制革企業(yè)節(jié)水方式研究
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浸灰液直接循環(huán)應(yīng)用的結(jié)果表明，其方法可靠，工藝過程穩(wěn)定。經(jīng)過對循環(huán)過程的檢測，節(jié)約用水和材料平均為:水40%、硫化鈉35%～40%、石灰45%～50%［4］。鉻鞣廢液直接循環(huán)利用法，具有投資少、見效快等優(yōu)點(diǎn)。不僅解決了鉻鞣廢液的排放問題，還能節(jié)約大量的鹽和鉻，減輕了中性鹽和鉻對環(huán)境的污染［5］。不論從經(jīng)濟(jì)效益還是社會效益的角度來看，循環(huán)利用鉻鞣廢液都是較好而且有推廣應(yīng)用價(jià)值的工藝方法［6］。由海寧皮革研究院牽頭，相關(guān)單位共同參與建設(shè)的國際合作項(xiàng)目《新型循環(huán)高效節(jié)水與清潔化制革關(guān)鍵技術(shù)研究與集成示范》的成果表明，包括廢鉻液持續(xù)回用等3項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，可降低鉻排放90%以上，節(jié)約總用水量35%～40%［7］。
緊縮型工藝節(jié)水法即通過合并相關(guān)加工工序，實(shí)施少浴加工技術(shù)，改流水洗為悶水洗等操作方式的節(jié)水方法。脫灰軟化工序合并、浸酸鞣制工序合并、染色加脂工序合并等已經(jīng)成為成熟的制革技術(shù)［8］;少浴灰堿脫毛、少浴鉻鞣技術(shù)和水洗方式改進(jìn)方法，已經(jīng)在皮革工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。這類方法不增加構(gòu)筑物，投資費(fèi)用少;減化了工序，減少了操作時(shí)間，縮短了生產(chǎn)周期;大幅度降低了水的使用量，減少了廢水排放，降低了污染［9］。合并工序、減少水洗必須在有高效化工材料能保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上進(jìn)行;改流水洗為悶水洗應(yīng)改進(jìn)進(jìn)水管網(wǎng)，加快進(jìn)水速度，使悶水洗能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成工序操作;少浴加工技術(shù)也需要對濕加工基本設(shè)備轉(zhuǎn)鼓做適當(dāng)改造［1］。
綜合技術(shù)節(jié)水法指在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，以節(jié)水為中心而對制革加工過程進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使用特殊有效的化工材料或?qū)υO(shè)備進(jìn)行適當(dāng)改造，而使加工工藝具有綜合節(jié)水效果的操作方法。這類方法工藝技術(shù)含量相對較高，是多種節(jié)水技術(shù)的綜合集成，在工藝過程中應(yīng)加入新材料保證加工質(zhì)量，應(yīng)添置部分構(gòu)筑物，綜合節(jié)水、節(jié)約化工材料、減污等效果比較明顯［10－12］。但在使用這些節(jié)水技術(shù)時(shí)，會對原有工藝作較大改動，在企業(yè)實(shí)際應(yīng)用時(shí)，還需對操作技術(shù)有一個消化吸收的過程。如寶斯卡(商丘)化工有限公司研發(fā)的《制革準(zhǔn)備和鞣制工段廢液全封閉循環(huán)系統(tǒng)》，就是對牛皮制革從準(zhǔn)備到鞣制的各主要工序的清潔生產(chǎn)模塊技術(shù)的系統(tǒng)集成。該集成技術(shù)可實(shí)現(xiàn)全部廢液充分循環(huán)利用，節(jié)水達(dá)80%，節(jié)約化工材料15%～55%，得革率提高1%～3.5%，而且藍(lán)濕革質(zhì)量穩(wěn)定，收縮溫度達(dá)到要求。顯示出很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
節(jié)水型設(shè)備節(jié)水法這一方法是指通過改造設(shè)備的結(jié)構(gòu)或性能，而使加工設(shè)備具有提高水的利用率、或防止水漏失，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)水的方法。這類方法投資大，節(jié)水、節(jié)約化工材料效果明顯，加工質(zhì)量有保證。如傾斜轉(zhuǎn)鼓與劃槽相比，可節(jié)約用水30%～40%，而且節(jié)約化工材料;星形轉(zhuǎn)鼓與普通轉(zhuǎn)鼓相比可節(jié)約水量40%～50%，節(jié)約化工材料約20%［13－15］;四板油加熱低溫節(jié)水型真空干燥機(jī)比舊式真空干燥機(jī)能節(jié)水90%以上;新式節(jié)水型片皮機(jī)較之以前的老式片皮機(jī)可節(jié)水65%等。
