废弃革制品皮革性能及资源化利用研究

【摘要】：皮革制品的种类繁多且其产量大，而经人类使用后废弃的皮革制品其数量也是相当大。但目前我国对于废弃的皮革制品没有进行相应的分类及较好的处理与处置，这就不仅使得皮革制品中含有的天然胶原资源浪费，而且其废弃在环境中，占用了大量的土地资源。所以，对废弃革制品的性质研究和其资源化利用进行研究是值得我们关注的重要课题。 本论文首先通过对皮革的总灰分、生物可降解性和淋滤性的研究，探讨了废弃革制品的理化性质，为其进行环境效应评价分析提供了数据依据；其次，对废弃革制品的资源化利用进行了探索性试验，将回收的废弃革制品中的皮革部分进行预处理，制备成吸附剂吸附废水中的Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)，并将吸附后的皮革作为还原剂制备铬鞣剂。从而实现废弃革制品的最大资源化利用。 1、废弃革制品总灰分、生物可降解性及淋滤性研究 将鲜皮革、蓝皮革和成品皮革分别剪成大小形状一致的碎片作为试验样品。总灰分测定结果表明：成品皮革和蓝皮革的总灰分含量较高，鲜皮革总灰分含量最低。通过土埋试验和土壤水溶液法研究了试验样品的生物可降解性，试验结果表明：在两种方法中，鲜皮革降解率最高，而成品皮革降解率低，说明成品皮革降解性差，不宜采用填埋法进行处理处置。土埋法中废弃革制品中的皮革的铬元素迁移量较鲜皮革和蓝皮革大，其土壤铬含量增加率分别为羊皮革34.96%、猪皮革45.47%、牛皮革23.91%。将试验样品放于pH值分别为2、4、6、7.5的淋滤液中进行淋滤试验，经一定时间后测定淋出液中铬含量，试验结果表明：在酸性条件下，鲜皮革、蓝皮革和成品皮革的淋出液中铬含量都较大。由环境效应评价可知，这三种不同种类皮革在pH值不同的淋滤液中，其淋出液的铬浓度都远远超过了国家地表水环境质量标准中的Ⅲ类水质标准。 2、废弃革制品中皮革革屑吸附Cr(Ⅲ)的研究 废弃革制品中皮革对Cr(Ⅲ)的吸附等温线可以用Langmuir等温方程很好的进行拟合，其吸附为单层吸附。 在废弃革制品的皮革投加量为0.4~0.8g范围内，随着革屑量的增加，Cr(Ⅲ)去除率也随之增加，最大达到83.56%，而当革屑的投加量大于0.8g时，Cr(Ⅲ)的去除率则下降。吸附动力学拟二级动力学所得到的相关系数R~2为0.9999，革屑对Cr(Ⅲ)的吸附动力学可以用拟二级动力学方程很好的进行拟合。拟颗粒内扩散模型的相关因子表明废弃革制品的皮革对Cr(Ⅲ)的吸附过程，经过了2~3个不同的阶段。 在pH为2~7范围，随着溶液pH的增大，Cr(Ⅲ)在废弃革制品的皮革上的吸附量也不断增大。在不同温度25、35和45℃下，废弃革制品的皮革吸附Cr(Ⅲ)的最大吸附量分别为110.24mg/g、104.51mg/g和86.42mg/g。 3、废弃革制品中皮革革屑吸附Cr(Ⅵ)的研究 废弃革制品中皮革吸附Cr(Ⅵ)的吸附等温线可以用Langmuir方程拟合，相关系数R~2为0.9983，表明其吸附为单层吸附。 废弃革制品的皮革投加量的增加，溶液中Cr(Ⅵ)的去除率在不断升高最后趋于稳定。吸附时间的延长，废弃革制品的皮革对Cr(Ⅵ)的吸附量逐渐增大。拟二级动力学模型适用于废弃革制品的皮革吸附剂吸附Cr(Ⅵ)的吸附过程。 溶液pH值增大，废弃革制品的皮革吸附溶液中Cr(Ⅵ)的吸附量随之减小。pH值为2，吸附量最大为0.6383mg/g。温度升高，废弃革制品的皮革吸附Cr(Ⅵ)的吸附量增大的幅度不是很大。 4、废弃革制品的皮革作还原剂制备铬鞣剂 由吸附三价铬的废弃革制品的皮革制备的铬鞣剂其碱度为36%，含铬量为167.96g/L；而由吸附六价铬的废弃革制品的皮革制备的铬鞣剂其碱度为33.8%，含铬量为178g/L。