循環(huán)經(jīng)濟與清潔生產(chǎn)

1、皮革清潔生產(chǎn)的現(xiàn)在與未來10050328 陸樂摘要:闡明了對皮革工業(yè)重新認識的新觀點,介紹了傳統(tǒng)制革生產(chǎn)模式及其弊端,概述了國內(nèi)外皮革清潔生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢,明確指出:皮革清潔生產(chǎn)的未來就是皮革工業(yè)的無害化和生態(tài)化,并探討了實現(xiàn)皮革清潔生產(chǎn)的目標和具體對策。關(guān)鍵詞:皮革工業(yè);清潔生產(chǎn);污染;生態(tài)環(huán)境前言進入21世紀以來,皮革行業(yè)的污染仍然一直困擾著業(yè)界,困擾著皮革化學家、工藝學家和皮革企業(yè)家。皮革污染的問題不能解決,皮革清潔生產(chǎn)不能實現(xiàn),皮革行業(yè)就不能健康、穩(wěn)步地向前發(fā)展,皮革行業(yè)的“二次創(chuàng)業(yè)”只能是一句空話。不積跬步,無以至千里;不積溪流,無以至江海。沒有前人的研究積累,就沒有今天皮化

2、學與工程學科的繁榮和發(fā)展。同樣地,如果我們現(xiàn)在不去尋求解決皮革污染問題的辦法,也就不會有皮革清潔生產(chǎn)的未來,不會有未來的生態(tài)制革,甚至不會有未來的皮革工業(yè)。到那時,我們就將無顏以對子孫。有鑒于此,筆者僅就自己的所知范圍,談談自己對皮革清潔生產(chǎn)的現(xiàn)在和未來的一點初步認識。1重新認識皮革工業(yè)首先,皮革工業(yè)是現(xiàn)代大農(nóng)業(yè)的下游產(chǎn)業(yè)。我國是世界上最大的農(nóng)業(yè)國,經(jīng)過20多年的改革開放,我國農(nóng)業(yè)已經(jīng)逐步由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變,由現(xiàn)代農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代大農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變。皮革工業(yè)的原料,來自于農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè),是現(xiàn)代大農(nóng)業(yè)的副產(chǎn)物。因而,皮革工業(yè)是現(xiàn)代大農(nóng)業(yè)的下游產(chǎn)業(yè),其中,制革工業(yè)是現(xiàn)代大農(nóng)業(yè)和大皮革產(chǎn)業(yè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其次,皮

3、革工業(yè)是再生資源產(chǎn)業(yè)。大家都知道,皮革工業(yè)的原料動物皮是動物生物質(zhì),是一種取之不盡、用之不竭的生物質(zhì)資源,同時也是一種可再生的綠色資源。從這個意義上講,皮革工業(yè)又是再生資源產(chǎn)業(yè)。我國是生皮資源大國:年產(chǎn)豬皮9000萬張、牛皮6000萬張(黃牛皮4000萬張、水牛皮1500萬張、牦牛皮500萬張)、羊皮17000萬張(其中山羊皮9000萬張、綿羊皮8000萬張)。第三,皮革行業(yè)是外向性經(jīng)濟行業(yè),出口依存度比較大。連續(xù)6年來,皮革行業(yè)的出口創(chuàng)匯居輕工行業(yè)第一位。發(fā)展皮革工業(yè),可以為國家多創(chuàng)匯。海關(guān)總署的統(tǒng)計資料表明,皮革工業(yè)出口創(chuàng)匯不斷增長:1990年為19億美元,1991年23?4億美元,199

4、2年47億美元,而到2004年達到273億美元,創(chuàng)我國皮革工業(yè)出口創(chuàng)匯的最高紀錄!由于皮革行業(yè)的出口依存度大,因此,世界經(jīng)濟狀況如何,直接影響整個行業(yè)的生存和發(fā)展。另一方面,這種對出口的較大的依存度也反映了我國皮革及其制品的內(nèi)銷市場尚有很大的開拓空間。第四,皮革行業(yè)是勞動密集型行業(yè)。從某種意義上說,發(fā)展皮革工業(yè),符合我國國情。因為我國、我省都有一個特點,就是人口多。人口多,就業(yè)問題大,適當發(fā)展勞動密集型行業(yè),對解決就業(yè)問題是大有好處的。此外,皮革工業(yè)與人們的日常消費密切相關(guān),人口多,消費量大,又為皮革工業(yè)提供了一個很大的消費市場。發(fā)展皮革產(chǎn)業(yè),可以促進內(nèi)需,有利于地方經(jīng)濟的發(fā)展。第五,皮革工業(yè)

