皮革废水处理工艺路线与达标调试方案及其实践探究

高 磊，于 军，苏 强，王 睿，邹晓凤

（山东省环境保护科学研究设计院有限公司，山东 济南 250013）

引言

皮革加工是制革行业的核心环节，其生产过程中会产生大量废水，而且这些废水中含有大量有机物、无机物、油脂、悬浮物等污染物，如果直接排放到环境中，会对水体造成严重污染，影响生态平衡，同时也会对人类健康产生危害。因此，对皮革废水进行处理，使其达到排放标准，是制革行业必须要面对和解决的重要问题。通过对皮革废水处理工艺路线、达标调试方案的研究，可以寻找更加高效、环保、经济的皮革废水处理方法，以满足日益严格的环保法规要求，同时也为皮革行业的可持续发展提供技术支持，因而这项研究具有重要意义，具体体现在以下几方面：环保意义：皮革废水处理工艺达标调试方案的研究，可以有效地减少皮革废水对环境的污染，保护水资源，维护生态平衡；经济意义：通过优化皮革废水处理工艺，可以降低处理成本，提高资源利用率，实现经济效益和环境效益的双重提升；社会意义：皮革废水处理工艺达标调试方案的研究，有助于提高公众对环保问题的关注度，从而推动社会各界共同参与到环境保护工作中，促进社会的可持续发展；技术创新意义：皮革废水处理工艺达标调试方案的研究，可以推动相关技术的发展和创新，为我国的环保事业提供强大的技术支持。

1 皮革工业废水特性分析

1.1 皮革工业废水的来源及成分

皮革工业废水成分复杂，含有大量有机物、无机物、重金属离子和染料等有毒有害物质。如果不经过有效处理直接排放到环境中，将对水环境和生态系统造成严重破坏，因而皮革工业废水处理技术的研究具有重要的现实意义和广阔的市场前景。皮革工业废水主要来源于制革生产过程中的各种废水，包括浸水、脱毛、鞣制、染色、整理等工序产生的废水，这些废水中含有大量有机物、无机物、重金属离子和染料等有毒有害物质，对环境造成了严重污染。浸水：在制革生产过程中，动物原料皮需要浸泡在含有鞣剂和染料的水中，以使皮革变软并赋予颜色。这部分废水中含有大量的有机物、无机物和重金属离子；脱毛：在制革生产过程中，动物原皮需要进行脱毛处理，以便进行后续的鞣制和染色。脱毛过程中会产生大量废水，而且其中含有毛发、油脂和其他有机物质；鞣制：鞣制是制革过程的关键步骤，用于使皮革变软并赋予颜色。鞣制过程中会产生大量的含铬废水，这是一种剧毒物质，对环境和人体健康有极大危害；染色：为了使皮革具有各种鲜艳的颜色，通常需要进行染色处理。染色过程中会使用大量染料和助剂，这些物质会对水体造成严重污染；整理：整理是对成品皮革进行的一系列后期处理，如打磨、上蜡等，这一过程也会产生含有染料、助剂和其他有机物质的废水[1]。

1.2 皮革工业废水的特性分析

皮革工业废水具有成分复杂、污染物种类繁多、重金属离子含量高、pH值波动大等特点，给环境带来了严重的污染。研究有效的废水处理方法对于保护环境和人类健康具有重要意义。

1.2.1 含有高浓度的有机物和无机物

皮革工业废水中含有大量有机物和无机物，这些物质是制革过程中必不可少的原料，其中蛋白质、脂肪、糖类等有机物含量较高，钠、钾、钙、镁等无机盐类的含量也较高。

1.2.2 重金属离子含量高

制革生产过程中使用的鞣剂中常常含有铬、镍等重金属离子，这些离子会随着废水排放到环境中，从而对水体造成严重污染。

1.2.3 染料含量高

为了赋予皮革各种鲜艳的颜色，通常需要使用大量的染料，这些染料不仅会对水体造成污染，还可能对人体健康产生危害。

1.2.4 pH值波动大

由于制革过程中使用了多种化学药品，导致废水的pH值波动较大，从酸性到碱性不等，这种波动也会影响废水的处理效果。

1.2.5 含有大量表面活性剂

在制革生产过程中，为了提高皮革质量，通常需要添加一定量的表面活性剂。这些表面活性剂不仅会增加废水的浊度，还会影响废水的处理效果。

1.2.6 水量大，污染物种类繁多

制革生产过程中产生的废水量大、污染物种类多，导致其废水处理变得更加复杂，而且处理起来也较困难。

1.3 皮革工业废水的污染问题及其影响

皮革行业是一个高污染行业，皮革工业废水污染问题严重影响了水环境质量和生物多样性，同时对人类健康也构成了威胁，所以我们必须要采取有效措施来处理皮革工业废水，减少其对环境和人体健康的影响。在制革生产过程中，浸水、脱毛、鞣制、染色和整理等工序需要大量的水，并产生了大量废水。这些废水中含有大量有机物、重金属离子和其他有毒有害物质。首先，皮革工业废水中的有机物会导致水体中藻类的大量繁殖，从而消耗水中的溶解氧，引发水体富营养化，这不仅会破坏水体生态平衡，还会导致鱼类和其他水生生物死亡。此外，皮革工业废水中的染料和其他有毒有害物质也会对环境造成污染。染料会改变水体的颜色，影响景观的美观；有毒有害物质还会对水体生态系统造成破坏，影响生物多样性。

