預處理—物化+生化聯合工藝處理制革廢水實例
摘要：制革廢水是有色、有臭味、有毒性的高濃度有機廢水，廢水排放不連續、不均勻，水質差別很大。西南某制革工業采用預處理—物化+生化聯合工藝處理制革廢水，在進水CODc為200～4000mg∕L的條件下，經該工藝處理后出水CODc在100mg∕L以下，各項指標均達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）一級標準，出水水質良好。
論文關鍵詞：制革廢水,預處理,物化,生化,氧化溝
1.引言
西南某制革工業采用豬皮、牛皮和羊皮做原料皮。廢水主要來自制革生產的濕操作準備工段和鞣制工段，包括浸水廢水、脫脂廢水、浸毛脫灰及洗水廢水、浸酸廢水、鉻鞣廢水和染色上脂廢水；其生產工藝流程及污染物發生點見圖1。本研究在調查、分析該廠生產狀況、廢水中污染物成分（制革廢水成分見表1）后，總結得出:制革廢水是有色、有臭味、有毒性的高濃度有機廢水，廢水排放不連續、不均勻，水質差別很大；制革廢水中脫毛、原脂、鉻鞣等廢水益單獨予以處理后，再綜合一并進行處理，這樣既可回收系統中有用物質，又可減少不經單獨處理所帶來的整個處理工藝運行不穩定的因素。該廠采用預處理—物化+生化聯合工藝處理制革廢水，各項指標均達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）一級標準，出水水質穩定。
表1制革廢水污染物成分
序號工序加入輔料廢水成分
1浸水加滲透劑、防腐劑血、蛋白質、鹽、滲透劑
2脫脂加脫脂劑、表面活性劑表面活性劑、蛋白質、鹽
3浸毛脫灰及洗水石灰膏、硫化鈉硫化鈉、石灰、毛、油脂
4浸酸NaCl、無機酸、有機酸酸、食鹽
5鉻鞣鉻粉及助劑、碳酸氫鈉鉻鹽、硫化鈉、碳酸鈉
6染色上脂染料、有機酸、加脂劑染料、油脂、有機酸
2.水質情況及工藝特點
⑴設計處理水量為2.5×10m∕d，廢水的設計進、出水水質見表2。
圖1制革生產工藝及污染物發生點示意圖
表2設計進、出水水質（mg∕L，pH除外）
項目CODcBODSSS總鉻色度pH
200120020030202008
進水～～～～～～～
400020003000804042011
出水≤100≤20≤70≤1.0≤0.5≤506～9
⑵工藝選擇
制革工藝與原料皮的種類及成品革的品種有關，不同工藝采用不同的廢水處理工藝，結合該廠生產工藝及廢水的特征，先對制革廢水進行預處理，即對脫毛、原脂、鉻鞣等廢水的單獨處理，再綜合一并進行處理，這樣既可回收系統中有用物質，又可減少不經單獨處理所帶來的整個處理工藝運行不穩定的因素。綜合廢水處理采用物化+生化聯合工藝處理，該工藝處理流程簡單、操作管理方便，水質處理效果好。
⑶工藝特點
預調節池：在預調節池中進行預曝氣可脫硫，可提高初沉池COD去除率。
氧化溝工藝：①處理流程簡單、操作管理方便；②構造形式多樣，運行較為靈活；③出水水質良好，可以實現脫氮；④基建投資少，運行費用低。
氣浮池：采用部分回流加壓溶氣流程，將部分澄清液進行回流加壓，入流廢水則直接進入氣浮池，該流程加壓溶氣水為經過氣浮處理的澄清水，對溶氣及減壓釋放過程較為有利。
3.工藝流程
3.1制革廢水預處理
⑴脫毛含S廢水處理
