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制鞋厂废水、废气、粉尘综合治理方案及案例解析
制鞋行业属于典型的劳动密集型制造业,生产工序涵盖备料、成型、硫化、包装等多个环节,各工序均会产生不同类型的污染物,废水、废气、粉尘的协同治理是制鞋厂实现绿色生产的核心关键。本文将从污染物来源、特点危害、处理难点、解决方案及实际案例五个维度,全面阐述制鞋厂的污染治理路径。
一、 制鞋厂废水、废气、粉尘的来源
制鞋厂的污染物来源与生产工序高度关联,不同工序产生的污染物种类和性质存在明显差异。
废水来源
废水主要产生于备料、成型和硫化阶段。备料环节中,皮革、橡胶、布料等原材料的清洗、脱脂、鞣制工序会排出含大量悬浮物、有机物和重金属的废水;成型环节里,鞋面清洗、胶水涂抹后的工具清洗、印花废水等,会带入难降解的胶黏剂成分和颜料;硫化环节的产品冷却废水,虽污染物浓度较低,但水量较大,易造成水质波动。此外,车间地面冲洗水、员工生活污水也会纳入废水处理系统。
废气来源
废气是制鞋厂的主要气态污染物,分为有组织排放和无组织排放两类。有组织废气来源于胶水喷涂、油墨印花、鞋底硫化等工序,胶水和油墨中含有的苯系物、酯类、酮类等挥发性有机物(VOCs)会在常温下大量挥发,硫化过程则会释放硫化氢、二氧化硫等含硫恶臭气体;无组织废气主要是车间内未被收集的 VOCs、原料堆放过程中释放的异味,以及粉尘与水汽结合形成的气溶胶。
粉尘来源
粉尘的产生集中在备料和成型的机械加工环节。备料阶段的皮革打磨、橡胶磨粉、鞋底切割,会产生皮革纤维粉尘、橡胶颗粒粉尘;成型阶段的鞋面打磨、鞋底抛光、边角料处理,会释放颜料粉尘和塑料颗粒粉尘。这类粉尘粒径小、分散度高,易在车间内悬浮扩散。
二、 制鞋厂废水、废气、粉尘的特点与危害
废水的特点与危害
制鞋废水的核心特点是成分复杂、水质波动大、可生化性差。废水中不仅含有高浓度的有机物、悬浮物,还夹杂着铬、铅等重金属离子(来自皮革鞣制),以及胶黏剂带来的难降解物质,COD 浓度可达 2000-5000mg/L,BOD₅/COD 比值多低于 0.3,属于典型的难降解工业废水。
其危害体现在两个方面:一是未经处理直接排放会污染地表水和地下水,破坏水生生态系统,重金属会通过食物链富集,危害人体健康;二是高浓度有机物会导致水体缺氧发黑发臭,影响周边居民的生活环境。
废气的特点与危害
制鞋废气的特点是污染物种类多、浓度波动大、恶臭明显。VOCs 与含硫恶臭气体协同存在,不同批次原料和生产工序会导致废气浓度差异显著,且无组织排放占比高,治理难度大。
这类废气的危害具有直接性和累积性:短期接触会刺激人体呼吸道、皮肤和眼睛,引发头晕、恶心等不适症状;长期接触苯系物等有害物质,会增加患癌风险;同时,VOCs 是光化学烟雾的前体物,会加剧区域大气污染,恶臭气体则会影响周边空气质量,引发居民投诉。
粉尘的特点与危害
制鞋粉尘的特点是粒径小、吸附性强、易逃逸。粉尘粒径多在 10μm 以下,可直接进入人体呼吸道深部,且表面易吸附 VOCs 和重金属,形成复合型污染物。
其危害主要针对车间员工和生产安全:长期吸入会引发尘肺病等职业病,影响员工身体健康;粉尘在车间内积聚,达到一定浓度时,遇明火易引发爆炸,存在严重的安全生产隐患;同时,粉尘附着在生产设备上,会降低设备精度和使用寿命。
三、 制鞋厂废水、废气、粉尘的处理难点
废水处理难点
一是水质波动与污染物协同处理难,制鞋厂生产批次不同,废水的有机物浓度、重金属含量会大幅波动,传统生化工艺抗冲击负荷能力弱,难以兼顾有机物降解和重金属去除;二是难降解物质处理难,胶黏剂中的高分子化合物无法被微生物直接分解,易导致出水 COD 难以达标;三是水资源回用难,处理后的废水若要回用,需去除残留的色度和微量污染物,深度处理成本较高。
废气处理难点
一是无组织排放收集难,制鞋车间工序分散,胶水涂抹、鞋面打磨等环节的废气无固定排放口,传统集气罩难以实现全覆盖收集;二是多污染物协同处理难,VOCs 与恶臭气体性质差异大,单一处理工艺无法达到理想效果;三是运行成本控制难,低浓度大风量的废气特点,导致传统焚烧工艺能耗过高,中小企业难以承受。
粉尘处理难点