2 皮革废水处理工艺现状及其发展趋势

2.1 国内外皮革废水处理工艺现状

皮革废水处理工艺是解决皮革工业环境污染问题的重要途径。国内主要采用物理化学法（如沉淀、絮凝、过滤等技术）、生物法（如好氧和厌氧处理技术）和物化-生化组合法处理这些废水，这些工艺在处理效果和成本方面存在一定的差异。而国外主要使用生物处理技术，如活性污泥法、生物膜法和生态稳定塘，处理工艺较为成熟，处理效果和环境友好方面表现较好，但也存在着占地面积大、成本高等问题。

2.2 皮革废水处理工艺的发展趋势

皮革废水处理工艺的发展趋势是高效、环保和智能化。面临着严格的排放标准和环境监管要求，相关人员需要不断创新和改进废水处理工艺以满足各项要求，为可持续发展提供支持，其中高效性是重要方向。传统处理方法效率低，而生物法虽然能够有效去除废水中的有机物质和重金属离子，但处理时间较长。因此，未来需要开发更加新型和高效的处理技术，如微生物降解和膜分离法，并把环保性作为重要目标。

2.3 存在的问题与挑战

皮革废水处理工艺是解决皮革工业环境污染的关键方法，但目前也存在着一些问题和挑战，包括有机物去除困难、重金属离子去除效率低、污泥产量大、运行成本高等。为了解决这些问题，技术人员需要加强对处理工艺的研究和创新，开发出新型废水处理技术，提高处理效果和运行效率。

2.3.1 高浓度有机物去除困难

皮革废水中含有难降解的有机物，如蛋白质和脂肪。传统物理化学法难以将其有效去除。因此，需要研发更加高效的有机物去除技术。

2.3.2 重金属离子去除效率低

制革生产过程中使用的鞣制剂含有大量铬、镍等重金属离子，传统生物法对其去除效果差，不符合排放标准。因此，需要研究新的重金属离子去除技术。

2.3.3 污泥产量大且处理难度大

传统处理方法会产生大量有机物和微生物含量高的污泥，这些物质难以被有效处理，因而造成环境风险和资源浪费。所以需要研究新的污泥处理技术，以减少污泥产量并提高处理效率。

2.3.4 运行成本高

传统废水处理方法需要大量的化学药剂和能源，设备的维护和管理也需要投入大量人力和物力资源，导致运行成本高，所以需要研发降低运行成本的方法，如开发新的处理材料和技术，并优化设备管理和运行模式。

2.3.5 缺乏有效的监测和控制手段

目前皮革废水处理工艺缺乏实时监测和调控手段，使得处理过程难以得到有效控制，所以需要相关人员加强监测和控制手段的研究，以提高废水的处理效率和效果。

2.3.6 缺乏对皮革废水处理工艺的有效调试

如果对皮革废水处理工艺进行精心调试，可以发现工艺中存在的问题，并有针对性地进行改进，从而提高处理效率。所以需要调试人员具备一定的环保理念、专业知识、实践经验和操作技能。同时，他们的沟通和协调能力也很重要，可以推动废水处理工作的顺利进行，并提高废水处理工艺的稳定性和可靠性[2]。

3 某皮革废水处理工程工艺达标调试方案

3.1 工艺流程设计

废水处理工程工艺要能够综合应用物理、化学和生物技术，逐步去除废水中的污染物，使之达到环保排放标准。这样的工艺流程能够确保废水处理效果稳定可靠，并对水环境具有良好的保护作用。

3.1.1 预处理

废水首先要经过网格筛选器进行初级过滤，该过程能够快速去除较大颗粒物和悬浮物。通过网格筛选器的筛孔拦截废水中的固体颗粒，并防止其进入后续处理单元。

3.1.2 生化处理

本研究采用好氧生物降解工艺，将废水中的有机物质转化为无害物质。经过预处理后的废水进入具有良好氧气供给的生化反应池。生化反应池中的微生物在充足氧气的作用下，能够分解有机物质并将其转化为二氧化碳和水。此过程能够有效降低废水中的有机物质含量，减少对水环境的污染。

3.1.3 深度处理

为了去除残留的有机物、重金属和色素等污染物，技术人员应用了化学沉淀和吸附技术，使经过生化处理后的废水进入深度处理单元，并在混凝剂的作用下，使废水中的污染物发生凝聚反应并形成絮凝物，随后通过沉淀工艺使其沉淀。同时，吸附剂的投加能够有效吸附废水中的有机物和重金属离子。通过这两种技术的联合作用，使废水中的污染物得到了进一步降解和去除。

