1、毕业论文 开题报告 环境工程 制革厂铬鞣废液预处理方法及回用方案研究 一、选题的背景、意义 随着世界产业的调整以及大工业的迅速发展，皮革工业无疑已成为一项具有竞争优势的特色产业。而我国不仅是皮革产品的产销大国，也是皮革产品的出口大国。 众所周知，皮革的生产要经过浸水、浸灰脱毛、脱灰、浸酸、鞣制、中和、加脂、染色等多种复杂的物理化学过程，使用了大量的化工材料，如酸、碱、盐、硫化钠、石灰、表面活性剂、铬鞣剂、加脂剂、染料、有机助剂等 1，除一部分被吸收外，很大一部分进入废水中造成污染。据估计，吨皮耗水量分别为：猪 皮60t，牛皮 100t，羊皮 150t，原料皮只有 30%-45%转化为成品革，其
2、余则以皮渣、革屑、油脂、毛发等形式进入生产废水中。因此废水组分复杂，浓度高，色度大，有一定的毒性，属于污染严重且较难处理的工业废水 2,3。 制革厂的废水主要包括脱脂水、脱毛浸灰废水和铬鞣废水三大类，它们主要来源于准备、 鞣制及染色工段 4， 铬鞣废水是三类废水中最为严重的，且是唯一的重金属污染。在鞣制过程中，铬的有效利用率一般只有 60% 70%，其余 30%40%的铬盐残留在废水中 5。 废水中 2CrO 含量高达 1 5 g L，这种高浓度含铬废水若直接排放，对水体、人类健康、生态环境都将造成严重的伤害。而 目前，我国约有的 1000多家制革厂中有 70%的厂家产生的污水不经任何处理便直
3、接排放 。因此，对铬鞣废水进行有效的处理以及再利用是刻不容缓的。 众所周知 ， 铬是人体不可缺少的微量元素之一。成人每天需 500-700微克铬，而在一般饮食中每天仅能提供 50-100微克。铬缺乏时，易使人体患糖尿病，冠状动脉粥样硬化病，影响到体内脂肪代谢 6。而且，过多铬也会产生污染。当空气中铬酸酐的浓度 O 15-0 31毫克立 方米时，会使人发生鼻中隔穿孔。如果过多的摄入铬，会使人致铬中毒，致畸胎和致突变，对人体皮肤、呼吸道和消化系统都会产生较大危害。铬污染还会对地面水生物产生不良影响，也会在植物和鱼类骨骼中产生积累，从而影响到人类的食物链。因此，如何对铬鞣废液进行合理而且有效的处理并
4、回用，使其对环境的污染减轻到最低限度，使废水的排放达到国家工业污水排放标准，显得具有极大的环境效益和社会效益。本文研究课题就是以制革厂铬鞣废液为研究对象，研究铬鞣废液预处理方法及回用方案。 二、相关研究的最新成果及动态 目前， 国内外常见的铬鞣废液再 利用技术主要包括两种方式：一种是分离杂质后用于浸酸或铬鞣的直接循环法；一种是通过沉淀回收法再溶解、重新生成碱式硫酸铬的间接循环法。具体包括 直接循环利用法，药剂法，加碱沉淀法，离子交换法，萃取回收法等，这些治理回收方法的关键在于将废液中的蛋白质和中性盐分离并除去。 1直接循环利用法 传统的直接循环利用法在回用生产中，由于回用次数的增加，引起杂质的
5、积累，最终将影响成革产品的质量。徐泠，王军 等人 4采用加入高分子聚酯 PNS 药剂，除去铬鞣废液中可溶性油脂、蛋白质和其它杂质。经处理后的铬鞣废液，按照制革工艺的要求 ，重新调整后回用于生产。该法不改变原生产工艺，不增加新材料，节约硫酸、葡萄糖等化工原料，同时减少了铬污染，使有害物质铬不再进入综合污水，减少了综合污水处理设备的负荷，使综合污水处理过程中产生的大量污泥不再含高浓度的铬，避免二次污染的产生。 2药剂法 7,8,9 该法采用的是将铬鞣废液加热，同时加入絮凝剂，除去铬鞣废液中的可溶性油脂、蛋白质和其他杂质。经处理后的铬鞣废液，再按照制革工艺的要求补充食盐、硫酸，直接用于浸酸。浸酸完成
6、后，补充新铬液、助鞣剂后，直接用于鞣制工段。此法投资少，操作简单，处理效果很好 ，易于推广。采用絮凝剂，有效地去除了铬鞣废液中的可溶性油脂、蛋白质和其他杂质，同时用铬鞣废液代替浸酸液，无废酸液排放。但能耗高，处理后的铬鞣废液仍存在一部分有机物，用其鞣后的皮革容易出现兰板发红、染色时花色的现象，影响皮革的质量。 3. 加碱沉淀法 李建成等人 10研究了加减沉淀法，其要点是通过调节 PH 值，使废液中的蛋白质和部分铬沉降，上层清液回收利用；对铬泥在碱性条件下进行水解，使其中的蛋白质含量降到最低，再用浓硫酸处理，回收其中的有用成分重复用于鞣革生产，实现了制革污水的无害化和循环利用，在获得经济效 益的
7、同时，取得了较好的环境效益。该法具有效果好、运行费用低、操作方便、易于实施等特点。通过对铬的回收循环利用，实现了制革废液的资源化，节约了化工原料和生产用水，降低了制革工艺的成本，减轻了环境污染。 4. 离子交换法 11,12 离子交换法用于铬的循环使用，采用离子交换树脂与废铬液反应，树脂上的正价离子与铬离子交换，使废液中的铬离子交换于树脂中，交换后再用硫酸解吸得到铬，此种处理方法铬离子去除率高，达 99，但设备复杂，操作技术要求高，不好管理，而且在离子交换法中，高价金属离子易被树脂吸附，较难洗脱，会降 低树脂的交换能力。 5. 萃取回收法 7,8,9 该法设备复杂，操作技术要求高，而且对萃取剂
