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合理选用设备,节水降污

——陕西科技大学资源与环境学院院长,王学川教授


   我国皮革工业20年来得到了快速的发展并形成了较为完整的工业体系,我国皮革工业主要由以下六个分枝组成,如下所示:

  其中前三者为主,而后三者为前者服务。毛皮在近几年的发展速度尤为迅猛。但是,毛皮业在发展的同时也带来了一些负面的影响,其中环境问题是毛皮业持续发展必须考虑并解决的问题。在环境问题中,节水降污就是一个重要的环节。

一、毛皮加工所产生污水的特点和危害
1.毛皮加工污水的特点
  由于毛皮工艺的特点,使得毛皮废水具有与其它工业废水不同的特点,其特点主要表现在以下几个方面:
  ⑴废水量大;⑵毛皮废水成分复杂;⑶颜色深;⑷耗氧量大;⑸气味难闻
2.毛皮废水的危害性
  由于毛皮废水含有很多种对环境有害物质,加上浓度又高,因而被列为对水体特别有害的废水之一:
  ⑴铬离子;⑵氯化物及硫酸盐;⑶ 化学耗氧量(COD)和生物耗氧量(BOD);⑷悬浮物;⑸ 其他。

二、关于节水、降污
  据资料报道,全球60%陆地面积(43个国家)缺水;20亿人缺饮用水,我国人均水资源为世界人均的1/4,尤其是我国的北方地区更显得严重。制革毛皮行业作为高耗水行业之一,必须考虑节水和清洁化生产以及中水的循环使用。
皮革、毛皮加工过程,可以用下面简单的化学反应示意式来表示:

  在整个加工工艺过程中通过各种途径例如清洁工艺技术、新型化工材料和先进的设备以及严格的管理,节水降污、降耗,以实现中国皮革协会的“十一五”时期毛皮行业的发展目标:更加有效控制环境污染,实现增产、增值不增污。
关于节水降污可以通过多种途径达到目的,可汇总为如下几个方面的:
1. 操作液的循环使用;
2. 合理选用设备节水降耗;
3. 高吸收、低温性新型材料和紧密行工艺的采用;
4. 通过合理的毛皮污水处理,中水回用,节水降污;
5. 其他有效的途径。

三、通过合理选用设备节水降耗
  此处所谈的设备主要是针对毛皮湿加工中涉及的以水为加工介质的工序所用到的设备。毛皮加工由于有毛被的存在,特别是为了保证长毛皮毛被的质量,防止绣毛和结毛甚至擀毡,一般采用划池、划槽或普通转鼓在大液比条件下实施,并且操作液一般是一次性使用之后排放,造成水耗量的增加和污染的加重。对于非长毛的毛皮如毛革两用加工,根据国内外的经验,可以用倾斜转鼓或星形分隔转鼓代替传统的划池、划槽或普通的转鼓,以达到节水降耗的目的。
  (一)倾斜转鼓用于毛皮的湿加工处理
  1. 有关倾斜转鼓的基本情况:

  ⑴基本结构:倾斜转鼓因鼓体回转轴线与水平线成一定倾斜角度而得名。倾斜角度固定不变的称为固定式倾斜转鼓,倾斜角度可以调整的称为可倾式倾斜转鼓。一般由前、后锥体段和直桶体段三部分组成。

