制革污泥處理與資源化研究’

李文兵’ 胡新根‘ 夏鳳毅‘ 唐平2 趙有才2

(1．溫州大學(xué)，浙江溫州325027；2．同濟大學(xué)污染控制與資源化研究國家重點實驗室，上海200092)

摘要 制革過程中會產(chǎn)生大量污泥，其中含有多種污染物，如氮、鉀、磷等有機質(zhì)尤其是鉻等重金屬，使該污泥對制革
環(huán)境周圍的水環(huán)境和土壤環(huán)境產(chǎn)生嚴重的污染，因此制革污泥是一種危險廢物。合理處理和利用好制革污泥是制革業(yè)
可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求。詳細介紹國內(nèi)外制革污泥處理與資源化利用的方法，如填埋、焚燒等，并指出焚燒法處理制
革污泥是今后的一個重要研究方向，資源化是其最理想的處理方武。

關(guān)鍵詞制革污泥處理焚燒二次污染資源化

0 引言
制革是將動物皮加工成具有使用價值皮革的過
程。從化學(xué)反應(yīng)過程看，制革實質(zhì)上是在以水為介質(zhì)
的體系中，借助機械、化學(xué)、生物等手段，在保持皮膠
原纖維基本結(jié)構(gòu)的前提下，對天然生物質(zhì)材料進行的
多相非均質(zhì)物理化學(xué)處理過程⋯。因此，在制革過程
中會產(chǎn)生大量的制革廢水，而處理制革廢水則會產(chǎn)生
大量活性污泥，因其過程工序復(fù)雜，所添加的各種化
學(xué)藥劑繁多，故在這些絮狀的活性污泥中含有大量水
分、豐富的有機物及N、P、K等營養(yǎng)元素，同時還含有
鉻等重金屬及病原菌等有毒有害物質(zhì)舊1，污泥性質(zhì)不
穩(wěn)定，極易腐化，散發(fā)惡臭，并可能為危險的病原微生
物、寄生蟲卵提供溫床，如果任意排放不加處理，不僅
對環(huán)境造成污染，同時也是對資源的嚴重浪費¨1。
l制革污泥的處理
與一般處理污泥類似的是，制革污泥的處理也要
達到減量化、無害化、穩(wěn)定化的目標。目前制革污泥
的處理方法主要有填埋、焚燒和海洋傾倒，這3項基
本上是消極的處理方法，既不能達到廢物的資源化，
又污染環(huán)境。資源化的方法主要有農(nóng)業(yè)利用，建材利
用等。歐盟是對環(huán)保要求非常高的地區(qū)，在很多三廢
處理方面都走在世界的前列，圖I是2003年的污泥
處理總趨勢。從中可以看出，污泥焚燒是最重要的處
置方法。

1．1填埋
填埋是一種簡單的處置方法，但也是一種粗放消
極的方法。我國用此法處理污泥的時候大多沒有進
行無害化處理，污泥中所含有的有毒元素，并沒有被
·浙江省科技廳重點項目(2007CZll54)；溫州市重點重大科技計劃
項目($20058014、G20070018)。
蓁霍舊


