合成革生产过程中的污染和治理
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合成革生产的环境问题:
生产线的一个致命缺点就是三废回收处理问题。合成革生产过程产生的污染物包括废水、废气和废渣。生产工艺不同,污染物的产生情况会有所不同。
合成革生产过程中的废气的主要来源伪有机溶剂的挥发。其来源包括树脂及溶剂在配料、运输、存放时的挥发;涂覆或含浸等加工过程中有机物的挥发;在烘箱加热时有机物的挥发;后处理过程中有机物的挥发。废气污染物同局提供以及配方组成有关,对于一定工艺,配方往往可以改变,所以在其产生的具体污染物也并不固定。干法工艺生产过程中一般的有机溶剂污染物有:DMF、甲苯、二甲苯、丁酮等;湿法工艺生产过程中一般的有机溶剂污染物有DMF。
DMF对身体危害:
毒物经各种途径吸收后,主要经肝内微粒体混合功能氧化酶进行脱甲基化作用,脱去一个甲基,代谢产物为一甲基甲酰胺和甲酰胺,代谢迅速,甲酰胺在血中滞留稍长,进而代谢为甲酸和氨排出,部分二甲基甲酰胺以原形物从尿和呼气排出。人每天吸入DMF浓度为
63mg/m^3·4h,共5天,停止接触4小时,血中DMF已不能检出,吸入浓度为30mg/m^3,24小时代谢物的排出量占总量的61~86%;吸入浓度为60mg/m^3,24小时尿中的一甲基甲酰胺排出量不超过30mg,48小时内已不能检出;浓度为27mg/m^3,吸入5天,24小时尿中一甲基甲酰胺量为25mg左右,从而提出24小时尿中一甲基甲酰胺超过60mg,提示接触DMF 浓度已超过60mg/m^3,故认为尿中一甲基甲酰胺可作为接触DMF的一个监测指标。对眼、皮肤和呼吸道有刺激作用。侵入机体后,主要由肝内代谢,排泄较快,主要靶器官为肝脏,肾脏也有一定损害,属中等毒性。
临床表现:
呼吸道吸入后一般经6~12小时左右后发生急性中毒;皮肤侵入,潜伏期可较长,也有在皮肤灼伤基本愈合后再出现中毒的报道。亚急性中毒病例,自接触至发病为2~4周时间。临床特点:
刺激症状:DMF蒸气可引起眼、上呼吸道轻、中度刺激症状。
皮肤:污染皮肤可致轻、重不等的灼伤,皮肤起皱,肤色发白,伴有灼痛感,严重者可使皮肤胀肿,剧烈灼痛。
眼:污染眼引起灼痛、流泪、结膜充血;严重者可引起角膜坏死。
胃肠道症状:患者常有食欲不振、恶心、呕吐、腹部不适及便秘等,少数病例有中上腹痛。肝脏:急性中毒时肝脏损害常较为突出,患者有明显乏力,右上腹胀痛,不适,出现黄疸,肝脏逐渐肿大,有压痛,常规肝功能检查示异常,其中血清转氨酶升高较明显。病变一般不严重,经治疗可逐步减轻,数周内病情可完全恢复。
严重急性中毒:表现为重症中毒性肝病,职业性中毒为少见,接触高浓度,尤其是皮肤污染严重,未及时彻底洗清者,应警惕发生严重中毒。
生活性中毒:曾有原患慢性溃疡性结肠炎患者,以DMF灌肠,作为治疗药物而引起肝病,病情呈进行性加剧,类似亚急性肝坏死型肝炎,2周内出现肝昏迷,预后凶险。
特殊危险者:原患有各种原因的肝脏疾病者,对DMF较为敏感。
合成革废气的治理技术:
制革生产工艺中加入甲苯、丁酮和DMF作为溶剂,由于较易挥发、回收困难,这些溶剂大部分随着废气排入环境中。
目前,对于高浓度的有机废气的净化处理,人们早就有研究,而且已经开发出一些卓有成效的控制技术。在这些控制技术中研究较多并且广泛采用的有吸收法、热破坏法、冷凝法、吸收法等。近年来形成的新控制技术有生物膜法、电晕法、臭氧分解法、催化燃烧法和等离子体分解法等。但对于低浓度有机废气,净化处理难度大且费用高。因而这类工业废气的净化处理在国内外都是环境保护的难题之一。
废气处理方法一般有:焚烧法、吸收法、吸附法、催化燃烧法、冷凝法、静电法和玻纤过滤器法等。对较稀有机溶剂废气采用催化燃烧法的很多。中国加入WTO后,国家对环境治理越来越严格。而现在的制革废气中有机物含量达不到系的排放标准,已有方法少且不理想,因此研究新的治理方法迫在眉睫。
合成革废气处理的研究是随着合成革工艺的改变而不断改变的。合成革生产中DMF使用规模与其他工业相比并不算大,但回收技术并不简单。与主体设备相比,回收设备费投资相当高。废弃物回收利用是合成革行业最有潜力的清洁生产途径,经济效益明显。我国DMF 大部分需要进口,且价格昂贵,回收DMF可大幅度节约成本,具有重要的现实意义。
干法生产线的有机废气主要在烘箱和涂台等处产生。废气排放特征为:废气温度低,一般低于75℃;废气量大,一条典型的干法生产线排放含DMF工艺废气的量约为大于20000~25000m3/h;废气中有机物污染物浓度高,其中DMF的浓度约为1500ppm;污染物DMF可与水混溶。根据以上废气特征,可以将干法生产线DMF废气进行回收利用。
现在制革废气治理技术一般采用水喷淋塔吸收并回收废气中DMF,或者活性炭吸附废气中有机溶剂,再经直接燃烧处理:
1)喷淋水吸收一般采用填料塔或淋塔作为吸收设备。水作为吸收溶剂来吸收废气中的有机物质。DMF雨水的互溶性非常好,甲苯与丁酮则几乎不溶于水。因此,该方法虽然能较好地出去废气中的DMF,但对甲苯和丁酮的去除率很低,甲苯和丁酮依然随着废气排入大气中。
2)活性炭吸附使用活性炭吸附的原理是先将废气冷却,再以活性炭吸附。而后用低压蒸气将溶剂析出,在冷却成液体,重力分离或整流精制。由于活性炭的比表面积大,对废气中有机物的吸收能力强,能叫有效的出去有机溶剂,同时投资费用低。但在制革废气治理中,由于气量较大,活性炭再生困难。现多采用吸附饱和后直接送去燃烧的方法,因此,运行费用很高,一般企业难以承受。
中国有些合成革厂采用分段浓缩提取法,即将初始溶剂政法最浓缩的区域中,采取有形隔绝稀薄区域的措施,将此段浓废气单独吸出处理。有些厂采用串联多级吸收塔,循环吸收,直到允许排放浓度才放空。要串联多少塔那就取决于废弃的排放浓度。
目前,许多制革企业已经采取一定的措施来治理制革排放的有机物污染,但由于浓度较低和甲苯、丁酮、DMF较特殊的物理化学性质,治理情况并不理想。喷淋塔水吸收技术对甲苯和丁酮的去除效率非常低,不能达到环保要求;活性炭吸附技术的运行成本居高不下,因此,现有治理技术治理制革废气中甲苯、丁酮和DMF的效果并不理想。