  ⑵材质:倾斜转鼓的鼓体可用钢材、玻璃钢或铁木结合制成。
  ⑶工作原理:鼓体正转时使皮液在螺旋挡板向上托起和向后推动两个方向的作用力下,产生上下翻动和沿鼓体轴线方向前后移动的搅拌作用,皮张受到弯曲、伸展等机械作用,可加快加工过程;翻转时螺旋挡板推力换向即卸皮。螺旋挡板的垂向推分力加上摩擦力把带起升到一定高度后再降落下来,整个皮液向转动方向倾斜,形成一个椭圆形轨迹的上下翻滚运动;水平推分力则推动靠鼓壁的皮液向鼓底移动并易形成堆积,鼓体底部升皮板的螺旋导角与直体段的挡板导角方向相反,随鼓体转动可将沉积的皮托起后向鼓口推移,形成“8”字形的前后运动。上述两种运动合成为空间运动,其运动轨迹形状随各参数的改变而变化,机械作用的大小也可随固体的转速、仰角、液比大小以及装载量的多少进行调解。
  2.应用优点
  关于倾斜转鼓用于毛皮的湿加工具有如下优点:
  ⑴节水:
  与划槽相比,液比可有较大程度降低,节水可达30%-40%;
  ⑵节省化工材料,有利于化料的渗透:
  由于液比的明显降低,相同的化料百分比(%)用量前提下其浓度更高,由于浓度差和渗透压的提高可以明显提高渗透速度;即使在相同的g/L条件下,可以提高化料的利用率,降低成本,减少污染。
  ⑶机械作用缓和均匀:
  由于倾斜转鼓的特殊结构和运动方式,皮液在鼓体转动时呈“∞”字型形成一个椭圆形轨迹的上下翻滚运动,其运动轨迹形状随各参数的改变而变化,机械作用的大小也可随固体的转速、仰角、液比大小以及装载量的多少进行调解。机械作用的大小更适合于制作毛皮,不致产生结毛。
  ⑷操作液的循环与保温:
  由于倾斜转鼓的结构设计,可以方便的进行操作液的加热循环与保温,对于某些需要保温的加工工序更为有利。
  ⑸装载量大
  在制品的装卸方便,可自动卸皮,大大减轻劳动强度,节省人力。
倾斜转鼓在毛皮加工中的应用目前主要体现在毛革两用的生产中,对于其他毛皮是否适合,还需要根据具体的产品特点
(二)星形分格转鼓用于毛皮的湿加工处理
  1. 分格转鼓:
  分格转鼓是在普通木转鼓的基础上,将鼓体内部挡板沿着辐射方向延伸至鼓体的轴心线,形成隔板,将鼓体内部分成几个而形成。通常分为3格,由于转鼓截面呈“Y”,又称为“Y”形转鼓或星形转鼓。
  2.结构原理:
  鼓内以Y形结构分为三个腔室,并各自具有独立的全自动鼓门。其鼓腔室的隔板和内鼓板面上,均分布有穿孔,液体经穿孔流动,并在导水板的作用力下,经管道和中空轴快速流向加料箱内。其结构由内外鼓体紧密相连、同时正、反转动,时间任意可控;速度变频可调。这时可对液体做各种参数测试,随后液体迅速流回鼓内,可依此频繁循环。
  3.应用特点:
  ⑴节水省料:根据制革的应用经验用,水量可节约高达40%-50%;化料可节约高达20%。
  ⑵保温好,并可自动精确控制鼓内液体温度。
  ⑶鼓内液体不仅随鼓体旋转流动,还可横向流动,并从一个鼓腔室经穿孔流向另一个鼓腔室。水与化料快速混合,皮革将化料快速吸收,同时浸泡时间可缩短50%。
  ⑷装载量大;占空间小;节能增效;利于环保;操作简便;安全可靠。
  ⑸自动换气装置、排液装置以及3个独立的全自动滑动鼓门,密闭性极好,无渗漏,确保工作环境清洁无污染。
关于分格转鼓在毛皮上的应用还有待试验研究。
  综上所述,毛皮也的节水降污还有很大的空间,业内人士可以充分发挥各自的想像力,通过各种设备的合理选用设备、清洁技术的实施、高性能化工材料的采用、高新技术的引入(例如非水加工介质的技术)以及操作液的循环使用等多种途径,设法增值、增产而减污,为我国毛皮业的可持续发展做出贡献。
以上仅仅是本人的粗浅看法,不妥之处还请各位指出并商榷。
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