規(guī)范管理節(jié)水法即通過規(guī)范管理，減少“跑冒滴漏”和工藝操作失當(dāng)而實(shí)現(xiàn)節(jié)水的操作方法。不言而喻，企業(yè)管理水平肯定與節(jié)水效率成正比。節(jié)水意識強(qiáng)、管理規(guī)范、管道維修及時(shí)、用水指標(biāo)科學(xué)合理、水資源的浪費(fèi)就少，節(jié)水效率就高。企業(yè)管網(wǎng)跑冒滴漏和不合理用水造成水的損失率，因管理水平不同而有較大差異，一般在5%～26%之間［16］。
中水回用節(jié)水法是指通過對制革工業(yè)污水進(jìn)行適當(dāng)處理，使其水質(zhì)能夠滿足部分工藝操作或其它用水要求，從而實(shí)現(xiàn)中水回用到企業(yè)生產(chǎn)或生活之中的節(jié)水操作方法。這類方法能減少污水排放，降低水資源消耗，但需要增加廢水深度處理構(gòu)筑物和設(shè)備，需要增加中水回用管網(wǎng)，要根據(jù)回用中水標(biāo)準(zhǔn)(或要求)采用適當(dāng)?shù)奶幚砉に?。回用中水用途不同，其?biāo)準(zhǔn)或要求也不盡相同。由于制革企業(yè)中水回用存在有一定安全隱患［17］，而且制革廢水中的中性鹽目前仍無廉價(jià)、便捷的削除方法［13］，加上形成中水時(shí)對廢水處理的成本也較高。制革企業(yè)中水回用還剛剛開始，雖然對中水回用也有一些報(bào)道，主要用于浸水、浸灰、脫灰、浸酸鞣制等工序［18］。但制革企業(yè)中水回用尚無標(biāo)準(zhǔn)可依，中水回用的位置和應(yīng)用的安全性、有效性還缺少深入的研究論證，這也影響了中水回用的推廣應(yīng)用。
無水制革技術(shù)節(jié)水法即在無水環(huán)境下實(shí)現(xiàn)制革濕加工的節(jié)水操作方法。包括溶劑制革和超臨界二氧化碳流體制革技術(shù)。溶劑制革技術(shù)早有文獻(xiàn)報(bào)道，但由于其可燃性和有毒性及需要專用設(shè)備進(jìn)行操作，使其應(yīng)用受到限制［19－20］。超臨界二氧化碳流體無污染制革技術(shù)的核心，是利用處于超臨界狀態(tài)下的CO2代替水作介質(zhì)(或代替某些制革化工材料等)，并在此介質(zhì)中實(shí)現(xiàn)制革“濕”操作反應(yīng)［21］。該技術(shù)是目前世界上唯一不用水制革、不產(chǎn)生制革污水的制革方法和新技術(shù)，是屬于典型的無水制革新工藝［13］。超臨界二氧化碳流體用于制革濕操作工序，表現(xiàn)出良好的應(yīng)用特性。廖隆理等人通過在CO2超臨界流體條件下進(jìn)行脫脂、酶脫毛、軟化、脫灰、鉻鞣、植鞣和染色加油等工藝加工過程的應(yīng)用研究表明:具有速度快、作用均勻完全、基本無殘液、剩余物易回收等優(yōu)點(diǎn)［22－23］。該技術(shù)的不足之處在于需要特制的處理設(shè)備和介質(zhì)源，目前仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，離實(shí)現(xiàn)工業(yè)化還有很長一段距離，還需完善相應(yīng)的研究工作和工程配套問題。
目前，相當(dāng)一部分企業(yè)仍然對節(jié)水的必要性和緊迫性認(rèn)識不足。主要表現(xiàn)在:對比較成熟的節(jié)水措施推廣應(yīng)用不力，國內(nèi)制革行業(yè)中實(shí)施脫毛液和鉻鞣液循環(huán)利用的企業(yè)不足30%;重視終端污水處理，輕視生產(chǎn)過程節(jié)水，寧肯在污水處理方面花費(fèi)大量資金，卻不肯加大節(jié)水設(shè)備和設(shè)施方面的投入;噸原料皮耗水明顯高于發(fā)達(dá)國家，水資源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，卻并未引起企業(yè)高度重視。國家環(huán)境保護(hù)部已經(jīng)將制革行業(yè)列入實(shí)施強(qiáng)制性清潔生產(chǎn)審核行列，要求每2a完成一輪清潔生產(chǎn)審核。企業(yè)應(yīng)清楚認(rèn)識到，想要達(dá)到國內(nèi)清潔生產(chǎn)基本水平(3級水平)，就必須提高節(jié)水意識、嚴(yán)格實(shí)施節(jié)水操作。企業(yè)要加大宣傳力度，不斷提高員工對節(jié)水重大意義的認(rèn)識，增強(qiáng)水資源憂患意識，調(diào)動他們參與節(jié)水的主動性和積極性。企業(yè)還應(yīng)組織專業(yè)技術(shù)人員，認(rèn)真分析內(nèi)部節(jié)水潛力和存在問題，篩選符合實(shí)際的節(jié)水方法，在企業(yè)生產(chǎn)中認(rèn)真推廣應(yīng)用。
