染色废水是制革废水色度高的直接原因,废水 中含有染料,难以降解,为了减轻综合废水处理压力,在将皮革染色废水排入综合废水处理体系前最 好对其进行单独预处理。同时,相当一部分制革厂 是从蓝湿革,即铬鞣后开始加工的,在鞣后加工中 染色废水是重点废水,因而针对该段废水进行专门 研究更显重要。与皮革行业相比,印染废水处理的 研究要更具针对性、更深入,借鉴印染废水的处理 方法,将其应用于皮革染色废水的处理中,是一个 较好的选择,本文对其可行性及其前景进行了探讨。
皮革染色废水及其治理现状
皮革染色废水[1]
染色废水虽只占总废水量的5% ~6%,但它成 分复杂,含有毒性物质,色度也达1000~3000,因此 治理难度很大。成分复杂是因为染色中加入了种 类繁多的化学品,该工段所用化学品占整个皮革化 学品的4%,包括染料及其助剂(润湿剂、漂白剂及 固色剂等)、表面活性剂和有机氯化物等,这些化学 品有相当部分不能被皮革所吸收,排入了废水中。
皮革用染料主要分为两类:阴离子染料和阳离子染 料,其中阴离子染料应用最为广泛,因为市场上大 约98%的皮革用染料都是通过染料中的磺酸基和 胶原中的氨基间的离子间作用力结合,它可再分为 酸性染料、直接染料、酸性媒介染料和可溶性硫磺 染料等。从染料多样性及使用情况来看,偶氮染料 在合成染料中占最大比重,但部分偶氮染料的偶氮 双键断裂会生成致癌芳香胺,这就增加了染色废水 的毒性。染色废水色度高是因为皮革对染料的吸 收最多只有90%,而水中即使只含有10 mg/kg的 染料,也足以使水具有肉眼可以分辨的颜色。国际 环境联盟和国际皮革化学家和工艺师联合会2006 年发布的调查表结果显示:在工艺运行良好的条件 下,每生产1 t猪皮,染色工段会产生5~10 t水, 10 ~25 kgCOD, 3~9 kg BOD5, 8~15 kg SS, 1~2 kg Cr3+, 1~2 kgTKN, 3~6 kg Cl-, 10~40 kg SO2-4、3 kg油脂及20~80 kg TDS,而每生产一张绵羊皮产 生的污染物量为: 75~100 L水, 80 g COD, 25~50 g BOD5, 80 g SS, 5 g Cr3+, 3 g TKN, 50 g Cl-和270 gTDS。
混凝法
相较于皮革行业混凝剂选择的单一,印染行业 对于混凝剂的研究趋于多样化,近年的研究热点 是:①通过无机-无机、无机-有机混凝剂及助凝 剂之间的复配,充分发挥各种絮凝剂的优点,降低 各组分的用量,使混凝法处理印染废水既有效又经 济。陆雪梅等[5]合成了新型复合混凝剂BS,其对疏 水性和亲水性染料废水都具有良好的混凝脱色作 用。②生物絮凝剂对废水中的染料、胶体和悬浮物 均具有絮凝作用,且具有高效、安全、无二次污染等 优点,主要品种有NOC-1系列生物絮凝剂和NAT 型生物絮凝剂。[6]③天然有机高分子絮凝剂壳聚 糖、淀粉和纤维素衍生物等原料来源广、价廉和生 物可降解性好,近年来发展十分迅速。
活性增加技术
微生物的新陈代谢需要一定比例的营养物质 和其他微量元素,通过调节营养物质配比及微量元 素的投加量等方式可提高生物法处理废水的效果。 孙天华[19]发现在曝气池加入Fe(OH)3,可以逐步驯 化形成具有特殊的生物铁污泥,这种结构紧密的团 粒状活性污泥的比重远大于普通活性污泥,具有良 好的沉降性能,因而曝气池可以维持很高的活性污 泥浓度,从而提高单位池容的处理能力,这种泥对 COD的去除率比普通活性污泥高18%。
皮革染色废水处理之所以不用生物法是因为 它的可生化性是所有制革工段废水中最差的,对其 进行预处理的直接目的是提高可生化性,从而减轻 后续处理的压力,并不需要它达标排放,而以往的 生物法往往占地面积大、运行费用高,因此企业都 不愿意为单段水的预处理做出过大的投资,其实厌 氧生物法同样可以达到降解污染物,提高染色废水 可生化性的目的。其实与物化法相比,厌氧法具有 运行成本低、节约能源和污泥易处置等优点,而且 染色废水是与油脂废水一起处理,油脂较易被生物 降解,可作为微生物生长所需的碳源和能源,进而 增强处理效果并降低运行成本。只是以往的厌氧 反应器代谢速度慢、停留时间长、容器体积大、影响 因素多且造价高,因此,厌氧法处理皮革染色废水 的方向是研发出结构紧凑、处理速度快且可稳定运 行的新型高效厌氧反应器。如果再将该反应器与 生物强化技术和微生物活性增加技术相结合,相信 皮革染色废水的治理将可得到彻底解决。
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