目前，我國的人工革生產規模已位列世界第一，同時也是人工革的消費大國，進出口貿易量巨大。

根據中國輕工年鑒的統計數據，可知我國人工革2018年的總產量為299.50萬噸，與2017年相比，增長了3.06%。人工革生產企業共計446家，累計資產總計633.98億元主要營業收入907.39億元，利潤總額32.64萬元。我國人工革生產企業主要分布在福建、浙江等地，近年來安徽和湖南等地的產能增長較快。

人工革工業的生產工藝可以分為干法工藝、濕法工藝、超纖生產工藝等。濕法、超纖生產、濕揉等后處理工藝均會產生大量廢水。干法工藝生產過程中廢水產生較少，但其廢氣產生量大，且廢氣處理通常采用水噴淋處理工藝，則會產生大量廢水。

根據第二次污染源普查工業源系數手冊（試用版）中的有關數據，人工革行業的廢水排放量為2t/m2，而2017年頒布的人工革清潔生產指標體系中，人工革行業的廢水產生量三級標準為≤12t/m2，由此可知部分人工革企業的廢水排放量仍處于較高水平，需進一步進行廢水的回收利用，行業整體廢水回用水平還有很大的提升空間。

1、人工革工業的廢水產生現狀

人工革工業廢水包含常規污染物（如有機污染物、氨氮、懸浮物等）和行業特征污染物（如甲苯、二甲基甲酰胺（簡稱DMF）。不同的產品類型、生產工藝的廢水產生量和廢水水質存在較大差異，要提高廢水的回收利用率，需針對不同工序、不同濃度的廢水進行分類，分質分量進行回收利用。

1.1 典型的生產工藝及產污節點

人工革濕法生產工藝，其產品為聚氨酯PU人工革，也被稱為基料。基料產品是一種人工革生產中的中間產品，可以作為其他企業的原材料直接外售，也可再經后續加工工藝制成最終的人工革產品。濕法制造工藝主要是指基布在裝有樹脂溶液的含浸槽中進行含浸，然后在凝固槽中凝固成膜，最后經過水洗、擠壓或后續處理工序，形成最終產品的過程。

典型的人工革濕法工藝流程圖如1所示，其中如以濕法貝斯為產品的生產企業，沒有后整理工序。

后整理工序可包括印花、揉革、磨毛、壓紋等多種具體生產步驟。生產企業選擇的后處理工序不同，其最終污染物排放也不同，只有涉及濕法揉革工序的企業，才會產生后處理工序廢水。

超細纖維人工革的生產工藝按照絲的紡織方式分為不定島工藝和定島工藝，按減量的方式分為苯減量和堿減量工藝，其使用的溶劑各不相同，但主要工序均為將纖維進行含浸，去除其中的一種成分，然后水洗，再開纖成為超細纖維。圖2所示為典型的超纖類人工革生產工藝流程。

聚氨酯人工革干法生產工藝產生的主要污染物為含有DMF的廢氣，干法生產線本事不會產生廢水，廢氣直接處理后達標排放即可。

然而，當前大多數人工革生產企業，都同時建有干法生產線和濕法生產線，干法生產廢氣中含有濃度較高的DMF成分，企業通常將這些廢氣進行精餾回收，回收過程會產生大量廢水。

1.2 人工革工業廢水的產生特征

人工革企業生產廢水主要來源于濕法生產的工藝廢水、超纖工藝中的甲苯抽提和堿減量廢水、濕揉工藝廢水、水洗式廢氣凈化治理水、DMF回收精餾塔排放廢水、冷卻塔非定期排放廢水、清洗廢水、鍋爐廢水。各類給水的產生來源、主要污染物成分、廢水特點見表1所列。

通過對人工革典型生產企業各類廢水的主要污染物濃度分布區間見表2所列。各類人工革廢水的產生量和污染物濃度有很大差異，其中濕法工藝廢水、干法廢氣處理系統淋洗廢水、清洗廢水中的料桶清洗水等，DMF含量較高，具有較高的回收利用價值。人工革生產過程中的溶劑含有大量有機胺基團，精餾回收和后續廢水處理需進行針對性處理。

2、人工革用水優化

2.1 人工革企業用水優化技術路線

由于人工革廢水的水質、水量差異性，在進行生產過程中廢水回收利用時，需要針對不同種類和濃度的廢水進行。目前，我國大部分人工革企業均對高DMF濃度廢水進行了精餾回收處理，也基于此，精餾塔的塔頂出水占最終企業廢水排放的比例較大。對于濕法生產線中的水洗槽廢水、濕法廢氣凈化設施出水和DMF精餾塔的塔頂水，其水質均符合濕法生產線含浸槽、凝固槽用水的要求，可將這部分廢水回收后用于含浸槽、凝固槽的水源補水。多余的塔頂水，再進入后續污水處理系統。目前，只有少數人工革企業對這部分進行了回收利用。最終排放進入污水處理系統的廢水，也要根據其水質水量情況，分類進行預處理后再進行后續末端處理。典型人工革廢水回收利用技術流程如圖3所示。