主要處理的是廢水中的硫化物，因為硫化物進入污泥中，會影響污泥的活性，應單獨予以處理。本工藝采用酸化負壓回流法處理廢水，在脫毛廢液中加入HSO調節pH值為4，沉淀后TN濃度降低，同時放出HS，用NaOH回收；此時反應需在真空度為80KPa的負壓下進行，脫S時間需5min，含HS尾氣經調節罐進入吸收罐，以10%～15%NaOH溶液分兩級吸收。此法可回收NaS，只是消耗了HSO、NaOH。
⑵含脂廢水回收
制革工藝脫脂廢水中油脂濃度一般可達6～14g∕L，且以乳化狀存在。此處采用酸化破乳回收廢水中的脂，酸化破乳時用HSO調節pH值為3～4，用蒸汽加鹽攪拌后進行油水分離。采用連續氣浮法，反應時間為30min，靜置時間在15min以上。此法可回收油脂95%，COD去除率達90%以上。工藝流程見圖2。
⑶鉻廢液的回收
本工藝采用堿沉淀法回收廢液中的鉻，鞣鉻廢水中主要含C，當調節pH值大于6時，可生成C(OH)沉淀，后用HSO溶解，又還原為堿式硫酸鉻，當鉻含量不高時，用石灰作沉淀劑；當鉻含量高時，用NaOH作沉淀劑。廢鉻液用蒸汽攪拌（T=40℃），加堿調節pH值大于8，經陳化沉淀后，澄清液流入綜合廢水處理池，沉渣經第一板框壓濾機，濾液入綜合廢水池，濾餅入消化池，加HSO混合攪拌，再加入第二板框壓濾機，濾液入鉻液池，可回用生產。此法鉻回收率達99%以上。
3.2綜合廢水處理流程
綜合廢水是在脫毛、脫脂廢水及鞣制廢水經上述預處理后，再與其他水洗廢水合并的廢水。其水質中COD：200～4000mg∕L；BOD：1200～2000mg∕L；SS：200～3000mg∕L；S：30～80mg∕L；pH值：8～11。本工藝采用物化+生化聯合工藝處理該綜合廢水，其工藝流程見圖3。
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圖3制革工業綜合廢水物化+生化處理工藝及污泥處理處置流程
3.3主要構筑物及相關設計參數
主要設施有格柵、預調節池、初沉池、氧化溝、二沉池、氣浮池、污泥濃縮池、污泥浮渣回收設施和藥劑投加設施等。
⑴格柵采用回轉式機械格柵，安置在集水井入口處。綜合廢水流經機械格柵時，廢水中的懸浮物及大固體顆粒物將被分離掉，廢水經集水井進入預調節池，污水通過柵條間距的流速應控制在0.6～1.0m∕s，設置兩座格柵，其尺寸為6.0m×2.0m×3.7m。
⑵預調節池根據所提供的水量和排放規律，在污水處理前需設預調節池來緩沖水量，池內鋪設曝氣管，攪拌均衡水質水量。出水通過提升泵排至初沉池。利用舊池改建，池體為鋼筋混凝土結構，池內尺寸為：12.5m×8.0m×6.8m，HRT=6.8h，潛污泵4臺（2用2備），以便將廢水提升到初沉池。
⑶初沉池初沉池作用是使廢水與投加的藥劑充分混合反應，并去除廢水中的懸浮有機物，減輕后續生物處理構筑物的有機負荷。內尺寸為Φ20.0m×3.5m，q=2.2m∕m·h，HRT=1.85h。
⑷氧化溝氧化溝是連續循環的延時曝氣池,是活性污泥法的一種處理構筑物,一般采用機械充氧和推動水流，池體狹長，池深較淺，在溝槽中設有表面曝氣裝置。曝氣裝置的轉動，推動溝內液體迅速流動，取得曝氣和攪拌兩個作用，溝中混合液流速約為0.3～0.6m∕s，使活性污泥呈懸浮狀態。其作用是降解污水中有機污染物和氮、磷等無機營養物。設置3組氧化溝，污泥齡為20d，MLSS=4g∕L，N=0.188kgBOD∕(kgMLSS·d)，HRT=31h，回流比為100%，池內尺寸為16m×32m×5m。