5、是污染行業(yè)。皮革工業(yè)的污染,從何而來?現(xiàn)已初步查明,制革工業(yè)的70%以上的污染是來自外源性化學物質(zhì)。如果將這些能造成環(huán)境污染的外源性的化學物質(zhì)用綠色皮革化學品替代,則制革工業(yè)就可以成為少污染行業(yè)了。由上可見,皮革工業(yè)是以動物生物質(zhì)為原料的再生資源產(chǎn)業(yè),是現(xiàn)代大農(nóng)業(yè)的下游產(chǎn)業(yè),屬于基礎產(chǎn)業(yè)鏈的延伸,因而,具有無限的生命力1。同時,皮革工業(yè)又是一個污染行業(yè),其污染主要來自于生產(chǎn)過程中所使用的化工材料。發(fā)展皮革工業(yè)意義重大,但要發(fā)展皮革工業(yè),首先必須解決制革污染問題,必須實現(xiàn)制革清潔生產(chǎn)。2傳統(tǒng)的制革生產(chǎn)模式及其弊端傳統(tǒng)的制革生產(chǎn)不考慮或者較少考慮制革的污染問題,更多考慮的是生產(chǎn)成本與產(chǎn)品質(zhì)量問題。

6、因而,在很大程度上,傳統(tǒng)制革生產(chǎn)的一些基本觀念、理論與方法與清潔生產(chǎn)格格不入。圖1是傳統(tǒng)的制革生產(chǎn)投入產(chǎn)出的基本情況2-5?？梢钥闯?(1)資源的高消耗、低產(chǎn)出在傳統(tǒng)的制革生產(chǎn)過程中,投入生皮1000kg,耗水量80110m3,僅能得到100200kg頭層革和120Kg左右的二層革,生皮轉(zhuǎn)變?yōu)槌筛锏谋嚷蕛H30%50%。(2)環(huán)境污染嚴重在傳統(tǒng)的制革生產(chǎn)過程中,投入生皮1000kg,將會產(chǎn)生80110m3廢水,其中,含有CODcr235250kg、BOD5100kg、懸浮物150kg、鉻56kg以及硫化物10g。這些有害物質(zhì)的排放,對環(huán)境產(chǎn)生嚴重污染。(3)生產(chǎn)周期長按照傳統(tǒng)制革生產(chǎn)模式,生產(chǎn)工

7、序繁多,生產(chǎn)周期較長,一般2040d不等,而且,整個生產(chǎn)過程中的影響因素也十分復雜。因而,導致成革質(zhì)量難以控制,易于出現(xiàn)波動。(4)勞動強度大傳統(tǒng)制革生產(chǎn)模式是建立在以手工勞動為主的基礎之上的,成革質(zhì)量的好壞優(yōu)劣,全憑手上的“功夫”,即所謂“手藝”。因此,制革生產(chǎn)的勞動強度大。正是因為傳統(tǒng)制革生產(chǎn)模式的上述特點,決定了制革工業(yè)被打上“落后”的印記。圖13國內(nèi)外皮革清潔生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀1國外國外已經(jīng)發(fā)展了一些皮革清潔生產(chǎn)的單元技術(shù)7,主要有:(1)減少鹽污染的原料皮防腐保藏技術(shù)。主要有:冷凍保藏、少鹽保藏以及輻射法。這些方法多處于研究開發(fā)階段,實際應用不多。關(guān)于鮮皮直接投產(chǎn)的工藝技術(shù)也有工業(yè)化

8、的報道,但由于絕大多數(shù)情況下,制革企業(yè)與屠宰場地相距甚遠,而妨礙了其實施。另一方面,制革企業(yè)的均衡生產(chǎn)與屠宰場的非均衡生產(chǎn)的矛盾往往無法解決。因而,鮮皮直接投產(chǎn)缺乏現(xiàn)實的可能性。(2)清潔化脫毛技術(shù)2。代表性的有:酶法脫毛、氧化脫毛、保毛脫毛以及有機硫化物脫毛等。應用較多的是酶法脫毛和保毛脫毛。(3)無銨脫灰技術(shù)2。主要有:采用非銨鹽脫灰劑脫灰、CO2脫灰等。(4)白濕皮加工技術(shù)3-6。采用這一技術(shù)的好處是,可以節(jié)約大量的鉻鞣劑,皮屑的經(jīng)濟價值高,較易實現(xiàn)資源化。目前,國外的白濕皮技術(shù)主要有:鋁鞣白濕皮的加工方法;聚丙烯酸酯鋁鹽鞣法羅門哈斯公司方法;硝酸鋁+山梨醇鞣法法國皮革技術(shù)中心(CTC)

