“‘废物是放错了地方的资源’,这句话是对的,但也是有条件的。这个条件就是技术可行与经济合理。”全国工业固废综合利用科技成果转化平台秘书长杜根杰在接受记者采访时,对工业固体废弃物处置利用发表了看法。
我国在经历了 30 年迅猛发展之后已经成为世界皮革大国,皮革工业在国民经济中占据不可或缺的地位。然而,皮革工业特别是制革业在高速发展的同时,环境污染问题日渐突出,已经成为严重制约我国皮革工业发展的主要因素。据统计,在皮革加工过程中,每消耗 1t 原料皮会产生 200 ~ 300kg 的固体废弃物,这些固体废弃物主要包括废皮屑和制革污泥。据粗略估算,我国每年产生制革固体废弃物 100 多万 t,其中列为危险废物的含铬固体废弃物约 30 万 t。数量如此之大的含铬皮革废碎料,如果处置不当不仅会造成资源的浪费,更会造成极大的环境污染。
河北省作为我国的皮革大省,有着诸如辛集、无极、留史等一批制革生产基地,据环保部门及皮革行业主管部门估计,河北省制革行业每年产出的含铬危险废弃物高达 3 万余 t,仅辛集一地的制革企业每年产出的含铬危险废弃物就接近 1 万 t。如何处理这些含铬危废成为制革企业最为棘手的问题。所幸,辛集乃至整个河北地区制革企业含铬危险废弃物的处置难题伴随着河北中皮东明环境科技有限公司(以下简称中皮东明公司)的成立得到了圆满解决,中皮东明公司将含铬皮革废碎料和铬泥生产成为再生革、铬鞣剂和皮革复鞣剂等,回用于制革及皮革制品生产,既解决了含铬危险废物对环境的污染,又变废为宝回用于工业生产,给辛集这一制革基地带来了良好的环境效益和经济效益。
大势,为行业应运而生
《国家危险废物名录》(2016 版)于 2016 年 6 月 14日由环保部联合国家发改委、公安部向社会公布,并于 2016 年 8 月 1 日正式实施。铬泥、含铬皮革废碎料、废碱液等 3 项制革行业废物赫然在列。近年来,伴随着国家环保政策的不断紧缩,各地环保部门对含铬皮革废碎料的监管力度陡然提升,含铬皮革废碎料被严格按照危险废物来处理,必须要交由具备危废处理资质的单位来处理,极大地增加了制革企业的处理成本。
“我国皮革工业每年产生上百万吨的固体废弃物,其中铬泥和削匀革屑是最主要的危险废物,需要进行单独的收集、转移和处置。削匀革屑的主要成分是蛋白质和铬盐,都是宝贵的有用资源,简单填埋和焚烧处理不但造成了对资源的浪费,更容易造成对环境的二次污染,开发和实施皮革含铬固体废弃物综合利用技术,将危险废物重新加工成各种工业产品,回用于皮革生产,不但可以解决制革行业危险废弃物的污染问题,避免危险废物焚烧和填埋费用,还可以为皮革行业提供性能优越的化工材料,降低生产成本。”中国皮革制鞋研究院有限公司副总经理丁志文表示,丁志文博士是我国皮革行业清洁生产和废弃物处理专家,也是中皮东明公司的创始人之一,在多年的工作中,他走遍了国内主要的皮革产业集散地,目睹了制革生产过程中产生的各种固体废弃物给环境带来的危害,“中国皮革制鞋研究院有限公司在皮革废弃物的综合
利用方面具有 20 年的研究基础,承担了 20 多项国家和地方项目,并拥有多项发明专利,一些技术已经在皮革废弃物的综合利用中得到应用,取得了良好的经济和社会效益。如何将这些皮革废弃物综合利用技术在产业集散地中应用,达到保护环境、变废为宝的目的,是我们国家级科研院所义不容辞的责任和义务。”
据估计,按照我国 2017 年皮革产量约 1.5 亿标准张计算,我国每年产生铬鞣废液约 600 万 t,如果使用碱沉淀方法对铬鞣废液进行处理,每年产生铬泥(含水 60% 左右)10 万 t 以上,铬泥中的水分含量为 60%左右,铬含量为 5%~7% ;同时每年还将产生削匀铬屑40 万 t 以上,铬屑中的水分含量为 50% 左右,铬含量为 2%~4%。
由于铬泥和革屑都属于危险废弃物,目前都是交付危废物处理中心统一进行填埋处理,以防铬盐对环境造成危害,但这种处置方式不但占用了有限的土地资源,还需要对填埋地点采用防渗漏等处置措施,处理成本比较高,一般每吨铬泥的填埋处置费用都在3 000 元以上。同时对铬泥的填埋处理只是通过埋藏使铬泥与外界隔绝,仅是临时解决铬泥的危害,并没有从根本上解决其污染问题,而且填埋的铬泥有可能会发生泄漏,重新对环境造成危害。
