循环经济与清洁生产

皮革清洁生产的现在与未来皮革清洁生产的现在与未来 陆乐 摘要摘要 阐明了对皮革工业重新认识的新观点 介绍了传统制革生产模式及其弊端 概述了 国内外皮革清洁生产技术的发展现状和趋势 明确指出 皮革清洁生产的未来就是皮革工业 的无害化和生态化 并探讨了实现皮革清洁生产的目标和具体对策 关键词关键词 皮革工业 清洁生产 污染 生态环境 前言前言 进入 21 世纪以来 皮革行业的污染仍然一直困扰着业界 困扰着皮革化学家 工艺学家 和皮革企业家 皮革污染的问题不能解决 皮革清洁生产不能实现 皮革行业就不能健康 稳步地向前发展 皮革行业的 二次创业 只能是一句空话 不积跬步 无以至千里 不积溪流 无以至江海 没有前人的研究积累 就没有今天皮化学与工程学科的繁荣和发展 同样地 如果我们现在不去寻求解决皮革污染问题的办法 也就不会有皮革清洁生产的未来 不会有 未来的生态制革 甚至不会有未来的皮革工业 到那时 我们就将无颜以对子孙 有鉴于此 笔者仅就自己的所知范围 谈谈自己对皮革清洁生产的现在和未来的一点初步认识 1 重新认识皮革工业重新认识皮革工业 首先 皮革工业是现代大农业的下游产业 我国是世界上最大的农业国 经过 20 多年的 改革开放 我国农业已经逐步由传统农业向现代农业转变 由现代农业向现代大农业转变 皮革工业的原料 来自于农村养殖业 是现代大农业的副产物 因而 皮革工业是现代大农业 的下游产业 其中 制革工业是现代大农业和大皮革产业中的关键环节 其次 皮革工业是再生资源产业 大家都知道 皮革工业的原料 动物皮是动物生 物质 是一种取之不尽 用之不竭的生物质资源 同时也是一种可再生的绿色资源 从这个 意义上讲 皮革工业又是再生资源产业 我国是生皮资源大国 年产猪皮 9000 万张 牛皮 6000 万张 黄牛皮 4000 万张 水牛皮 1500 万张 牦牛皮 500 万张 羊皮 17000 万张 其 中山羊皮 9000 万张 绵羊皮 8000 万张 第三 皮革行业是外向性经济行业 出口依存度比较大 连续 6 年来 皮革行业的出口创 汇居轻工行业第一位 发展皮革工业 可以为国家多创汇 海关总署的统计资料表明 皮革 工业出口创汇不断增长 1990 年为 19 亿美元 1991 年 23 4 亿美元 1992 年 47 亿美元 而到 2004 年达到 273 亿美元 创我国皮革工业出口创汇的最高纪录 由于皮革行业的出口依存度 大 因此 世界经济状况如何 直接影响整个行业的生存和发展 另一方面 这种对出口的较大 的依存度也反映了我国皮革及其制品的内销市场尚有很大的开拓空间 第四 皮革行业是劳动密集型行业 从某种意义上说 发展皮革工业 符合我国国情 因 为我国 我省都有一个特点 就是人口多 人口多 就业问题大 适当发展劳动密集型行业 对 解决就业问题是大有好处的 此外 皮革工业与人们的日常消费密切相关 人口多 消费量大 又为皮革工业提供了一个很大的消费市场 发展皮革产业 可以促进内需 有利于地方经济 的发展 第五 皮革工业是污染行业 皮革工业的污染 从何而来 现已初步查明 制革工业的 70 以 上的污染是来自外源性化学物质 如果将这些能造成环境污染的外源性的化学物质用绿色 皮革化学品替代 则制革工业就可以成为少污染行业了 由上可见 皮革工业是以动物生物质为原料的再生资源产业 是现代大农业的下游产业 属于基础产业链的延伸 因而 具有无限的生命力 1 同时 皮革工业又是一个污染行业 其污 染主要来自于生产过程中所使用的化工材料 发展皮革工业意义重大 但要发展皮革工业 首先必须解决制革污染问题 必须实现制革清洁生产 2 传统的制革生产模式及其弊端传统的制革生产模式及其弊端 传统的制革生产不考虑或者较少考虑制革的污染问题 更多考虑的是生产成本与产品 质量问题 因而 在很大程度上 传统制革生产的一些基本观念 