9、方法硅酸(鋁)鹽法;Felidermw鞣劑鞣法;有機鞣劑鞣法(包括醛類、多酚化合物及合成鞣劑鞣法)。(5)新型鉻鞣技術(shù)。這類技術(shù)是在傳統(tǒng)的鉻鞣技術(shù)的基礎上改進發(fā)展而來,主要有:以提高鉻的吸收為目的的高吸收鉻鞣技術(shù)6、以消除或削減中性鹽用量為目的的無鹽浸酸技術(shù)、不浸酸鉻鞣技術(shù)、以回收鉻鞣劑為目的的廢液循環(huán)利用技術(shù)以及少鉻鞣制技術(shù)等。這些制革清潔生產(chǎn)技術(shù),大都已被工業(yè)生產(chǎn)所采用。(6)無鉻鞣革技術(shù)。是用其他鞣劑代替鉻鞣劑鞣革的技術(shù),主要有:植-鋁結(jié)合鞣革技術(shù)、植醛結(jié)合鞣革技術(shù)等。其中,植鋁結(jié)合鞣革技術(shù)被認為是最有前途的一種無鉻鞣革技術(shù)。(7)水基涂飾材料的研究開發(fā)與應用。利用新的合成技術(shù),合成水基

10、的涂飾材料,消除有機溶劑和游離甲醛,減少整飾過程中的大氣污染。2國內(nèi)總體來看,國內(nèi)近些年來所發(fā)展的制革清潔生產(chǎn)的單元技術(shù)已與國外水平相當,個別的已經(jīng)超過國外。比較有代表性的制革清潔生產(chǎn)的單元技術(shù)主要有:(1)基于酶制劑的制革生物技術(shù)7-20。這一單元技術(shù)的基本原理是:運用基因工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程和現(xiàn)代分離純化方法等科學方法獲取目標功能酶產(chǎn)生菌,制備出具有專一性強的高效專用酶制劑。這種酶制劑還可以根據(jù)需要與已有的酶制劑進行復配,得到能夠應用于制革全過程的系列專用酶制劑,以替代或部分替代制革過程中的污染物,實現(xiàn)制革清潔生產(chǎn)。在這一單元技術(shù)的研究開發(fā)方面,國內(nèi)已經(jīng)做了大量的研究工作,主要表現(xiàn)在兩

11、個方面:第一,運用現(xiàn)代生物技術(shù),研究開發(fā)出專一性強、純度高、催化效率高的系列專用酶制劑;第二,革新工藝技術(shù),優(yōu)化工藝條件,全面應用系列專用酶制劑。(2)廢液循環(huán)利用技術(shù)。按照現(xiàn)在的觀點,制革廢液的循環(huán)利用符合節(jié)約型、循環(huán)型經(jīng)濟的要求,也符合綠色化學的要求。四川大學張銘讓,潘君等人21通過對工藝過程及材料等的優(yōu)化,建立了一套穩(wěn)定的適合于工業(yè)化生產(chǎn)的封閉式浸灰廢液循環(huán)體系。但衛(wèi)華研究了灰堿脫毛法,開發(fā)出變型少浴灰堿脫毛法22。經(jīng)大生產(chǎn)驗證,按此優(yōu)化工藝生產(chǎn)的豬正面服裝革,松面率低于1?5%,可節(jié)約硫化鈉5%40%,減輕了硫化物對環(huán)境的污染。(3)鉻鞣技術(shù)。圍繞減少三價鉻的使用量和排放量,制革科技工

12、作者做了大量研究工作,已經(jīng)開發(fā)出具有重要推廣應用價值的系列清潔化單元技術(shù),比較典型的有:高吸收鉻鞣技術(shù)23,24、無鹽浸酸技術(shù)25,26、不浸酸技術(shù)27,28、少鉻鞣法29-31、無鉻鞣法32,33、白濕皮加工技術(shù)34-38以及稀土-植物鞣劑結(jié)合鞣制皮革的方法(國家發(fā)明專利)。與生態(tài)鉻鞣技術(shù)配套的材料的研究已經(jīng)取得重要進展,已經(jīng)開發(fā)出系列配套材料。3.國內(nèi)外制革清潔生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(1)引入生態(tài)設計,建立從設計、制造到使用的皮革產(chǎn)品的生命全過程的環(huán)境保證體系;(2)應用現(xiàn)代生物技術(shù),與先進的制革新技術(shù)結(jié)合,開發(fā)制革生物技術(shù),從源頭治理制革污染;(3)從研制綠色皮革化學品入手,解決外源性化學物

