生态化产业结构需要新的技术体系作为支撑,清洁生产技术是这一新技术体系的重要组成部分,可以改善环境、节约资源、变废为宝,对于毛皮加工业来说,这类技术尤为重要。
毛皮产业作为皮革工业的重要分支,在国民经济和三农支撑中发挥着重要作用。相关研究调查显示,外部制约因素对毛皮产业发展影响最大。目前,在一些毛皮企业集中生产区域,地表水、地下水污染已十分严重。新颁布的《皮革毛皮加工工业水污染排放标准》对铬、硫化物、氨氮、氯离子等排放指标提出了更加严格的要求。与旧标准相比,新标准规定的毛皮单位产品用水量也大幅降低。采用清洁生产技术、推进产业结构生态化将是毛皮产业实现可持续发展的必由之路。
由浙江中汇皮草有限公司(以下简称“中汇皮草”)承担,四川大学、陕西科技大学、中国皮革和制鞋工业研究院、嘉兴学院等院校共同参与的“皮草清洁生产技术创新与产业推广”项目,在国内首次对皮草加工液的回收利用进行系统技术集成研究,成功研发的皮草浸泡液、油脂液、染色液回收利用技术,大大减少了污水的产生和排放,显著提高了各类化学品的利用率。
近年来,毛皮清洁生产技术研发成为行业发展重点,但系统化、成熟化、广泛推广的毛皮清洁生产技术却寥寥无几。中汇皮草为何能在这一领域取得成功?一个重要原因就是以石碧院士为首的院士专家工作站的成立,为公司组织科研提供了充分的信心支撑和强有力的技术保障。石碧院士的“皮革清洁技术”创新团队是四川大学与皮革清洁技术国家工程实验室联合企业科技骨干共建的国际一流科研团队。团队针对制约皮革行业可持续发展的瓶颈问题,在皮革新材料、皮革清洁新技术、皮革废弃物资源化利用技术等方面开展多方位研究,为皮革行业清洁发展提供了理论基础和技术支撑。目前,团队知识结构、职称结构、学历结构合理,科研能力较强,博士学位比例达100%。 他们长期从事皮革化学领域的研究,承担了多项国家级科研项目,在鞣剂开发、鞣制方法应用、鞣制理论等方面积累了丰富的经验。
▲院士专家工作站启动仪式
“毛皮清洁生产技术创新与产业推进”项目研究团队系统调研了国内外毛皮浸酸、鞣制、复鞣及染色液在回收利用过程中各项技术指标与循环次数的关系,为毛皮加工液的回收利用及回收系统的设计提供了可靠依据;在此基础上进一步完善作业液回收方案设计及末端处理方案设计,实现清洁生产和节能减排目标。
(1)兔皮车间根据酸洗液杂质特点,采用弧形筛除渣,同时采用融合溶气气浮(DAF)和涡凹气浮(CAF)优点的气液多相溶气泵气浮技术(NAFC),结合自动控制及配水系统、开槽优化、多功能改造,形成新的技术体系;同时提供毛皮酸洗废水回用工艺及实现该工艺的配套设备。经过一段时间的实际运行,每周减少用水量50吨以上,每周减少化学需氧量(COD)负荷500公斤,折合年COD产生量为20吨,减少用水量2000吨,为降低下游污水处理负荷提供了前提。同时,该工艺节省盐60%,甲酸30%。
(2)羊皮车间进行了清洁生产线及废水循环系统的建设与改造,每次循环后对铬鞣废液中的有效物质进行测定,并相应调整Cr2O3含量及陈化时间。采用新型铬鞣交联助剂,提高铬的吸收率,实现铬鞣操作液的多次循环利用,最大限度减少铬鞣剂及中性盐的使用,减少含铬废水的排放。经过多批次工业循环使用,取得了良好的效果。一个年产300万张羊皮的车间采用该技术,每年可节约水2.9万吨,节省大量铬鞣剂。与传统工艺相比,虽然铬交联剂的加入增加了成本,但鞣制工艺通过节能、节水、减排、节省化工材料,可使鞣制工序成本降低一半以上。 鞣制后的皮革、羊毛颜色基本不发生改变,收缩温度完全能达到要求,而且对羊毛的染色没有影响。
(3)精革车间实施清洁生产线及废水循环系统建设改造。采用微滤及絮凝-微滤系统,采用阳离子和(或)非离子聚丙烯酰胺类有机絮凝剂PAM絮凝与板框压滤机微滤相结合的分级处理方式,有效去除铬复鞣废液中的有机杂质,使铬复鞣废液稳定循环60次以上(最高可达100次),最大限度减少铬鞣剂的流失,达到减少含铬污泥排放的目的。年产300万张羊皮车间采用该技术,每年节水约2.4万吨,大量铬鞣剂等化工材料得到回收利用。
(4)在绵羊毛革生产中,对脱脂废液进行跨工序回收利用,将脱脂、染色分开进行,使脱脂废液实现三次循环利用。
项目经过几年的联合攻关,系统技术成熟、先进、可行,各项技术指标均达到预定目标,产品各项技术指标均满足国家及欧盟相关标准的要求。废水循环利用达到或超过预定目标,并进行了产业化运行和行业推广。截止2015年12月,已攻克关键共性技术7项,制定行业标准2项,开发新产品14个,形成新工艺3项。申请专利22项,其中发明专利15项;已授权专利11项,其中发明专利3项。项目共实现销售收入11.43亿元,利润总额4953万元,上缴税金总额5812万元。
这是一项有利于毛皮产业生态发展的清洁生产技术,它的推广可以解决我国毛皮产业面临的共同问题,显著提高我国毛皮产业清洁生产水平和技术进步,它的推广不仅能取得良好的经济效益,而且带来巨大的生态效益和社会效益。