氣浮-氧化溝-人工濕地處理制革廢水
摘要：介紹了采用氣浮—氧化溝—人工濕地工藝處理制革生產(chǎn)廢水的工程實(shí)例。工程運(yùn)行結(jié)果表明，COD 去除率≥97．5%，NH3-N 去除率≥90%，出水達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996) 中的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。該工藝操作簡單，運(yùn)行成本低，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
關(guān)鍵詞：制革廢水， 氣浮，氧化溝，人工濕地
某制革公司以生產(chǎn)牛皮為主，制革廢水有機(jī)污染物、氨氮濃度和懸浮物較高，并具有一定的色度和毒性，屬于難處理廢水。經(jīng)過技術(shù)論證和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對該項(xiàng)目廢水處理進(jìn)行工程設(shè)計(jì)與調(diào)試，采用氣浮—氧化溝—人工濕地工藝進(jìn)行處理，使其達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996) 中的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
1 廢水特點(diǎn)及廢水水量、水質(zhì)
該公司制革過程分為準(zhǔn)備工段、鞣制工段和整飾工段三部分，廢水主要由脫脂廢水、浸灰脫毛廢水、鉻鞣廢水、加脂染色廢水和洗滌廢水等組成，所產(chǎn)生的量為5000 m3 /d。制革廢水是一種有機(jī)污染濃度、懸浮物濃度和氨氮濃度高的廢水，還含有大量難以降解的物質(zhì)(如木質(zhì)素、丹寧) 和特有的對污水處理不理的無機(jī)化合物(如硫化物、鉻和酸堿等) ，水質(zhì)水量波動大，微生物的正常代謝常常受到抑制，處理難度較大［1］。
設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)進(jìn)出水質(zhì)指標(biāo)見表1。
表1 廢水原水水質(zhì)及排放要求
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2 處理工藝流程
該公司在老廠區(qū)實(shí)施了一套廢水治理工程，工程設(shè)計(jì)水量1500 m3 /d，出水執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996) 的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，由于用地和投資受到限制，綜合廢水處理工藝采用了氣浮—氧化溝—二沉，實(shí)際進(jìn)水CODCr為3000～5500 mg /L，出水CODCr為80～113 mg /L; 進(jìn)水NH3-N 為80～200 mg /L，出水10～80 mg /L。該工藝存在CODCr出水不穩(wěn)定和氨氮處理效果不理想的問題，當(dāng)水質(zhì)變化大時氨氮超標(biāo)現(xiàn)象很嚴(yán)重，COD 也會微超。若進(jìn)水濃度進(jìn)一步提高，出水要穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的可能性很小。該公司在產(chǎn)品生產(chǎn)過程，一方面在脫灰、軟化過程要添加無機(jī)銨鹽，另一方面在原料皮(牛皮) 加工過程中，大量的皮膠原蛋白被分解成氨氮進(jìn)入水中進(jìn)入廢水中［2］，因此該廢水中的NH3-N 含量較高，進(jìn)水NH3-N 平均約130 mg /L，出水要求小于15 mg /L，去除率需達(dá)到88．5%。NH3-N 濃度高往往會影響廢水處理效果及穩(wěn)定性，并且要達(dá)到如此高的去除效果還相當(dāng)困難，且投資成本很高。因此本工程對脫氮工藝提出了很高的要求。本工程在對老廠區(qū)的廢水運(yùn)行實(shí)踐的調(diào)查及廢水試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以分類處理和集中處理相結(jié)合為處理原則，工藝流程具體見圖1。
含鉻廢水單獨(dú)采用堿性(NaOH) 水解沉淀法處理，鉻液pH控制在8．5～10．0 范圍內(nèi); 含硫廢水經(jīng)過投加FeSO4混凝，S2-與Fe2+結(jié)合生成的FeS 通過沉淀池固液分離，從而降低鉻和S2-對生化處理的毒害影響。綜合廢水采用絮凝氣浮—氧化溝(含選擇池) —二沉池—人工濕地的組合工藝。從運(yùn)行現(xiàn)狀來看，綜合廢水加強(qiáng)預(yù)處理措施(格柵沉淀、調(diào)節(jié)和氣浮) ，均勻水質(zhì)水量和去除毛、渣等懸浮物，削減部分污染負(fù)荷，為后續(xù)生物處理創(chuàng)造良好條件行; 采用氧化溝(含選擇池) 和人工濕地等多種生化工藝聯(lián)合處理，對降低廢水中生化抑制物質(zhì)的毒性起到了良好的效果，保證了廢水的達(dá)標(biāo)排放［3-4］。實(shí)踐證明，該組合工藝對本項(xiàng)目是有效的、適宜的。
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圖1 工藝流程示意圖
3 主要構(gòu)筑物與設(shè)備
(1) 格柵井: 采用回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)兩臺HF-400 型(N =0．75 kW) ，一用一備，高峰時兩臺同時運(yùn)轉(zhuǎn)。去除廢水中的毛、廢皮邊、皮屑。
(2) 調(diào)節(jié)沉淀池: 1 座(2 格) ，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)池與沉淀池合建，既去除廢水懸浮物，又對廢水進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，使得整個系統(tǒng)能夠以平均流量運(yùn)行。尺寸為35．0 m× 12．0 m× 4．5 m，水力停留時間10 h。設(shè)污水提升泵4 臺85 WQ85-6 －4(Q = 85 m3 /h，H = 6 m，N = 4．0 kW) ，3用1 備。