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2008年8月第26卷第4期
的將干化污泥與煤混合后送入鍋爐燃燒，混合比例不
確定，對燃燒廢氣剩下的廢灰，沒有進一步的研究和
處理n引。此外，該法需要特殊的設(shè)備，選址困難，故
該法的推廣也是備受限制。
1．3傾倒
海洋傾倒是傳統(tǒng)的處理污泥的方法，最為簡單也
最為禍害，它直接將富含鉻等重金屬和各種有毒有害
物質(zhì)的制革污泥直接倒人海洋中，給生態(tài)環(huán)境造成了
重大危害。目前大多數(shù)國家已不再采用。
2制革污泥的資源化
制革污泥的資源化主要是農(nóng)業(yè)利用和建材利用，
除此之外也有制燃油、黏結(jié)劑等。
2．1農(nóng)業(yè)利用
農(nóng)業(yè)利用主要是堆肥、制造有機復(fù)合肥和制動物
飼料等，在污泥農(nóng)用中，降低制革污泥中的重金屬含
量是非常重要的一個方面，因為重金屬是重要的毒性
指標，在毒性為害極小的情況下，才可實現(xiàn)污泥的農(nóng)
業(yè)利用。
(1)堆肥。制革污泥中含有大量的有機質(zhì)和N、
P、K等植物需要的養(yǎng)分，能夠起到農(nóng)家肥的作用，并
且能改善土壤的結(jié)構(gòu)。但是由于污泥中含有有害成
分，必須在利用前進行無害化處理，如好氧與厭氧消
化、堆肥化等，其中堆肥處理應(yīng)用最為廣泛。堆肥化
就是依靠自然界中的細菌真菌等微生物，人為地、可
控制地促進可被生物降解有機物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)
化的生物學(xué)過程‘‘41。通過污泥堆肥，污泥中可生化
有機物得到進一步降解，污泥體積減少1／4；不斷的通
風(fēng)可使污泥的臭味降低；持續(xù)5—7 d、>55℃的堆體
內(nèi)溫度，可殺死一般致病菌和寄生蟲卵，達到減容、無
害和資源化的目的¨糾。
(2)制造有機復(fù)合肥。利用制革污泥制造有機復(fù)
合肥的過程是將污泥800—1 000℃高溫烘干，殺滅
病菌、蟲卵，保存有機成分不受破壞且除去有害菌，接
人有益菌培養(yǎng)，消除污泥的臭味，增加污泥中的營養(yǎng)
元素，再添加N、P、K有效成分，增加污泥中的養(yǎng)分含
量，經(jīng)造粒、低溫烘干等工藝將污泥制成具有生物活
性、全營養(yǎng)、無公害的有機復(fù)合肥¨引。
(3)制動物飼料。制革污泥中含有大量有價值的
物質(zhì)，粗蛋白含量28．7％一40．9％，灰分含量
26．4％一46．O％，纖維素含量26．6％一44．O％，脂肪
酸含量O％一3．7％。其中70％的粗蛋白以氨基酸形
式存在，包括蛋氨酸、胱氮酸、蘇氨酸等，污泥蛋白中
含有幾乎所有家畜飼料所需的氨基酸，且各種氨基酸
之間相對平衡，因此可以作為飼料蛋白加以利用¨5|。
(4)制革污泥消化制沼氣。厭氧消化是利用厭氧
微生物的分解作用．使污泥中的有機物分解并趨于穩(wěn)
定。厭氧消化一般是在密閉的消化槽內(nèi)，在30℃下
貯停30 d，主要是通過兼性厭氧細菌和厭氧細菌的作
用使有機物分解，最終生成以甲烷為主的沼氣¨6|。
厭氧消化處理能達到污泥減量的目的，且可以回收一
部分能源，也為后續(xù)處理減輕負擔(dān)。但消化后污泥含
水率較高，仍需進一步脫水，近年污泥消化技術(shù)不斷
提高，如機械濃縮和高濃度消化的有機結(jié)合、完全厭
氧二相消化法等¨引，使發(fā)酵時間有較大程度地縮短，
甲烷發(fā)生量和消化率提高，且投資費用較低。
2．2制革污泥作建筑材料
(1)制磚。臺灣一個研究小組發(fā)現(xiàn)，污泥可壓制
成普通的建筑用“生態(tài)磚”。這種污泥生態(tài)磚是在黏
土磚中混入10％污泥，并在900℃條件下燒制，可達
到最佳效果。即使是污泥比例占30％的生態(tài)磚，這
種／JnT過程仍可實現(xiàn)。這種方法不僅處理了污泥，還
在燒制過程將有毒重金屬都封存在污泥中，也殺死了
所有有害細菌，而且這種磚完全沒有異味。浙江大學(xué)
理學(xué)院環(huán)境與生物地球化學(xué)研究所翁煥新教授在通
過大量實驗研究獲得各種技術(shù)參數(shù)的基礎(chǔ)上，利用污
泥資源具有熱值較高和輕質(zhì)地的特點，成功地開發(fā)出
了一種輕質(zhì)磚。該輕質(zhì)磚體的放射性指標符合《建設(shè)
材料放射衛(wèi)生防護標準》要求，磚體主要指標達到普
通燒結(jié)磚的國家標準，具有高抗壓強度、節(jié)省能耗
10％、質(zhì)量比同體積的普通磚小，并節(jié)省黏土資源
10％，15％等優(yōu)點。這樣既實現(xiàn)廢物利用，又減輕污
泥處理的負擔(dān)，而且為污泥尋找了新用途。
(2)制水泥。水泥生產(chǎn)中利用的廢物主要是高爐
水渣和粉煤灰，副產(chǎn)品為石膏、爐渣煙塵等。近年來
日本研究出利用污水處理產(chǎn)生的脫水污泥為原料制
造水泥技術(shù)。這種類型水泥的原材料中約60％為廢
料，水泥的燒成溫度為l 000—1 200℃，因而燃料耗
用量和CO，的排放量也較低。因而，以污泥為原料生
產(chǎn)的水泥叫做“生態(tài)水泥州嵋1。
(3)制輕質(zhì)陶粒。污泥制輕質(zhì)陶粒的方法按原料
不同分為兩種：一是用生污泥或厭氧發(fā)酵污泥的焚燒
灰制粒后燒結(jié)。此種方法需單獨建焚燒爐，而且污泥
中的有機成分得不到充分利用。二是直接用脫水污
泥制陶粒的新技術(shù)。目前國內(nèi)已經(jīng)研究生產(chǎn)出以污


