Die Behandlung und Verarbeitung von Tierhäuten und -häuten kann eine Quelle erheblicher Umweltbelastungen sein. Das eingeleitete Abwasser enthält Schadstoffe aus den Häuten, Produkte aus ihrer Zersetzung und Chemikalien sowie verschiedene verbrauchte Lösungen, die für die Fellvorbereitung und während des Gerbprozesses verwendet werden. Feste Abfälle und einige atmosphärische Emissionen können ebenfalls entstehen.
Die größte öffentliche Besorgnis über Gerbereien galt traditionell der Geruchs- und Wasserverschmutzung durch unbehandelte Abwässer. Andere Probleme sind in jüngerer Zeit aus der zunehmenden Verwendung von synthetischen Chemikalien wie Pestiziden, Lösungsmitteln, Farbstoffen, Veredelungsmitteln und neuen Verarbeitungschemikalien entstanden, die Probleme der Toxizität und Persistenz einführen.
Einfache Maßnahmen zur Bekämpfung der Umweltverschmutzung können selbst sekundäre medienübergreifende Umweltauswirkungen wie Grundwasserverschmutzung, Bodenkontamination, Schlammablagerung und chemische Vergiftung hervorrufen.
Die heute verfügbare Bräunungstechnologie, die auf einem geringeren Chemikalien- und Wasserverbrauch basiert, hat weniger Auswirkungen auf die Umwelt als herkömmliche Verfahren. Einer breiten Anwendung stehen jedoch noch viele Hindernisse im Weg.
Abbildung 1 zeigt die verschiedenen Abfälle und Umweltauswirkungen, die mit den verschiedenen in der Gerbereiindustrie verwendeten Verfahren verbunden sind.
Abbildung 1. Umweltauswirkungen und Gerbereibetrieb
Umweltschutz
Gewässerschutz
Unbehandelte Gerbereiabfälle in Oberflächengewässern können zu einer raschen Verschlechterung ihrer physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften führen. Einfache End-of-Pipe-Abwasserbehandlungsverfahren können über 50 % der Schwebstoffe und des biochemischen Sauerstoffbedarfs (BSB) des Abwassers entfernen. Anspruchsvollere Maßnahmen sind für höhere Behandlungsebenen geeignet.
Da Gerbereiabwässer mehrere chemische Bestandteile enthalten, die behandelt werden müssen, muss wiederum eine Abfolge von Behandlungsverfahren angewendet werden. Die Stromtrennung ist nützlich, um eine getrennte Behandlung konzentrierter Abfallströme zu ermöglichen.
Tabelle 1 fasst die technologischen Möglichkeiten zusammen, die für die Behandlung von Gerbereiabwässern verfügbar sind.
Tabelle 1. Technologische Möglichkeiten zur Behandlung von Gerbereiabwässern
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Absetzen vor der Behandlung |
Mechanisches Sieben zum Entfernen von grobem Material Strömungsausgleich (Balancing) |
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Erstbehandlung |
Sulfidentfernung aus Strahlhausabwässern Chromentfernung aus Gerbabwässern Physikalisch-chemische Behandlung zur BSB-Entfernung und Neutralisation |
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Sekundärbehandlung |
Biologische Behandlung Belebtschlamm (Oxidationsgraben) Belebtschlamm (konventionell) Lagunen (belüftet, fakultativ oder anaerob) |
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Tertiäre Behandlung |
Nitrifikation und Denitrifikation |
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Sedimentation und Schlammbehandlung |
Verschiedene Formen und Abmessungen von Tanks und Becken |
Luftreinhaltung
Luftemissionen lassen sich in drei große Gruppen einteilen: Gerüche, Lösungsmitteldämpfe aus Veredelungsvorgängen und Gasemissionen aus der Verbrennung von Abfällen.
Biologische Zersetzung organischer Stoffe sowie Sulfid- und Ammoniakemissionen aus Abwässern sind für die charakteristischen Geruchsbelästigungen aus Gerbereien verantwortlich. Die Platzierung von Installationen war aufgrund der Gerüche, die historisch mit Gerbereien in Verbindung gebracht wurden, ein Problem. Die Reduzierung dieser Gerüche ist eher eine Frage der betrieblichen Instandhaltung als der Technik.
Lösungsmittel- und andere Dämpfe aus den Endbearbeitungsvorgängen variieren mit der Art der verwendeten Chemikalien und den technischen Methoden, die zur Reduzierung ihrer Erzeugung und Freisetzung eingesetzt werden. Bis zu 30 % des eingesetzten Lösemittels können durch Emissionen verschwendet werden, wobei moderne Verfahren zur Verfügung stehen, um diese in vielen Fällen auf etwa 3 % zu reduzieren.