8、的选择要求比较高，既要有良好的选择性又要易于回收和再生，同时要求热稳定性能要好，毒性和黏度要小，所以目前采用的很少 。 6. 配位反应法 张建东等 13人研究以配位理论为基础，利用铬离子捕机剂处理铬鞣废液的方法技术操作方便，且能最大限度的循环利用铬鞣废液和铬，降低污染，是一项发展前景较好的技术方法。 7. 混凝沉淀 硫酸亚铁法 赵彤昕 14等人在国外已有的且较为有效的处理方法的基础上，将价格较高的MgO 换成价格 相对低很多的硫酸亚铁对铬鞣废液进行处理，不但减少了处理成本，且能保证总铬的去除率基本稳定在 99%左右，是一种方便且经济的方法。 三、课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、难
9、点及预期达到的目标 1. 研究内容及目标 研究铬鞣工段废水的水质水量特征，根据铬鞣废水水质，采用混凝法和加碱沉淀法进行处理，使其化学需氧量（ CODcr）和 SS 降低，同时，保证废水中铬含量不损失，以达到循环利用的要求。最后，根据铬鞣工段废水的水质水量特征以及预处理方法，初步设计铬鞣废液循环利用方案。 2. 拟采取的研究方法及路线 （ 1）制革厂实地调查，主要包括制革工艺及铬鞣废液的水量调查等； （ 2）铬鞣废液的预处理实验：通过查阅文献资料，确定预处理方法； （ 3）预处理效果分析：通过测定废液处理前后的铬含量、 CODcr 含量、 SS含量，分析预处理效果，并最终确定预处理工艺； （ 4
10、）铬鞣废液预处理、回用工艺方案设计。 3. 分析方法及难点 （ 1）分析方法：废水 pH 值测定：采用 PHS-25 型精密酸度计进行水样 pH 值测定；废水铬含量采用分光光度法；废水 SS 采用重量法进行测定；废水 CODcr采用兰州连华科技生产的 5B-3B 型 COD 快速测定仪进行测 定。 （ 2）难点： 通过实验计算出最佳 PH 和最佳投药量。 四、论文详细工作进度和安排 2010.11.10-2010.11.22：，查阅文献等前期准备工作； 2010.11.23-2010.12.31：广泛查阅文献资料，完成外文翻译、文献综述和开题报告等工作； 2011.1.1-2011.1.10：
11、进一步完善毕业设计（论文）的过程材料； 2011.1.11-2011.5.8：进行课题的实验、设计、调研及结果的处理与分析等， 2011.5.9-2011.5.23：完成毕业设计说明书或论文写作，进行毕业设计（论文 ）的审阅和修改完善； 2011.5.24-2011.6.10：毕业设计（论文）的答辩。 五、主要参考文献 1 李洪波 .制革厂的清洁生产技术 -铬鞣废液中铬的资源化利用研究 D，中山大学硕士学位论文， 2007： 1-78. 2 魏家泰 .之革废水生物处理前的预处理工艺及相关参数 J，江苏环境科技，2001,14（ 1）： 11-14. 3 李晓星 ,俞从正 ,马兴元 .制革废水处
12、理的研究进展 J.中国皮革 ,2003,32(19). 4 徐泠，王军，李康魁，等 .制革厂铬鞣废液直接循环利用技术 J,工业水 处理， 1999,19（ 6） . 5 魏世林 .工艺学 M，北京：中国轻工业出版社， 2001,1,159. 6 汤克勇，环境中的铬和铬的生理意义 J，皮革科学与工程， 1996,3,41-45. 7 汤克勇，张铭让 .循环利用铬鞣废液的问题研究 J.皮革化工， 1999， 16（ 4）：28-30. 8 钟雅洁，王斌，李恩斯，等 .制革业铬鞣废水的治理研究 J.环境科学与管理， 2007， 32（ 10）： 100-104. 9 陈正健 .制革铬鞣废液循环利用实
13、用技术研究 J.科技情报开发与经济，1999，（ 1）： 58-59. 10 李建成，李仲谨，苏秀霞 .铬鞣废液的处理与循环利用 J，中国皮革，2003,32（ 17）： 9-10. 11 许晓红，刘建国，周建飞，等 .铬鞣废液的有效循环利用 J，西部皮革，2010,32（ 11）： 56-58. 12 李书平，王晨，孙友昌，等 .铬鞣废液的回收利用方法综述 J，皮革化工，2002,19（ 3）： 15-16. 13 张建东，程宝箴 .利用配位反应原理处理铬鞣废液的探讨 J，西部皮革，2009,31（ 9）： 31-34. 14 赵彤昕，刘金博，赵克 军 . 混凝沉淀用于铬鞣废液处理方法的探讨 J,干旱环境监测， 2006,20（ 2） .