伴随着国家环保政策的不断紧缩,我国主要制革产业集散地的制革企业面临着越来越大的生存压力,行业中对皮革废弃物进行合理合法处理的呼声越来越高。在这样的大环境下,中国皮革制鞋研究院有限公司在我国重要的皮革生产基地河北辛集与当地的龙头制革企业河北东明实业集团有限公司共同成立了中皮东明公司。利用含铬皮革废碎料生产再生革、蛋白复鞣剂、植绒粉,利用铬泥生产铬鞣剂,废料利用率高达 95% 以上,可以基本做到对皮革固体废弃物的完全利用,26 000t 含铬皮革废碎料的处理能力有效地解决了辛集乃至河北制革企业皮革废弃物的处理问题。
再生革,危废豁免的新出路
根据环保部 2016 年公布的《国家危险废物名录》(2016 版)增加的《危险废物豁免管理清单》规定,利用含铬皮革废碎料生产再生革的过程是豁免的,意味着上述利用过程的含铬皮革废碎料可不按危险废物管理。因此在企业创办之初,中皮东明公司就将利用含铬皮革废碎料生产再生革项目作为自己的产品方向之一。
根据丁志文博士介绍,含铬皮革废碎料生产再生革项目主要使用的是原国家 863 高科技计划项目“制革行业铬污染全程控制技术”中的技术路线,将含铬皮革废碎料物理开纤后得到皮革纤维,再使用天然乳胶将皮革纤维粘合并干燥,通过不同的后处理方式得到外观和成分类似于真皮的再生革产品。“利用皮革碎料加工生产再生革在环保部的危险废物管理名录中列入了豁免清单,生产过程不按照危险废物管理,这为我们的生产提供了政策上的保障,利用这种技术生产的再生革产品通过不同的后处理技术可以达到不同的厚度、软硬程度及表面效果,可以广泛用于皮带夹芯、箱包衬里和仿二层皮革等领域,市场前景广阔。”
根据中皮东明公司的生产能力设计,再生革生产项目可以达到年处理 10 000t 含铬皮革废碎料的生产能力,并于 2017 年 12 月 1 日通过了中国环境科学院、河北省环境科学院和中国皮革协会等单位专家组织的豁免认证。目前,利用含铬皮革碎料生产的再生革在浙江、福建、广东等东南沿海地区打开了销路,获得良好的市场反馈。
蛋白复鞣剂,削匀铬屑的“100%”利用
削匀铬屑的主要成分是胶原蛋白和铬盐,铬盐是制革生产所需的重要原料之一,而且制革生产中蛋白
类材料使用也很多,因此铬屑中的胶原蛋白和铬盐经过处理都可以回用于制革生产。丁志文博士告诉记者,中皮东明公司所采用的从铬屑中提取胶原蛋白和铬盐的技术来源于国家工信部工业清洁化生产示范项目“利用制革废毛和废渣生产皮革复鞣剂和填料技术”,可以分别提取削匀铬屑中的胶原蛋白和铬盐,将胶原蛋白制备成蛋白填充剂,回用于制革复鞣填充工序 ;将铬盐制备成铬鞣剂,回用于制革的鞣制工序,实现废弃物的再利用,彻底解决铬盐的污染问题,见图 2。“本技术采用碱 - 酶结合一步水解法从皮革废弃物中提取胶原蛋白,先使用碱对铬屑进行水解,再使用酶对初步水解的铬屑水解液和残渣进行深度水解,并使用低浓度胶原蛋白的水解液和水解残渣的水洗液代替水用于铬屑的水解,提取得到高浓度的胶原蛋白。”中皮东明公司总经理程正平对使用该工艺提取的胶原蛋白的质量非常自信,“从削匀铬屑中提取的胶原蛋白经过改性后制备成为丙烯酸树脂改性胶原蛋白填充剂、氨基树脂改性胶原蛋白填充剂、聚氨酯改性胶原蛋白填充剂和酚醛树脂改性胶原蛋白填充剂回用于制革生产,既可以解决胶原蛋白的用途问题,又可以为制革生产提供蛋白类的化工材料,符合循环经济的要求。”
削匀铬屑经提取胶原蛋白后所剩下铬渣的主要成分是胶原蛋白和铬盐,其中铬盐的含量为 6% 左右,在铬屑经过水解成为铬渣后,为了达到充分利用资源、降低环境污染的目的,中皮东明公司将铬渣中的铬盐制备成为铬鞣剂,回用于制革的鞣制工序,彻底解决铬盐的污染问题。经过了上述 2 种处理工艺,铬屑中的所有成本都得到了充分和有效利用,再生利用率达到了 98% 以上。
“蛋白复鞣剂的生产不会额外产生废水,水洗废液都回用于生产,生产中所使用的水一部分进入产品中,另一部分水通过浓缩和喷雾干燥从产品中分离出去,不会对环境造成二次污染。”中皮东明公司蛋白复鞣剂生产线设计年处理含铬废碎料 6 000t,据公司管理人员介绍,“该项目已经列入了河北省皮革废弃物综合利用试点项目,十三五期间无需取得危险废物经营许可证。现在我们的蛋白复鞣剂产品除了供应辛集皮革园区中制革企业生产外,还销售到了国内其他制革产业集散地,产品供不应求。”
植绒粉,公司的新增长点