(3) 混凝池: 為CAF 系統(tǒng)的預(yù)處理。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，1座2格，每格設(shè)攪拌器一臺，加藥系統(tǒng)一套。水力停留時間0．5 h，尺寸為8．0 m× 8．0 m× 2．5 m。
(4) CAF(渦凹) 氣浮系統(tǒng): 2 套，每套Q = 150 m3 /h，尺寸11．50 × 2．50 × 1．85 m，停留時間為15 min，N = 6．6 kW。CAF 具有分離時間短、去除效率高等特點(diǎn)。
(5) 選擇池: 4 座，單座有效容積95 m3，水力停留時間1．5 h，設(shè)2 臺水下攪拌器QJB-1．5，N = 1．5 kW。
(6) 氧化溝: 4 座，單座容積1500 m3，水力停留時間21 h，污泥齡20 d，污泥負(fù)荷0．050 kg BOD5 /kgmLSS·d，污泥濃度4000mg /L，污泥回流比100%。設(shè)8 臺轉(zhuǎn)盤曝氣機(jī)(兩溝式) ，N = 22kW; 8 臺轉(zhuǎn)盤曝氣機(jī)(單溝式) ，N = 15 kW。
(7) 二沉池: 4 座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，輻流式，池徑8．0 m，表面負(fù)荷0．70 m3 /(m2·h) ，設(shè)4 臺中心傳動垂架式刮泥機(jī)SZG －8(N = 0．75 kW) 。
(8) 人工濕地: 總面積80 畝，共三級，主要設(shè)計(jì)參數(shù): 一級人工濕地的BOD5負(fù)荷250 kg /公頃·天，塘深2 m，停留時間1．0 d，存活生物有水葫蘆、浮游蟲類、魚類等; 二級人工濕地BOD5負(fù)荷120 kg /公頃·天，塘深1 m，存活生物有魚類等; 三級人工濕地BOD5負(fù)荷100 kg /公頃·天，塘深0．5 m，存活生物有蘆葦和其他水生生物等。
4 工程調(diào)試及運(yùn)行效果
本工程已穩(wěn)定運(yùn)行2 年多時間，各項(xiàng)進(jìn)水指標(biāo)變化幅度較大，但均能達(dá)到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996) 的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的，順利通過了環(huán)保驗(yàn)收。出水運(yùn)行的監(jiān)測結(jié)果見表2。
表2 廢水處理監(jiān)測結(jié)果表(單位:mg /L)
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5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
本工程按日處理量5000 m3設(shè)計(jì)，綜合廢水直接運(yùn)行費(fèi)用1．66 元/m3 ，其中電費(fèi)1．12 元/m3 ，藥劑費(fèi)0．38 元/m3 ，人工費(fèi)0．16 元/m3。
6 結(jié)論
(1) 采用氣浮一氧化溝－人工濕地組合工藝處理制革廢水，經(jīng)過2 年多的運(yùn)行實(shí)踐證明，該工藝成熟可靠，耐沖擊負(fù)荷性能好，處理效果顯著，能確保出水達(dá)標(biāo)排放。CODCr去除率≥97．5%，NH3-N 去除率≥90%，出水水質(zhì)優(yōu)于設(shè)計(jì)要求，達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996) 的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
(2) 生化處理前采取物化處理措施，有效保證了生化進(jìn)水水質(zhì)的穩(wěn)定性，加上含鉻廢水和含硫廢水的單獨(dú)預(yù)處理，對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運(yùn)行創(chuàng)造有利條件。
(3) 生化前設(shè)氣浮，使皮革廢水中較難生物降解、易氣泡的表面活性物質(zhì)得到較為徹底的去除，為生化的高效、少泡沫運(yùn)行創(chuàng)造了有利的條件。
(4) 選擇池的設(shè)置對難降解有機(jī)物能起到良好的水解作用，改善污泥的沉降性能，防止污泥膨脹。氧化溝適用于制革廢水的治理，具有污泥負(fù)荷低、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、可實(shí)現(xiàn)一定程度的脫氮、運(yùn)行管理方便等優(yōu)點(diǎn)，CODCr去除率可達(dá)90% 以上、NH3-N 去除率可達(dá)50%以上。
(5) 深度處理采用三級人工濕地系統(tǒng)，可確保廢水處理后各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)行結(jié)果表明，人工濕地CODCr的去除率達(dá)50% 以上，NH3-N 去除率達(dá)50% 以上，具有運(yùn)行費(fèi)用低、易維護(hù)、出水效果穩(wěn)定且耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)
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［3］宋賓濤，鄧保君，李浩飛．人工濕地處理制革廢水的研究．科技致富向?qū)В?011(26) : 91．
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作者簡介:林媛媛(1978-) ，女，工學(xué)碩士、工程師，總工辦副主任，注冊咨詢師，從事環(huán)境工程設(shè)計(jì)和研究及給排水設(shè)計(jì)7 年。
樓錚錚(1986-) ，男，工學(xué)本科，從事環(huán)境工程設(shè)計(jì)和研究4 年。
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