Экология/ 4. Промышленная экология и медицина труда

 

М.т.т. Джиембетова И.С.

Таразский государственный университет имени М.Х. Дулати, Казахстан

 PhD докторант1-курс

Экологические проблемы при выработке  мягких кож

 

Характерной особенностью предприятий кожевенной промышленности является большое потребление воды и, следовательно, большой объем отработанных жидкостей, так называемых сточных вод [1].

Качественный и количественный состав сточных вод кожевенных предприятий весьма разнообразен.

Количество сбрасываемых жидкостей зависит от обрабатываемого сырья и вида дубления, но главным образом оно определяется особенностями производства.

Вода применяется почти на каждой операции кожевенного производства. Шкуры промывают и отмачивают в воде, химические материалы применяют в виде водных растворов, использованные материалы удаляют посредством воды. Поэтому обоснованно можно считать, что часть материалов, с которой промышленная вода на кожевенном заводе приходит в соприкосновение, будет находиться в сточных жидкостях [2].

Сточные воды кожевенных заводов относятся к категории сильно загрязненных, концентрированных и токсичных. Наличие различных химических веществ в сточных водах кожевенных заводов определяет их вредность для окружающей среды. В них содержатся химические материалы, как вносимые для проведения технологического процесса, так и образующиеся в результате переработки кожевенного сырья.

Принимая во внимание, что мировая кожевенная промышленность перерабатывает в год 4,8 млн. тонн крупных шкур и расход воды около 65 м3 на 1 тонну сырья, получим, что необходимое количество воды будет 300 млн.м3. Добавим к тому воду, расходуемую на пере­работку мелких шкур (овец, коз - 400 л/шт.), получим 150 млн. м3 /4/. Общее количество воды составит 450 млн. м3 в год.

Из них 60%, или 270 млн. м3, приходится на подготовительные процессы и 40%, или 180 млн. м3- на преддубильные, собственно дубление и красильно-жировальные процессы.

В таблице 1 - приводится усредненная характеристика произ­водственных стоков, образующихся при переработке 1 тонны сырья крупного рогатого скота на выпуск мягких кож  [3].

Таблица 1 - Характеристика отработанных технологических растворов в производстве мягких кож по группам процессов

Параметры

 

 

Всего

на 1 тонну

сырья

Отмока

Обезвола-

шивание,

золение

Обеззо-

ливаиие,

мягчение

Пикеле-

вание,

дубление

Красильно-

жироваль-ные­

про­цессы

БПК5, кг

                     %

75-90

100

7,5-9,0

10

52-63

70

2,5

3

1

1,2

11,5-14,5

15

ХПК, кг

                     %          

200-220

100

30-33

15

110-120

55

6

3

2

1

50-58

25

Окисляемость,

 кг                %

110-130

100

14-17

13

70-82

64

 

 

14-17

23

Взвесь, кг

                     %         

140

100

7

5

77

55

 

 

56

40

Засоление, кг

                     %

  250-350

100

150-210

60

 

20-30

8

60-90

25

17-25

7

Токсич­ность экв. %

2,5

100

 

1,9

76

 

0,6

24

 

Вода, м3

                               %           

65

100

15

23

22

34

15

23

I

1,5

12

18,5

Теоретический анализ экологических показателей отрабо­танных технологических растворов дает основание утверждать, что:

• стоки после отмоки и подготовительных процессов несут в  себе более половины нечистот, составляющими которых являются продукты обработки шкур и неиспользованные химические мате­риалы; эти стоки являются наиболее токсичными, засоленными, мутными, велики по объему и имеют наибольшее содержание нерас­творимых веществ органического и неорганического проис­хождения; токсичность их обусловлена высоким содержанием суль­фидов, деградированными белками и, прежде всего кератиновыми, особенно при использовании технологий, предусматривающие уничтожение волоса;

• стоки после красильно-жировальных процессов занимают следующее место по тем самым показателям;

• стоки после хромового дубления являются токсичными из-за содержания в них растворимых соединений хрома (III) и нейтральных солей, но при этом не отличаются высокими значениями показате­лей.

Примерный аминокислотный состав продуктов деградации белков в отработанных обезволошивающих зольниках приводится ниже:

аргинин                        9,3-9,9                  гистидин              0,8-1,0                          валин                   5,4-6,4                   аланин                  3,7-3,8

изолейцин            3,0-3,9                            аспарагин            7,8-8,1      

лейцин                7,4-8,9                   глутамин                      16,2-16,5

лизин                   4,3-4,6                   глицин                         3,7-4,3

метионин              0-0,5                    пролин                         6,2-7,9

         цистин                6,8-8,0                   серин                 6,5-7,6

         фенилаланин        2,9-3,1                  лантионин           1,0-3,9

тирозин                        0,5-6,2                   цистеин                        0,8-1,0

треонин                        5,9-6,2                 

80 тыс. тонн кератиновых белков в деградированном состоянии безвозвратно переходит в сточные воды.

Следует помнить, что деградированные кератины, как и суль­фиды, обладают сильным токсичным действием и по существу являются ядами по отношению к живым организмам различного происхождения.

Кожевенная промышленность потребляет ежегодно 65 тыс. тонн соединений хрома. По данным ВLMRA (Вritish  Leather  Manufacturers’ Research  Association) из этого количества 20 тыс. тонн переходит в изделия, остальное - теряется с отходами. Причем 25 тыс. тонн сли­вается с отработанными растворами [4].