2.2 人工革廢水有效成分回收

人工革工業廢水中含有大量DMF成分，DMF作為人工革生產過程中必不可少的有機溶劑，回收價值很高。如前文所述，對于濕法工藝凝固槽、超纖生產的含浸槽工藝廢水、干法生產線中的DMF廢氣吸收塔廢水、DMF料桶清洗水等DMF含量較高的廢水，應收集后進行DMF的回收。

實際工業生產中，DMF的精餾法回收是人造革人工革企業最為常用的方法。除精餾法外，也有針對DMF廢水采用吸附、膜分離等回收處理方式進行的相關研究，吸附法主要適用于低濃度DMF廢水的回收處理，而膜分離法由于受到滲透通量的影響，處理量足夠時需要較大的膜面積，成本較高，相關研究多停留于實驗室階段。

一些學者研究發現，將DMF廢水進行預處理后，可有效保證后續精餾回收的效果，提高精餾效率，降低回收系統能耗。干雅平等等使用超濾膜技術對DMF廢液進行預處理，結果表明，預處理可有效減少精餾回收的能耗。

精餾塔底部會產生一定量的釜殘，企業通常將其作為危險廢物進行處置。其實，精餾殘液中還含有較多DMF有效成分，可通過多效蒸發、MVR等方式繼續回收其中DMF，蒸發出的液體回流至精餾塔入口，剩余的殘渣再作為危廢進行處理。對釜殘的進一步處理，可進一步提高企業的廢水回用率，并降低危險廢物處理成本。

精餾后廢水的進一步回收利用也是當前國內的研究熱點，例如吳嘉發明了一種復雜DMF廢水回收DMF后的后處理裝置，通過設置汽提塔單元以及輕組分處理單元，分別回收了二甲胺和其他VOCs，實現了除DMF外，其他輕組分的資源化利用，二甲胺制成二甲胺鹽，直接作為產品或用于制備二甲胺，其他VOCs可回用至制革環節作為助劑，也可用作油漆稀釋劑，避免了資源浪費。精餾后廢水中的二甲胺一度成為人工革廢水處理中的難點，但二甲胺作為一種有用化學物質，陳均志等研究了DMF精餾塔頂水中回收二甲胺的新工藝，采用熱空氣吹脫和化學吸收法，通過對運行參數的優化控制，可以有效回收廢水中的二甲胺，最終廢水中的二甲胺質量分數小于5x10-5以下，去除率達到了95%，二甲胺通過二甲胺鹽產品的形式進行回收。

王成忠等則針對人工革生產中的聚乙烯醇，發明了一種對人工革廢水中的聚乙烯醇進行回收的回收工藝。對含有聚乙烯醇的DMF廢水，去除效率可達90%，且不影響后續DMF的精餾工藝。

2.3 人工革廢水的的工序串聯利用

人工革生產過程中不同工序段的廢水，可以根據其廢水量、污染物濃度，先進行分質分量串聯利用，再進行有效成分的回收或后續末端處理。

濕法工藝中的水洗槽廢水、濕法工藝中的廢氣凈化設施廢水等，DMF含量較低，無法進行精餾，但其污染物成分單一，可將其回收后作為凝固槽和含浸槽的補水水源。

DMF精餾塔塔頂水，因水量較大，難以全部回用于凝固槽或含浸槽補充水源，因此一部分宜作為濕法工藝凝固槽或超纖工藝含浸槽廢水，剩余部分在進行預處理后進入廢水末端處理系統。

人工革企業的冷卻循環水可以作為地面沖洗水水源使用。配備自用燃煤鍋爐的企業，其鍋爐廢氣治理廢水有條件時可以混入鍋爐煤渣后制造建材。

3、人工革廢水的末端處理與回用

3.1 典型人工革廢水末端處理技術流程

人工革廢水的末端處理主要包括了塔頂水的預處理、高濃度廢水的預處理、人工革廢水的末端處理以及二級生化出水的進一步回用。具體的技術流程圖見圖4所示。

3.2 廢水預處理

(1)精餾塔塔頂水的預處理

塔頂水是指DMF精餾塔塔頂排放的廢水。該廢水具有高氨氮含量、高溫度、有二甲胺特有的臭味的特征。因此，其預處理首先要解決溫度高和臭味的問題，過高的溫度會對后續污水處理系統造成沖擊，而臭味的產生意味著帶來了新的二次污染問題。