調(diào)研發(fā)現(xiàn)，有些企業(yè)節(jié)水措施不能得到很好落實(shí)，存在的主要問題不在于技術(shù)方面，而在于意識和管理方面。如對浸灰、鉻鞣液的循環(huán)利用及緊縮型工藝等比較成熟的節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用，有些企業(yè)并沒有認(rèn)真落實(shí)。這需要企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)階層及全體員工進(jìn)一步強(qiáng)化節(jié)水意識，提高節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用能力，使成熟的節(jié)水技術(shù)落到實(shí)處。要制定科學(xué)的節(jié)水規(guī)劃，持久實(shí)施規(guī)范的節(jié)水措施。對節(jié)水的規(guī)范管理應(yīng)該實(shí)現(xiàn)以下措施:(1)科學(xué)制定節(jié)水指標(biāo);(2)合理安置用水計(jì)量儀表;(3)制定管網(wǎng)巡查維修制度;(4)制定用水指標(biāo)考核獎懲辦法;(5)制定持續(xù)改進(jìn)管理節(jié)水措施等。
在當(dāng)前條件下，國內(nèi)制革企業(yè)要真正實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)過程中達(dá)到單位成品取水量≤0.32m3/m2和水重復(fù)利用率≥65%的(牛皮)國際先進(jìn)水平，還有較大差距和困難。其中非常重要的原因之一，是企業(yè)在節(jié)水技術(shù)和資金方面的投入明顯不足。隨著我國水資源更加短缺的形勢和對制革行業(yè)清潔生產(chǎn)要求的不斷提高，企業(yè)在努力強(qiáng)化節(jié)水責(zé)任意識，不斷提升節(jié)水的自覺性的同時(shí)，也要在綜合技術(shù)節(jié)水、中水回用等方面增加技術(shù)力量和資金投入，吸收和消化全部技術(shù)要素，促進(jìn)技術(shù)應(yīng)用的普及和提高。加大資金投入，逐步淘汰落后設(shè)備，增加節(jié)能節(jié)水新設(shè)備，更是不斷提高節(jié)水水平的重要保證。
制革節(jié)水是一個系統(tǒng)工程，既與企業(yè)自身的人員素質(zhì)、資金投入、產(chǎn)品質(zhì)量、使用材料、技術(shù)操作、經(jīng)營成本等直接相關(guān)，還涉及到工業(yè)管理、環(huán)境保護(hù)、科學(xué)技術(shù)、法律監(jiān)督等諸多政府部門。因此，要實(shí)現(xiàn)節(jié)水這一長遠(yuǎn)目標(biāo)，僅僅依靠企業(yè)自身的努力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。政府部門要有專項(xiàng)資金支持的優(yōu)惠政策，以鼓勵企業(yè)節(jié)水的積極性;要強(qiáng)化清潔生產(chǎn)的審核和監(jiān)管，以督促企業(yè)節(jié)水的自覺性;要依靠行業(yè)協(xié)會及專家制定科學(xué)的行業(yè)用水定額、節(jié)水規(guī)劃等，引導(dǎo)企業(yè)節(jié)水措施的落實(shí);還應(yīng)該組織行業(yè)專家盡快制定行業(yè)節(jié)約用水技術(shù)規(guī)范、行業(yè)中水回用安全要求、行業(yè)中水回用標(biāo)準(zhǔn)等政策法規(guī)，促進(jìn)企業(yè)節(jié)水的規(guī)范和水平提升;值得指出的是，政府要進(jìn)一步加大對行業(yè)節(jié)水科技創(chuàng)新的支持，加快制革集成化節(jié)水技術(shù)、中水回用技術(shù)和無水制革技術(shù)等新技術(shù)的研究進(jìn)程，盡快孵化成為成熟的工業(yè)應(yīng)用推廣技術(shù)，使其在企業(yè)節(jié)水中盡早發(fā)揮更大的作用。
節(jié)水是制革企業(yè)“節(jié)能、降耗、減污、增效”的重要組成部分，也是企業(yè)健康發(fā)展的必由之路。必須充分發(fā)揮政府、企業(yè)的雙重作用，強(qiáng)化責(zé)任意識，調(diào)動各方面的積極性和主動性。同時(shí)要強(qiáng)化政策支持和法規(guī)引導(dǎo)，加大資金投入和技術(shù)創(chuàng)新，促使企業(yè)在生產(chǎn)中認(rèn)真實(shí)施有效的節(jié)水措施，才能不斷提高節(jié)水效率，提升節(jié)水水平，促進(jìn)制革工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。（本文作者：劉誠 單位：河南省工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)校）