制革废水铬化学沉淀法回收去除的可持续性评估：生命周期与成本效益分析

针对制革废水重金属污染难题，研究人员通过NaOH/H2SO4化学沉淀法开展铬(Cr3+/Cr6+)回收研究，实现96.9%去除率与83.4%回收率，结合GREET.net v2022软件完成10项LCA指标评估，证实该技术年收益达58.8万美元，为工业废水处理提供环境经济双赢方案。

　　

随着全球制革工业的迅猛发展，印度坎普尔地区的皮革产业年增长率已达32.5%，2022年出口额突破49亿美元。然而繁荣背后隐藏着严峻的环境危机——每吨皮革加工产生30-35立方米含铬废水，其中60-70%的铬随着废水排入水体。更具威胁的是，六价铬(Cr⁶⁺)会诱发人体致癌突变，而三价铬(Cr³⁺)的长期积累同样危害生态系统。面对日益严格的环保法规（如印度CPCB要求排放铬浓度<2mg/L），传统处理方法如膜过滤成本高昂，电凝法又面临能耗瓶颈，行业亟需开发兼顾经济性与环境友好性的解决方案。

在此背景下，Jazan University（沙特阿拉伯贾赞大学）的研究团队创新性地将化学沉淀法与全生命周期评估(LCA)相结合，在《Journal of Environmental Management》发表突破性研究成果。研究人员从坎普尔Jajmau地区采集20L真实制革废水，通过原子吸收光谱(AAS)监测，系统优化pH值（2.8-10.0）、搅拌速度（100-500rpm）等参数，并首次采用GREET.net v2022软件对10类环境指标进行量化分析，包括颗粒物形成潜势(PMFP)、全球变暖潜势(GWP)等。

关键技术方法包括：1) 采用NaOH/H₂SO₄分步沉淀法实现铬的去除与回收；2) LABVIEW自适应遗传算法实时调控pH；3) 通过AAS分析铬形态转化；4) 基于GREET模型构建从试剂生产到污泥处置的全生命周期清单。

研究结果揭示：

【Characterization of tannery effluent】原水铬浓度59.9mg/L远超限值，经处理后降至1.85mg/L，同时COD、BOD分别降低82%与79%，证实该方法可同步去除多种污染物。

【Life cycle analysis】每回收1kg铬的环境成本显示，矿物资源稀缺性(MRS)影响最显著，但整体优于传统工艺，其中GWP降低21%。

【Cost analysis】考虑铬盐回收价值，年净收益达58.8万美元，投资回收期仅1.7年。

这项研究的意义在于：首次建立化学沉淀法的环境-经济双维度评价体系，证实通过pH精准控制（pH10.0去除/pH2.8回收）可实现铬的高效循环利用。相比电凝法节能43%，较膜技术降低污泥产量27%，为制革行业ZLD（零液体排放）目标提供可行路径。正如研究者Afzal Husain Khan强调，该技术若在坎普尔200家制革厂推广，每年可减少铬排放量达38吨，同时创造逾千万美元经济效益，对发展中国家平衡工业发展与环境保护具有示范价值。