在 2016 年发布的《危险废物豁免管理清单》中,除了利用含铬皮革废碎料生产再生革外,生产静电植绒粉也位列其中,利用皮革废碎料生产的植绒粉产品,可以广泛用于合成革等材料植绒中,见图 3。“由于整个生产加工过程没有改变含铬皮革废碎料的性质,因此整个生产过程不按照危险废物管理,这给我们的生产过程提供了相当的便利。”程正平总经理表示,在公司再生革和蛋白复鞣剂产品的生产逐步步入正轨后,为了进一步扩充产能,更好地为辛集乃至整个河北省的制革企业服务,公司在考察市场环境后,决定建设年处理含铬废碎料 10 000t 的植绒粉生产线,“植绒粉生产过程所产生的废料可以回用于公司的蛋白复鞣剂生产线,因此我们基本上可以做到‘零’排放了。”
未来,开创危废综合利用新篇章
2018 年 3 月,河北省辛集市印发《辛集市资源化利用含铬皮革废碎料试点实施方案》,指出为彻底解决辛集市含铬皮革废碎料的处置难题,消除含铬皮革废碎料的污染隐患,积极推进含铬皮革废碎料资源化利用,促进皮革行业可持续发展,辛集市开展含铬皮革废碎料资源化利用试点工作,并确定中皮东明公司为试点单位。
“河北是我国重要的皮革生产基地,但由于其特殊的地理位置,近年来越来越大的环保压力让不少制革企业的正常生产都受到了严重影响。”据丁志文博士介绍,在我国主要皮革产业集散地,企业都面临着含铬固体废弃物处理难度高、成本高的问题,“国家对皮革行业固体废弃物,特别是含铬固体废弃物的政策近几年出现了比较大的变化,对含铬皮革废碎料的来源、运输、贮存、处置、利用等环节都进行了重点监管。以往填埋、焚烧的处置方式并不能从根本上解决皮革固体废弃物中有害成分对环境的危害,只有利用现有技术,对其中的有效成分进行综合开发利用才是处理危险固体废弃物的最佳途径,但遗憾的是目前国内针对皮革行业产生的危险固体废弃物进行处理和综合利用的企业尚处在起步阶段。”
伴随着国家环保政策的紧缩,国内皮革产业集散地附近陆续兴建了一批利用焚烧、填埋等方式处置固体废弃物的机构,但专门针对皮革行业危险固体废弃物特点进行综合利用的机构还是凤毛麟角,“根据我们的市场调查情况,在广东、浙江、福建、江苏、河北、山东这些我国传统制革产业基地有正规资质进行皮革危废综合利用的企业少之又少,加之国家对危险废弃物跨省运输的严格监管,大部分制革产业集散地危险固体废弃物的综合利用需求都无法得到满足。因此,我们正在与各个产业集散地的政府部门进行沟通,希望能够将我们在河北辛集的成功经验复制到其他的产业集散地,更好地为地方的产业服务。”河北中皮东明环境科技有限公司年处理含铬皮革废碎料能力达 26 000t,“目前我们的生产能力能够满足河北地区制革企业含铬皮革碎料处理的需求,我们正在积极筹建使用含铬污泥生产铬鞣剂的项目,将铬泥危险废物经过碱水解、酸水解、氧化、还原和调配后生产铬鞣剂,直接供制革企业生产使用,这样就能将
制革企业产生的危险固体废弃物进行充分利用,不但降低了行业对环境的污染,更提升了整个行业的附加值。”对于中皮东明公司未来的规划,总经理程正平的思路很是清晰。“在工信部颁布的第一批工业固体废物综合利用先进适用技术目录中,关于皮革废弃物综合利用技术就只有 3 项,我们公司建设的 3 条生产线就是完全对应这 3 项技术而建设。作为公司的技术支持单位中国皮革制鞋研究院有限公司还承担了 10 多项与皮革废弃物处理技术相关的国家级项目,包括国家自然科学基金项目、国家发改委、环保部和科技部的各类项目。这些项目技术获得了 10 多项发明专利,并获得了包括中国轻工业科学技术进步一等奖、中国专利优秀奖、中国产学研合作创新成果奖和中国皮革行业节能减排环保创新奖在内的 10 多项科技奖励。因此,我们有能力也有信心将皮革行业的危险固体废弃物的综合利用工作做好!”
写在后面
对于皮革行业来说,加快固废资源化与安全处置的科技创新和产业发展,不但有助于培育行业新经济增长点,缓解资源环境瓶颈约束,更符合国家生态文明建设,实现绿色、循环、低碳发展的战略选择,是实现我国皮革行业发展从粗放模式向可持续发展模式变革的重要基础。将固体废弃物特别是危险固体废弃物中的各种成分进行分离、重组、利用,这不仅需要参与综合利用的企业有一双慧眼,更需要企业管理人员和技术人员具有横跨 2 个乃至几个行业的学识。正像丁志文博士所说的那样,“中国皮革行业固体废弃物的综合利用功在当代利在千秋,河北中皮东明环境科技有限公司前面还有很长的道路需要探索。”