Die Praxis vieler Gerbereien, feste Abfälle und Reste zu verbrennen, erhöht die Wichtigkeit, eine gute Verbrennungsofenkonstruktion anzunehmen und sorgfältige Betriebspraktiken zu befolgen.
Abfallwirtschaft
Die Klärschlammbehandlung stellt neben dem Abwasser das größte Entsorgungsproblem dar. Schlämme organischer Zusammensetzung haben, wenn sie frei von Chrom oder Sulfiden sind, einen Wert als Bodenverbesserer sowie eine geringe Düngewirkung durch darin enthaltene stickstoffhaltige Verbindungen. Diese Vorteile werden am besten durch Pflügen unmittelbar nach dem Auftragen realisiert. Die landwirtschaftliche Verwendung von chromhaltigen Böden war in verschiedenen Gerichtsbarkeiten Gegenstand von Kontroversen, in denen Richtlinien akzeptable Anwendungen festgelegt haben.
Es gibt verschiedene Märkte für die Umwandlung von Abschnitten und Fleischresten in Nebenprodukte, die für eine Vielzahl von Zwecken verwendet werden, einschließlich der Herstellung von Gelatine, Leim, Lederpappe, Talgfett und Proteinen für Tierfutter. Prozessabwässer werden vorbehaltlich einer geeigneten Behandlung und Qualitätskontrolle manchmal zur Bewässerung verwendet, wenn Wasser knapp ist und/oder die Abwasserentsorgung stark eingeschränkt ist.
Um Sickerwasser- und Geruchsprobleme zu vermeiden, sollten nur Feststoffe und entwässerte Schlämme auf Deponien entsorgt werden. Es muss darauf geachtet werden, dass Gerbereiabfälle nicht mit anderen industriellen Rückständen reagieren, wie z. B. sauren Abfällen, die reagieren können, um giftiges Schwefelwasserstoffgas zu erzeugen. Die Verbrennung unter unkontrollierten Bedingungen kann zu unannehmbaren Emissionen führen und wird nicht empfohlen.
Umweltschutz
IDurch die Verbesserung der Produktionstechnologien zur Steigerung der Umweltleistung können eine Reihe von Zielen erreicht werden, darunter:
- Steigerung der Effizienz der Chemikalienverwertung
- Verringerung des Wasser- oder Energieverbrauchs
- Rückgewinnung oder Recycling von ausgesonderten Materialien.
Der Wasserverbrauch kann erheblich variieren und von weniger als 25 l/kg Rohhaut bis zu mehr als 80 l/kg reichen. Die Wassernutzungseffizienz kann durch die Anwendung von Techniken verbessert werden, wie z. B. erhöhte Volumenkontrolle von Prozesswässern, „Batch“- versus „Fließwasser“-Wäschen, Low-Float-Modifikation vorhandener Ausrüstung; Low-Float-Techniken mit modernisierter Ausrüstung, Wiederverwendung von Abwasser in weniger kritischen Prozessen und Recycling einzelner Prozesslaugen.
Herkömmliches Einweichen und Enthaaren machen über 50 % der BSB- und chemischen Sauerstoffbedarfslasten (CSB) in typischen Gerbabwässern aus. Es können verschiedene Verfahren angewendet werden, um Sulfid zu ersetzen, Kalk/Sulfid-Laugen zu recyceln und Haarspartechniken zu integrieren.
Eine Reduzierung der Chrombelastung kann durch Maßnahmen zur Erhöhung der Chromfixierung im Gerbbad und zur Reduzierung des „Ausblutens“ in Folgeprozessen erreicht werden. Andere Methoden zur Reduzierung der Chromfreisetzung sind die direkte Wiederverwertung gebrauchter Chromlaugen (was auch den Salzgehalt des Abwassers reduziert) und die Behandlung gesammelter chromhaltiger Flüssigkeiten mit Alkali, um das Chrom als Hydroxid auszufällen, das dann wiederverwertet werden kann. Eine Darstellung einer kommunalen Chromrückgewinnung ist in Abbildung 2 dargestellt.
Abbildung 2. Flussdiagramm einer kommunalen Anlage zur Chromrückgewinnung
Wenn pflanzliches Gerben eingesetzt wird, kann die Vorkonditionierung der Häute das Eindringen und die Fixierung der Häute verbessern und zu verringerten Tanninkonzentrationen in Abwässern beitragen. Andere Gerbstoffe wie Titan wurden als Ersatz für Chrom verwendet, um Salze mit allgemein geringerer Toxizität herzustellen und Schlämme zu erzeugen, die inert und sicherer zu handhaben sind.