⑸二沉池廢水由氧化溝自流入二沉池中心管，在二沉池中進行泥水分離，回流污泥，去除氧化溝出水中夾帶的菌膠團。設置3組二沉池。二沉池出水經自流管道流入反應氣浮池，分離出來的活性污泥被送回氧化溝循環使用，剩余部分作為生化過程中產生的剩余污泥，被污泥泵送入預調節池，最后經初沉池中污泥泵提升到污泥濃縮池進行濃縮處理。二沉池出水自流入氣浮池。設置3只輔流式沉淀池，池體采用鋼筋混凝土結構；q=0.98m∕m·h，HRT=3.5h；單池表面積為355m，內尺寸為15m×15m×4.7m，15m中心傳動刮泥機1臺，污泥泵2臺（1用1備）。
(6)氣浮池氣浮裝置選用部分回流加壓溶氣氣浮裝置，溶氣水回流比為30%～35%，溶氣壓力為0.3～0.4MPa，溶氣水取自氣浮池出水。其作用是對二沉池流入廢水進行固液分離，在混凝劑作用下去除SS，進一步去除COD、BOD。回流比為30%，q=5m∕m·h，HRT=0.8h，固體通量為G=141kg∕m·d，平流式氣浮池尺寸為12.0m×7.5m×2.5m，選用TS型釋放器（3個），池頂設表面刮渣機，浮渣排入預調節池。
⑺清水池清水池中裝有自動監測儀器，COD在線測定儀、SS在線測定儀和pH測定儀，對出水水質進行監測。清水池采用泵循環的方法通入氯氣對清水池進行殺菌消毒，以確保出水水質達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）一級標準.
⑻污泥處理系統污泥濃縮池作為物化和生化污泥貯池，對污泥進行濃縮，使污泥含水率降低。設置兩座污泥池，單池內尺寸為8.4m×6.0m×4.5m，有效容積為76m，污泥泵兩臺。
二沉池產生的剩余污泥和氣浮池產生的浮渣被引入預調節池，初沉池中污泥由泵送到污泥濃縮池中進行污泥濃縮，分離后的上清液由出水槽收集，并經管道自流回到污水集水井，進入系統重新處理。
污泥濃縮池的運行，應根據實際情況進行，也可按2d排一次污泥進行操作，排泥時間約為2h，濃縮后污泥含水率應不大于98%。
濃縮后的污泥經污泥泵提升至槽車送到煤場，摻混在煤中焚燒。
⑼藥劑投配系統進行藥劑溶解、計量投加。共設置藥劑投配系統7套,2套用以投加混凝劑，3套用以投加中和劑；均采用計量泵投加；2套加氯系統，加氯系統采用自動加氯機。
4.廢水處理效果
該廠自建成以來系統運行穩定，處理效果良好，多次對出水水質進行檢測，對進水CODc=2500mg∕L；BOD=1200mg∕L；SS=2000mg∕L；S=80mg∕L；總鉻=40；色度=420；pH值：10；進行出水檢測，得出：CODc=98mg∕L；BOD=20mg∕L；SS=66mg∕L；S=0.87mg∕L；總鉻=0.45mg∕L；色度=46；pH=7.8；廢水中CODc、BOD、SS、S、總鉻和色度的平均去除率分別為96.1%、98.3%、96.7%、98.9%、98.9%和89.1%；出水各項指標均達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）一級標準。
5.結論
制革廢水排放不連續、不均勻，水質差別很大，應先對廢水進行單獨預處理，再綜合一并進行處理，“預處理—物化+生化聯合”工藝處理制革廢水，運行穩定、成本低，流程簡單，操作管理方便，出水在一定條件下還可回用。
在工程調試階段和實際運行階段也發現了一些可以繼續改進的地方，比如對污水曝氣攪動以及回流部分活性污泥可以提高沉淀池沉淀效果。
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