理论与方法与清洁生产格 格不入 图 1 是传统的制革生产投入产出的基本情况 2 5 可以看出 1 资源的高消耗 低产出在传统的制革生产过程中 投入生皮 1000kg 耗水量 80 110m3 仅能得到 100 200kg 头层革和 120Kg 左右的二层革 生皮转变为成革的比率仅 30 50 2 环境污染严重在传统的制革生产过程中 投入生皮 1000kg 将会产生 80 110m3 废 水 其中 含有 CODcr235 250kg BOD5100kg 悬浮物 150kg 铬 5 6kg 以及硫化物 10g 这些有害物质的排放 对环境产生严重污染 3 生产周期长按照传统制革生产模式 生产工序繁多 生产周期较长 一般 20 40d 不等 而 且 整个生产过程中的影响因素也十分复杂 因而 导致成革质量难以控制 易于出现波动 4 劳动强度大传统制革生产模式是建立在以手工劳动为主的基础之上的 成革质量的 好坏优劣 全凭手上的 功夫 即所谓 手艺 因此 制革生产的劳动强度大 正是因为传统制 革生产模式的上述特点 决定了制革工业被打上 落后 的印记 图 1 3 国内外皮革清洁生产技术的发展现状国内外皮革清洁生产技术的发展现状 1 国外国外 国外已经发展了一些皮革清洁生产的单元技术 7 主要有 1 减少盐污染的原料皮防腐保藏技术 主要有 冷冻保藏 少盐保藏以及辐射法 这 些方法多处于研究开发阶段 实际应用不多 关于鲜皮直接投产的工艺技术也有工业化的报 道 但由于绝大多数情况下 制革企业与屠宰场地相距甚远 而妨碍了其实施 另一方面 制革 企业的均衡生产与屠宰场的非均衡生产的矛盾往往无法解决 因而 鲜皮直接投产缺乏现实 的可能性 2 清洁化脱毛技术 2 代表性的有 酶法脱毛 氧化脱毛 保毛脱毛以及有机硫化物 脱毛等 应用较多的是酶法脱毛和保毛脱毛 3 无铵脱灰技术 2 主要有 采用非铵盐脱灰剂脱灰 CO2 脱灰等 4 白湿皮加工技术 3 6 采用这一技术的好处是 可以节约大量的铬鞣剂 皮屑的经济 价值高 较易实现资源化 目前 国外的白湿皮技术主要有 铝鞣白湿皮的加工方法 聚丙烯酸酯 铝盐鞣法 罗门哈斯公司方法 硝酸铝 山梨醇鞣法 法国皮革技术中心 CTC 方法 硅酸 铝 盐法 Felidermw 鞣剂鞣法 有机鞣剂鞣法 包括醛类 多酚化合物及合成鞣剂鞣法 5 新型铬鞣技术 这类技术是在传统的铬鞣技术的基础上改进发展而来 主要有 以提 高铬的吸收为目的的高吸收铬鞣技术 6 以消除或削减中性盐用量为目的的无盐浸酸技术 不浸酸铬鞣技术 以回收铬鞣剂为目的的废液循环利用技术以及少铬鞣制技术等 这些制 革清洁生产技术 大都已被工业生产所采用 6 无铬鞣革技术 是用其他鞣剂代替铬鞣剂鞣革的技术 主要有 植 铝结合鞣革技术 植醛结合鞣革技术等 其中 植铝结合鞣革技术被认为是最有前途的一种无铬鞣革技术 7 水基涂饰材料的研究开发与应用 利用新的合成技术 合成水基的涂饰材料 消除有 机溶剂和游离甲醛 减少整饰过程中的大气污染 2 国内国内 总体来看 国内近些年来所发展的制革清洁生产的单元技术已与国外水平相当 个别的 已经超过国外 比较有代表性的制革清洁生产的单元技术主要有 1 基于酶制剂的制革生物技术 7 20 这一单元技术的基本原理是 运用基因工程 酶工程 蛋白质工程和现代分离纯化方法等科学方法获取目标功能酶产生菌 制备出具有专 一性强的高效专用酶制剂 这种酶制剂还可以根据需要与已有的酶制剂进行复配 得到能够 应用于制革全过程的系列专用酶制剂 以替代或部分替代制革过程中的污染物 实现制革清 洁生产 在这一单元技术的研究开发方面 国内已经做了大量的研究工作 主要表现在两个 方面 第一 运用现代生物技术 研究开发出专一性强 纯度高 催化效率高的系列专用酶制 剂 第二 革新工艺技术 优化工艺条件 全面应用系列专用酶制剂 2 废液循环利用技术 