3.1.4 强化处理

为了确保最终排放的废水水质达标，可以利用活性炭吸附和臭氧氧化等工艺对废水进行进一步的强化处理。废水经过深度处理后，进入活性炭过滤单元，其中的活性炭吸附剂能够去除残留的有机物和色素等污染物。同时，通过臭氧氧化过程，使废水中的有机物质可以被进一步氧化并降解，从而提高废水的水质。

3.2 设备配置

3.2.1 初级过滤

初级过滤选用了高效的网格筛选器，这种筛选器采用精细的筛孔结构，能够快速有效地去除废水中的较大颗粒物和悬浮物。通过网格筛选器的作用，可以有效拦截废水中的固体颗粒，从而减少了对后续处理设备的冲击和堵塞风险。

3.2.2 生化处理

生化处理是利用好氧生物反应池和曝气系统作为生化处理设备。好氧生物反应池提供了良好的生物降解环境，通过充分供氧和搅拌，促进废水中的有机物质被微生物分解并转化为无害物质。曝气系统则通过喷气或气泡方式向反应池提供充足的氧气供应，以维持微生物的正常代谢和生长。

3.2.3 深度处理

深度处理设备包括混凝剂投加系统、沉淀池和过滤设备，用于实现废水的深度处理。混凝剂投加系统负责精确投加混凝剂，通过与废水的充分混合，使污染物发生凝聚反应并生成絮凝物，然后通过沉淀池的设计，确保絮凝物充分沉降到底部，使废水的强化处理效果更加彻底。同时，还配备了高效过滤设备，如滤料槽等，用于进一步去除废水中的细小悬浮物和残留的絮凝物。

3.2.4 强化处理设备

为了实现废水的进一步强化处理，本研究配置了活性炭吸附设备和臭氧氧化装置。

4 达标调试的实践及其效果

4.1 调试过程及达标情况

（1）设备功能性调试：工作人员应逐一检查设备的运转情况，确保其正常运行及与各系统之间的协调配合；（2）清洗设备：清除设备安装和运输过程中的杂质，彻底清洗各处理单元，保证工艺流程的纯净性；（3）药剂投加和混凝剂调整：根据废水特性，逐步投入生化菌剂和化学混凝剂，并根据实际效果进行参数优化；（4）沉淀和过滤：调整沉淀池和过滤设备的操作参数，以达到合适的沉淀和过滤效果；（5）活性炭吸附和臭氧氧化：确保活性炭吸附设备的饱和度和臭氧氧化装置的投药量适宜，确保水质得到进一步强化处理；（6）水质监测及达标情况：监测关键水质指标，如化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、悬浮物（SS）等，并确保达到法定排放标准。

4.2 具体水质监测及达标情况

具体水质监测及达标情况如下：COD≤50 mg/L，BOD5≤10 mg/L，SS≤10 mg/L，pH值为6.5～8.5，并检测其他重金属和有机物的浓度，确保符合国家排放标准。

本研究采用了物理化学法、生物法和物化-生化法三种工艺的组合来处理皮革废水，并对其处理效果进行了评价。实验结果表明，这三种工艺组合能够有效地去除废水中的COD、BOD5、氨氮和总磷等污染物，且处理效果能够保持稳定可靠。物理化学法能够有效去除悬浮物、重金属离子和一些溶解性有机物，在废水处理中具有优良的效果。生物法则是通过微生物降解废水中的有机物，适用于有机负荷较高的废水处理。而物化-生化法结合了物理化学法和生物法的优点，能够处理不同类型和浓度的废水，进一步提高了废水处理效果。综合考虑经济成本和环境效益，我们建议在皮革废水处理中主要采用生物法或物化-生化法作为主要工艺，这样可以有效降低废水中污染物的浓度，保护水环境，并降低废水处理成本，且通过合理选择和优化工艺流程，可以实现对废水的高效处理，促进可持续发展和环境保护[3]。

5 结语

综上所述，皮革废水处理工艺的调试工作是整个废水处理过程的核心环节，对于实现废水处理工艺的高效性、稳定性和可靠性具有至关重要的作用。调试工作不仅能够发现和纠正废水处理工艺中的问题与不足，还能够优化工艺设计、设备配置和操作流程，提高废水处理效率、降低运行成本并提升工艺的可靠性。此外，调试工作还能够深入分析和研究废水处理工艺中各环节的物质转化规律和污染物去除机制，指导优化废水处理效果、提高污染物去除率、减少二次污染等方面的工作。另外，还要充分发挥调试人员的专业性，加强调试工作的管理和培训，提高调试人员的技能水平和工作效率，确保废水处理工艺的稳定性和可靠性，只有这样才能更好地解决皮革工业环境污染问题，实现皮革工业的可持续发展。未来，我们将继续深入研究皮革废水处理技术，不断优化工艺流程，推动相关技术的发展和创新，从而进一步为我国的环保事业做出更大的贡献。