對于排放廢水溫度高的問題，實際生產中的通用做法是其進入調節池之前先進行冷卻，冷卻需采用熱交換器，而不能使用冷卻塔，熱交換器獲得的熱量可以回收輸送至生產系統，對塔熱交換獲得的熱能進行回收利用，提高企業的能源利用效率。

要解決二甲胺帶來的二次污染問題，需根據二甲胺的特性，進行相應的處理。二甲胺廢氣的處理以末端處理為主，一般使用酸中和等處理方式進行除臭，除臭預處理過程應在密閉環境中進行，防止臭氣污染環境。

（2）生產過程中的高濃度廢水的預處理

人造革人工革生產中需要預處理的高濃度的廢水，主要是指生產過程中的精餾塔洗塔廢水或生產中含浸、凝固槽等的洗槽廢水。這部分水為間歇式排放，一般在停產大修或設備檢修階段產生。這部分廢水中DMF含量未達到可回收的濃度、但其他雜質含量多、有機污染物濃度大、懸浮物含量也高，如直接進入后續的污水處理設施，容易對污水處理系統造成較大沖擊，因此，必須對進行預處理。

目前通用的高濃度廢水預處理方式，是將這部分廢水單獨收集，收集后的廢水以一定的流量與其他生產廢水混合后，進入廢水處理系統的均質池進行濃度調節，然后再進入后續污水處理系統，以減少高濃度廢水對處理系統的影響。

3.3 廢水的常規生化處理

人工革廢水按照濃度和污染物情況進行分質分量再利用和回收有效成分后，經過必要的預處理過程，最終進入廢水的末端處理過程。常規生化處理工藝，可分為一級（預）處理階段、二級處理（生化處理）階段。

一級（預）處理階段主要包括格柵、均質均量調節、水解酸化、厭氧處理等環節，預處理工藝可根據實際水質情況選擇混凝沉淀、鐵碳還原、高級氧化等預處理工藝。一般情況下，采用堿減量法生產超纖類人工革的生產企業，其產生的含堿廢水應采用酸析預處理。

二級處理（生化處理）階段是以生化為主體的處理工藝，目前人造革與人工革廢水經一級（預）處理后廢水中污染物濃度較高的廢水，采用生化處理取得了較好的應用效果。生化處理可選用的主要處理工藝有A/A/O、A/O、SBR等。

當然，不同的企業針對自身生產排放的實際水量水質特征以及當地環保部門對于廢水排放濃度限值和排放量的相關要求，選擇最適宜的處理工藝。例如劉奕清問等利用芬頓（Fenton）氧化-鐵碳微電解技術對人工革企業廢水進行預處理，可將超過50%的COD、DMF氧化為小分子物質并降低了其對微生物的毒性，提高了廢水可生化性;余浩附以某人工革企業為例，探討了厭氧+兩級A/O生物膜處理工藝在人工革廢水處理中的應用情況，實踐表明該工藝可以有效的降低人工革廢水的氨氮指標，有利于企業實現全指標達標排放;林皓則通過厭氧氨氧化-反硝化耦合技術，處理人工革廢水，廢水的氨氮和總氮指標均可實現穩定達標。

3.4 末端處理設施出水的再生利用

如需二級生化處理出水進行再生利用，則需要對其進行深度處理，即三級處理。深度處理是指進一步采用類似混凝沉淀、高級氧化、膜處理、生物濾池等適用的處理工藝，對二級生化處理出水進行進一步的處理，去除其中的有機物、氨氮等污染物質的過程。深度處理具體工藝的選擇，需根據企業再生回用水的水質相關要求，結合工藝處理的經濟成本等因素進行綜合分析。

目前，因考慮生產用水質對產品質量的影響，人工革企業對二級生化處理出水的再利用程度不高，生產用水的主要來源為自來水。孫廣路何等使用選擇行吸附-催化法對人工革廢水進行處理，出水回用于生產，在不影響產品質量的前提下，回用率可達到70%~75%。

4、結論和建議

人工革生產過程中，會產生大量的廢水，提高人工革生產過程中的各類廢水的回用率，要根據人工革廢水產生的水質水量進行綜合考慮。目前，我國大部分人工革企業均設置了DMF回收裝置對部分廢水中的高濃度DMF進行有效回收，而對于廢水中的一些其他有用成分，并未進行回收利用。另外，多數企業當前使用的DMF回收工藝為精餾塔，在回收溶劑的同時，也使得廢水排放量和危險廢物排放量的增加。要提高人工革行業的廢水綜合利用效率，應從DMF廢水的預處理、精餾塔釜殘的在處理、精餾后廢水的其他有效成分回收或精餾廢水其他有用成分先行收集等多個方面進行研究，使用新的回收工藝，提高人工革廢水的綜合利用效率。（來源：輕工業環境保護研究所，中科國清(北京)環境發展有限公司）