按照现在的观点 制革废液的循环利用符合节约型 循环型经 济的要求 也符合绿色化学的要求 四川大学张铭让 潘君等人 21 通过对工艺过程及材料等 的优化 建立了一套稳定的适合于工业化生产的封闭式浸灰废液循环体系 但卫华研究了灰 碱脱毛法 开发出变型少浴灰碱脱毛法 22 经大生产验证 按此优化工艺生产的猪正面服装 革 松面率低于 1 5 可节约硫化钠 5 40 减轻了硫化物对环境的污染 3 铬鞣技术 围绕减少三价铬的使用量和排放量 制革科技工作者做了大量研究工作 已经开发出具有重要推广应用价值的系列清洁化单元技术 比较典型的有 高吸收铬鞣技术 23 24 无盐浸酸技术 25 26 不浸酸技术 27 28 少铬鞣法 29 31 无铬鞣法 32 33 白湿皮加工技术 34 38 以及稀土 植物鞣剂结合鞣制皮革的方法 国家发明专利 与生态铬 鞣技术配套的材料的研究已经取得重要进展 已经开发出系列配套材料 3 国内外制革清洁生产技术的发展趋势国内外制革清洁生产技术的发展趋势 1 引入生态设计 建立从设计 制造到使用的皮革产品的生命全过程的环境保证体系 2 应用现代生物技术 与先进的制革新技术结合 开发制革生物技术 从源头治理制革污 染 3 从研制绿色皮革化学品入手 解决外源性化学物质带来污染的问题 4 重视制革固体废弃物的资源化及其深度开发和综合利用 构建新的产业链 开辟新的 经济增长点 4 制革清洁生产的未来制革清洁生产的未来 随着科学技术的高度发达和人类社会的不断进步 工业生产包括制革生产 将必然走向 无害化和生态化 5 四大目标四大目标 在未来 10 年乃至更长一段时间内 制革清洁生产应达到以下目标 1 研究开发出资源节约型的工艺技术在工艺开发方面 主要应该从三个方面考虑 第一 缩 短生产周期 第二 节约资源 原料皮的利用率要争取由现在的不到 30 提高到 80 以上 第三 应用新设备 新材料对工艺进行革新 2 实现清洁 生态的制革生产过程要尽快建立制革清洁生产基本模式 这种模式应是 一系列成熟度高 可靠性好的清洁生产技术的单元技术的集成和创新 目前已有的技术也 许还不能构建出比较理想的制革清洁生产模式 但可以将自主研究开发与技术集成创新结合 起来 逐步推进 3 制造出符合生态要求的皮革及其制品未来的制革清洁生产的皮革产品必须是生态 皮革 生态皮革也是一个阶段性的概念 在目前阶段 生态皮革就是符合欧美规定的生态指 标要求的皮革 今后 可能应该在此基础上 研究开发出真正意义上的生态皮革 4 全面建设循环型经济的 大皮革 产业大皮革产业 就是在现有的皮革产业的基础上 的纵向延伸和横向扩展 纵向延伸是指延伸皮革产业的产业链 上游向生态养殖方面发展 采取公司 农户的方式 发展特种原料皮的生产 搞好已有家畜品种的改良 下游向皮胶原的 深加工发展 向回收废弃皮革制品的综合利用发展 横向扩展 主要是新产品的开发 以及开 拓皮革的新用途以引导消费 6 三个转变三个转变 要实现未来制革清洁生产的 四大目标 就必须在指导思想上实现 三个转变 即 1 变环境的局部改良为包括生态设计在内的全员环境管理由于制革清洁生产技术还 不够系统化 所以 尽管制革清洁生产的单元技术已经被应用于工业生产中 局部地 不同程 度地改善了制革行业的污染状况 但是 还没有达到制革清洁生产的要求 今后 应该在行业 内部倡导引入生态设计的方法 在企业内部推行全员的环境管理 2 变制革废水的终端控制为过程控制首先我们必须明确 制革废水经过终端处理而达 标排放 不能算是清洁生产 要实现清洁生产就必须将制革工业废水的终端控制转变为过程 控制 在制革生产过程中 不用或尽量少用有毒有害的皮革化学品 尽量减少皮革化学品的用 量 降低废水用量 降低制革废水中有毒 有害物质的排放量 不断提高工序达标率 3 变资源的有效利用为节约 洁净和有效的利用过去 制革工业所使用的原材