉淀池→压滤等物理方法，初步去除废渣等悬浮物和胶体。加入混凝剂，既可增强悬浮物沉降效果，又为后续的生物氧化工艺提供有利的运行条件。污水经过物理方法处理去除悬浮物和胶体后，还要用化学方法除去有害物质。如对于铬，采用加碱沉淀的方法从污水中分离。对于硫化物则采用硫酸锰催化氧化，并加入硫酸亚铁生成沉淀去除。最后采用氧化沟法，利用生物技术处理综合废水，进一步降低CODCr和BOD5

值等。经污水处理厂终端处理后，出水口排出的水清澈无味，达到国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的一级排放标准要求。

湖南立得皮革公司节水与清洁生产线改造项目现在已基本完成建设任务，其中制革节水、铬的回收利用、无铬鞣猪皮鞋里革、箱包革等项目通过了邵阳市科委的鉴定和验收。评价认为湖南立得皮革公司节水与清洁生产线改造项目，在相同产量下节

约生产用水55%以上，废水排放总量减少60%以上，减少硫化物80%、CODCr58%、BOD567%及污泥60%～65%，皮革产品各项技术指标达到相关标准，感官质量满足国内外市场的要求。

【相关文献】

[1]刘萌，但卫华，但年华.节水制革的方法与途径［J］.西部皮革，2012，34(18):25-29.

[2]雷明智.猪皮服装革节水工艺探讨［J］.皮革化工，2004，21 (4):30-31.

[3]王坤余，等.节水技术与制革工业的可持续发展［J］.中国皮革，2006，35（01）:20-23.

[4]单志华.深入我国制革工业清洁生产改造［J］.皮革科学与工程，2011，21（05）:31-35.