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泥為原料制成的陶粒和陶�？招拇u。這種輕型磚與
傳統(tǒng)的黏土實心磚相比，具有輕質(zhì)、高強度、保溫隔
熱、抗震等功能。用這種陶�？招拇u代替普通黏土燒
結(jié)實心磚，既可節(jié)約土地，又節(jié)約能源及鋼材，降低環(huán)
境污染，提高了綜合效益，變廢為寶。
2．3其他利用
(1)污泥熱處理制燃油。近年來，國內(nèi)外發(fā)展了
污泥的熱處理技術(shù)，這一方法是將污泥在熱環(huán)境下進
行分解，從而制得一些有用物質(zhì)，如可燃氣體、油等。
污泥低溫?zé)峤馐抢�用污泥有機質(zhì)在加熱條件下的部
分熱裂解過程，產(chǎn)生污泥衍生燃料的技術(shù)。經(jīng)此過
程，污泥轉(zhuǎn)化為燃燒特性優(yōu)越的油、炭和可燃氣。該
過程所需的能量由產(chǎn)生的燃料燃燒提供，剩余能量以
原料油的形式回收。此技術(shù)是一個能量自給有余的
過程，并可有效地控制重金屬的排放，有可觀的應(yīng)用
前景⋯1
(2)污泥改性制吸附劑。由于污泥中有較多的
炭，在一定的高溫下，以污泥為原料，通過化學(xué)法改性
活化處理可制得含炭吸附劑，含炭吸附劑處理有機廢
水，COD去除率可達80％，是一種性能良好的有機廢
水處理吸附凝聚劑。已有研究人員成功利用污泥制
備用于回收水表面溢油的吸附劑，并已申請專利。其
特征在于：利用污泥中水分，在300—350℃炭化溫度
下，采用炭化、活化合二為一工藝制造的吸附劑，具有
親油疏水性，懸浮率為100％，具有發(fā)達的大孔，去除
率可達99．6％，l g吸附劑可吸收14．2 g原油，按美國
(ASTM)標準，這種由污泥制備的吸附劑屬于回收水
表面溢油最好的一種舊J。
(3)污泥作黏結(jié)劑。我國有數(shù)千家小型合成氨
廠，其中絕大多數(shù)采用黏結(jié)性較強的白泥或石灰做氣
化型煤黏結(jié)劑，這類型煤被稱為白泥型煤或石灰炭化
型煤。白泥型煤生產(chǎn)工藝簡單，但氣化反應(yīng)性差。石
灰炭化型煤氣化反應(yīng)好，但成型工藝復(fù)雜，成本高。
為此，尋找一種黏結(jié)性高、成本低、型煤氣化性好的黏
結(jié)劑一直是一個重要課題。制革污泥本身具有一定
熱值，又有一定的黏結(jié)性。以它做黏結(jié)劑，可改善高
溫下型煤的內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)，提高型煤的氣化反應(yīng)性，提
高炭轉(zhuǎn)化率，同時污泥的熱值也得到了應(yīng)用。
3結(jié)束語
制革業(yè)在我國現(xiàn)在正出于繁榮時期，但是制革業(yè)
的附屬產(chǎn)物污泥若是處理不好，那將會對這個充滿希
望的產(chǎn)業(yè)造成嚴重的阻礙作用。因此，進一步總結(jié)我
國現(xiàn)有的污泥處理經(jīng)驗，借鑒國外的先進技術(shù)，結(jié)合
我國國情采取正確的處理方法就顯得尤為重要。焚
燒所具有的各種優(yōu)點，使其成為今后制革污泥處理的
重要方法，而作為資源匱乏的發(fā)展中國家，將制革污
泥中的鉻等重要物質(zhì)回收，盡量采取焚燒的方法，使
其在減容減量和毒性等方面都降低到符合環(huán)保要求
的時候，采取農(nóng)業(yè)利用、建材利用等資源化的方法是
今后努力研究的重要方向。
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作者通信處胡新根325027浙江溫州市學(xué)院路校區(qū)276號溫州
大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院
電話(0577)88373126
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