一是细粉尘捕捉难,粒径小于 10μm 的粉尘易穿透常规除尘设备的滤料,导致排放超标;二是不同工序粉尘适配难,皮革粉尘、橡胶粉尘、颜料粉尘的密度和性质差异大,单一除尘设备无法满足多工序的处理需求;三是粉尘二次污染控制难,除尘设备收集的粉尘若处置不当,易造成二次扬尘。
四、 制鞋厂废水、废气、粉尘的针对性解决方案
针对制鞋厂污染物的特点和处理难点,需采用源头控制 + 过程治理 + 末端处理的协同治理思路,实现污染物的达标排放和资源回用。
废水针对性解决方案
采用预处理 - 生化处理 - 深度处理 - 回用的组合工艺。首先通过格栅、调节池去除悬浮物,稳定水质,再利用破乳池分解废水中的乳化油和胶黏剂胶体;生化处理阶段采用 A/O(厌氧 - 好氧)工艺,厌氧段分解难降解有机物,好氧段降解小分子有机物,同时投加螯合剂,通过化学沉淀法去除重金属离子;深度处理采用 MBR(膜生物反应器)工艺,利用膜的截留作用进一步降低 COD 和悬浮物,结合活性炭吸附去除残留色度和微量污染物;最后将达标处理后的废水回用于车间清洗和冷却工序,提高水资源利用率。
废气针对性解决方案
采用分类收集 + 分质处理的治理策略。针对有组织废气,在胶水喷涂、硫化等工序设置密闭集气罩,通过管道将废气集中收集;对于含硫恶臭气体,采用生物滴滤塔处理,利用微生物的代谢作用将硫化氢等物质分解为无害的硫酸盐和水;对于 VOCs,采用活性炭吸附 - 催化燃烧(CO) 组合工艺,活性炭吸附浓缩低浓度 VOCs 后,通过催化燃烧将其分解为二氧化碳和水,燃烧产生的热量可回用,降低运行成本。针对无组织废气,在车间内设置移动活性炭吸附设备和微负压系统,减少废气逸散,同时优化车间通风布局,提高空气流通效率。
粉尘针对性解决方案
采用源头密闭 + 分级除尘的处理方案。在皮革打磨、鞋底抛光等工序设置密闭操作间,减少粉尘扩散;对于粒径较大的橡胶颗粒粉尘,采用旋风除尘器进行预处理,去除大颗粒粉尘;对于粒径较小的皮革纤维粉尘和颜料粉尘,采用布袋除尘器或滤筒除尘器进行末端处理,滤料选用防静电材质,降低粉尘爆炸风险;收集的粉尘集中压缩打包,作为工业废料资源化处置,避免二次污染。同时,在车间地面设置喷淋降尘系统,抑制地面扬尘。
五、 制鞋厂废水、废气、粉尘处理经典案例
案例一:珠三角某大型皮鞋生产厂综合治理项目
项目背景
该制鞋厂年产皮鞋 500 万双,拥有备料、成型、硫化等完整生产线,废水日排放量约 800m³,废气主要为胶水 VOCs 和硫化恶臭气体,粉尘来自皮革打磨和鞋底加工。项目实施前,企业因废水 COD 超标、废气恶臭扰民多次被环保部门处罚,且车间粉尘浓度过高导致员工职业病发生率较高。
处理工艺
废水处理:采用 “格栅→调节池→破乳池→A/O 生化池→MBR 膜系统→活性炭过滤→回用” 工艺,针对废水中的重金属,在生化处理前投加重金属捕捉剂,通过化学沉淀去除铬、铅等离子。
废气处理:在胶水喷涂线和硫化车间设置密闭集气罩,收集的废气先经生物滴滤塔处理恶臭气体,再进入活性炭吸附 - 催化燃烧系统处理 VOCs,车间无组织废气采用移动活性炭吸附设备和微负压系统控制。
粉尘处理:皮革打磨工序设置密闭操作间,配套 “旋风除尘器 + 布袋除尘器” 分级处理系统,鞋底抛光工序采用滤筒除尘器,车间地面设置喷淋降尘系统。
设备优点
MBR 膜系统抗冲击负荷能力强,在水质波动时仍能保持稳定的处理效果,且出水水质优良,满足回用标准。
活性炭吸附 - 催化燃烧设备热效率高达 85% 以上,燃烧产生的热量可用于预热进气,大幅降低运行成本。
布袋除尘器滤料选用 PTFE 材质,过滤精度高,对粒径 0.1μm 以上的粉尘去除率可达 99%,且具备防静电功能,安全性高。
处理效果
项目实施后,废水 COD 浓度从原有的 3500mg/L 降至 50mg/L 以下,重金属指标均满足《制革及毛皮加工工业水污染物排放标准》(GB 30486-2013),水资源回用率达到 30%;废气 VOCs 去除率达 95%,硫化氢去除率达 98%,车间恶臭消除,无组织废气浓度低于国家标准限值;粉尘排放浓度降至 10mg/m³ 以下,车间内粉尘浓度下降 80%。
企业效益