13、質(zhì)帶來污染的問題;(4)重視制革固體廢棄物的資源化及其深度開發(fā)和綜合利用,構(gòu)建新的產(chǎn)業(yè)鏈,開辟新的經(jīng)濟增長點。4.制革清潔生產(chǎn)的未來隨著科學技術(shù)的高度發(fā)達和人類社會的不斷進步,工業(yè)生產(chǎn)包括制革生產(chǎn),將必然走向無害化和生態(tài)化。5.四大目標在未來10年乃至更長一段時間內(nèi),制革清潔生產(chǎn)應達到以下目標:(1)研究開發(fā)出資源節(jié)約型的工藝技術(shù)在工藝開發(fā)方面,主要應該從三個方面考慮:第一,縮短生產(chǎn)周期;第二,節(jié)約資源。原料皮的利用率要爭取由現(xiàn)在的不到30%,提高到80%以上;第三,應用新設備、新材料對工藝進行革新。(2)實現(xiàn)清潔、生態(tài)的制革生產(chǎn)過程要盡快建立制革清潔生產(chǎn)基本模式,這種模式應是一系列成熟度高、

14、可靠性好的清潔生產(chǎn)技術(shù)的單元技術(shù)的集成和創(chuàng)新。目前已有的技術(shù)也許還不能構(gòu)建出比較理想的制革清潔生產(chǎn)模式,但可以將自主研究開發(fā)與技術(shù)集成創(chuàng)新結(jié)合起來,逐步推進。(3)制造出符合生態(tài)要求的皮革及其制品未來的制革清潔生產(chǎn)的皮革產(chǎn)品必須是生態(tài)皮革。生態(tài)皮革也是一個階段性的概念,在目前階段,生態(tài)皮革就是符合歐美規(guī)定的生態(tài)指標要求的皮革。今后,可能應該在此基礎上,研究開發(fā)出真正意義上的生態(tài)皮革。(4)全面建設循環(huán)型經(jīng)濟的“大皮革”產(chǎn)業(yè)大皮革產(chǎn)業(yè),就是在現(xiàn)有的皮革產(chǎn)業(yè)的基礎上的縱向延伸和橫向擴展。縱向延伸是指延伸皮革產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈,上游向生態(tài)養(yǎng)殖方面發(fā)展,采取公司+農(nóng)戶的方式,發(fā)展特種原料皮的生產(chǎn),搞好已有家

15、畜品種的改良;下游向皮膠原的深加工發(fā)展,向回收廢棄皮革制品的綜合利用發(fā)展。橫向擴展,主要是新產(chǎn)品的開發(fā),以及開拓皮革的新用途以引導消費。6.三個轉(zhuǎn)變要實現(xiàn)未來制革清潔生產(chǎn)的“四大目標”,就必須在指導思想上實現(xiàn)“三個轉(zhuǎn)變”,即:(1)變環(huán)境的局部改良為包括生態(tài)設計在內(nèi)的全員環(huán)境管理由于制革清潔生產(chǎn)技術(shù)還不夠系統(tǒng)化,所以,盡管制革清潔生產(chǎn)的單元技術(shù)已經(jīng)被應用于工業(yè)生產(chǎn)中,局部地、不同程度地改善了制革行業(yè)的污染狀況,但是,還沒有達到制革清潔生產(chǎn)的要求。今后,應該在行業(yè)內(nèi)部倡導引入生態(tài)設計的方法,在企業(yè)內(nèi)部推行全員的環(huán)境管理。(2)變制革廢水的終端控制為過程控制首先我們必須明確,制革廢水經(jīng)過終端處理而達標排放,不能算是清潔生產(chǎn)。要實現(xiàn)清潔生產(chǎn)就必須將制革工業(yè)廢水的終端控制轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程控制,在制革生產(chǎn)過程中,不用或盡量少用有毒有害的皮革化學品,盡量減少皮革化學品的用量,降低廢水用量,降低制革廢水中有毒、有害物質(zhì)的排放量,不斷提高工序達標率。(3)變資源的有效利用為節(jié)約、潔凈和有效的利用過去,制革工業(yè)所使用的原材料、