Влияя на состав и свойства природных вод, соединения хрома вызывают необратимые изменения в организмах растений и живот­ных, а через них воздействуют на всю биосферу.

Считается, что Cr(VI) более ядовит, чем Сг(III). Однако в условиях природных вод возможны взаимные переходы. Хром (VI) легко вос­станавливается до хром (III) в присутствии железа (II), сульфитов, не­которых органических веществ, содержащих SH-группы.

Хром (III) быстро окисляется при наличии соединений марганца, кислорода, под действием света, особенно УФ излучения.

Действие хрома во всех случаях приводит к ухудшению показа­телей обмена веществ. Эти изменения особенно выражены в печени [5,6]. Сравнительные опыты, проведенные на белых мышах и кры­сах, свидетельствуют о том, что параметры токсичности в пересчете на элемент существенно не отличаются. Как бы там ни было, ре­зультаты исследований свидетельствуют о том, что токсичность растворимых соединений хрома III значительно выше, чем предпо­лагалось ранее.

В  таблице 2  представлены  данные  анализа  отработанного  раствора  после  типового  процесса  хромого  дубления.

Таблица  2 - Характеристика отработанного дубильного раствора

Показатели

Концентрация, г/л

Хром

6,26

Кислотность

15,00

Жир

6,31

Хлориды

18,2

Сухой остаток/общ./

116,20

Взвесь

3,76

Азот по Кьельдалю

1.11

БПК5 /20 0С/

4,92

ХПК

18,90

рН

3,3

Следует учитывать и то, что потерями такого количества хрома отработанными растворами нельзя пренебречь не только с точки зрения потребления и токсичности, но также и с точки зрения его большой стоимости (800 - 1000 $ USА за 1 тонну).

Большая часть кожевенных заводов не обладает раздельной канализацией технологических растворов, что затрудняет, а точнее, не позволяет проводить эффективную рекуперацию применяемых материалов. Это приводит к неоправданно большому их потреблению и  засорению  окружающей  среды.

Растворы смешиваются перед сбросом, освобождаются от меха­нических включений и направляются на локальную станцию пред­варительной очистки.

В нижеследующей таблице 3 приведены типичные данные, характе-ризующие смесь отработанных технологических растворов, образующуюся при переработке одной тонны крупного кожевенно­го сырья и направляемую на локальную станцию очистки перед сбросом [6].

Таблица 3 - Характеристика  производственных  стоков

Показатели (кг)

СТС

ЕРА

БПК5 /20 0С/

75-95

95

ХПК

200-220

260

Окисляемые субстанции 2БПК5+ХПК3

          110-130

               -

Взвесь

140

140

Сольность

250-350.

-

Токсичность в экв.токс. /по тесту на дафнии/

2,5

-

Сульфиды

9

8,5

Хром

6

4,3

Объем

65000

53000

Для сравнения в таблице 4  приведем требования к стокам, сбрасываемым в городской коллектор и среду обитания.

Таблица 4 - Требования к стокам

 

 

ПОКАЗАТЕЛИ

ТРЕБОВАНИЯ

Растворы, сбрасы­ваемые в городской коллектор,

мг/дм3

Очищенные воды, сбрасываемые в среду обитания, мг/дм3

Взвесь

<300

<20

БПК5

<300

<10

ХПК

-

<75

Азот (NH 3+)

<150

<10

Хром (Cr 3+)

<0,2

<0,2

Сульфиды (S2-)

<1,0

<0.1

Фенолы

<5

<0,1

Жировые вещества

<60

-

Кислород

-

>5

pH

6-10

6,5-8,5

Температура 0 С

<30

<30

Из приведенных данных видно, что до недавнего времени не все кожевенные предприятия обращали внимание на такие показатели, как температура, рН, содержание азота, кислорода. Ужесточение требований служб по надзору за состоянием сточных вод заставляет нас вновь возвращаться  к  проблеме  восстановления  экологического равновесия путем сокращения потребления и повышения использо­вания химических материалов в технологических процессах.

 

Литература:

1. Мазур И.И.,  Молдаванов О.И.,  Шитов В.Н.  Курс  инженерной  экологии.  –  М.:  Высшая школа.- 1999 - 447с.

2.   Экология и безопасность. Т. 2. Экологическая безопасность Ч.1. (под. ред. Рыбальского Н.Г.). М.: ВНИИПИ.-1993. – С. 300.

3. Чесунов С.В., Санкин Л.Б. Экологические  проблемы  использования соединений  хрома в  дублении. // Кожевенно-обувная  промышленность 1989г., № 3, С. 38.

4. Чесунов С.В.,  Захарова А.А. Очистка и рекуперация отходов в кожевннообувной промышленности. М.: Легпромбытиздат.-  1987. -346с.

5. Ласков Ю.М., Федоровская Т.Г., Жмакова Г.Н. Очистка сточных  вод предприятий кожевенной и меховой промышленности. – М.: Легкая и пищевая промышленность. -1984.- 166с.

5.  Экологический паспорт ТОО «ТаразКожОбувь»- Тараз, 2009г.-53с.

6. Александров В.И., Порватова Л.М. и др. Коагуляционная очистка сточных вод кожевенного производства. //Кожевенно-обувная промыш-ленность 2007г., № 2, с.29-30.