一是实现达标排放,彻底解决环保处罚问题,避免停产风险;二是水资源回用每年节约水费约 120 万元;三是车间环境改善,员工职业病发生率降低 60%,员工流失率下降,节省人力成本;四是通过环保认证,成功进入欧美高端市场,年销售额增加约 1500 万元。
案例二:福建泉州某外贸运动鞋生产厂 VOCs 与粉尘协同治理项目
项目背景
该企业主要生产运动鞋,产品 80% 出口欧盟,需满足欧盟 REACH 法规和 VOCs 排放限值要求。企业存在两大核心问题:一是鞋面印花和胶水喷涂工序的 VOCs 无组织排放严重,难以满足欧盟标准;二是鞋底打磨和鞋面抛光产生的粉尘与 VOCs 形成复合型污染物,传统单一治理工艺效果不佳。
处理工艺
废气处理:针对低浓度大风量的 VOCs,采用 “沸石转轮浓缩 + RTO(蓄热式热力氧化器)” 工艺,沸石转轮将 VOCs 浓缩 10-20 倍后,送入 RTO 焚烧分解,RTO 的热回收效率高达 90%,可利用自身热量维持燃烧,大幅降低能耗。同时,在印花车间设置局部排风系统,减少无组织废气逸散。
粉尘处理:采用中央除尘系统,将鞋底打磨、鞋面抛光等工序的粉尘通过管道集中收集,先经旋风除尘器去除大颗粒粉尘,再经滤筒除尘器处理细粉尘,滤筒选用覆膜材质,具备易清灰、高过滤精度的特点。收集的粉尘压缩打包后,委托专业机构资源化利用。
协同治理:在车间内设置废气 - 粉尘在线监测系统,实时监控污染物浓度,实现工艺参数的动态调整。
设备优点
沸石转轮浓缩效率高,适合处理低浓度大风量 VOCs,与 RTO 组合使用,能耗仅为传统焚烧工艺的 30%。
中央除尘系统覆盖全车间粉尘产生点,收集效率达 98%,滤筒除尘器维护方便,滤料更换周期长达 6 个月,降低运维成本。
在线监测系统可实时上传数据至环保部门平台,实现污染物排放的透明化管理。
处理效果
项目实施后,VOCs 去除率达 98%,排放浓度稳定在 20mg/m³ 以下,满足欧盟 REACH 法规要求;粉尘排放浓度降至 8mg/m³,车间内粉尘浓度低于职业卫生标准限值;复合型污染物得到有效控制,车间空气质量显著改善。
企业效益
一是成功通过欧盟环保认证,拿下多个高端客户订单,年销售额增加约 2000 万元;二是 RTO 工艺的余热回用每年节约电费约 80 万元;三是中央除尘系统降低了设备维护成本,设备故障率下降 70%;四是企业获评 “绿色工厂” 称号,提升了品牌知名度和市场竞争力。
案例三:浙江温州某小型帆布鞋生产厂低成本治理项目
项目背景
该企业为小型民营企业,年产帆布鞋 100 万双,因资金有限,无法承担大型治理设备的投入。企业主要污染物为胶水 VOCs 和布料打磨粉尘,废水排放量较小,约 50m³/d。
处理工艺
废水处理:采用一体化污水处理设备,集成调节、生化、沉淀等功能,设备体积小,安装便捷,适合中小企业使用,处理后的废水达标排放。
废气处理:采用活性炭吸附箱处理胶水 VOCs,活性炭选用蜂窝状材质,吸附效率高,更换周期为 3 个月,成本较低;同时优化车间通风,设置排风扇加速空气流通。
粉尘处理:在布料打磨工序设置小型布袋除尘器,直接安装在设备旁,收集的粉尘定期清理,作为废料处置。
设备优点
一体化污水处理设备投资成本低,运维简单,无需专业人员操作。
小型布袋除尘器占地面积小,处理效率可达 95%,满足中小企业的粉尘治理需求。
活性炭吸附箱操作便捷,更换活性炭的成本仅为大型治理设备的 1/5。
处理效果
废水 COD 浓度从 800mg/L 降至 50mg/L 以下,达标排放;VOCs 去除率达 85%,粉尘排放浓度降至 15mg/m³ 以下,满足地方排放标准。
企业效益
一是项目总投资仅为大型治理项目的 1/3,投资回收期约 1.5 年;二是实现达标排放,避免关停风险,保障企业正常生产;三是车间环境改善,员工工作积极性提高,生产效率提升 10%。
六、 总结
制鞋厂的污染治理需结合企业规模、生产工艺和污染物特点,采用差异化的治理方案。大型企业可通过协同治理 + 资源回用实现绿色生产,中小企业可选择低成本、易运维的治理工艺。通过科学的污染治理,制鞋企业不仅能满足环保要求,还能提升品牌竞争力,实现经济效益与环境效益的双赢。
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