物化與氧化溝處理制革廢水治理節(jié)能改造工程

楊劍鋒

（高州市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站 廣東茂名 525200)

1 節(jié)能工程簡介

制革生產(chǎn)一般需經(jīng)過浸水、去皮、浸灰脫毛、脫灰軟化、浸酸鞣制、復(fù)鞣、中和染色、加脂等工序，可劃分為準(zhǔn)備、鞣制及整理3個(gè)工段，因每個(gè)工序需加入不同的化學(xué)藥劑，所以制革廢水成份復(fù)雜、水質(zhì)波動大、可生化性高、懸浮物濃度高、易腐化、污泥生產(chǎn)量大且含鉻等多種無機(jī)有毒化學(xué)物，處理難度較大[1]。

某外資制革企業(yè)，以牛皮為主要原材料，生產(chǎn)各種皮具制品，由于各工序使用不同的化學(xué)藥劑使生產(chǎn)廢水成份復(fù)雜、水質(zhì)變化大，原設(shè)計(jì)廢水處理工藝為格柵＋初沉池＋氧化溝，處理能力為4000t/d。隨著經(jīng)營規(guī)模的變化，原材料來源的差異，原有工藝設(shè)計(jì)不能滿足現(xiàn)行的處理要求，而且投加化學(xué)藥劑成份日漸復(fù)雜，廢水表面活性劑濃度較高。針對上述特點(diǎn)，在工程改造過程中，對原有的格柵、預(yù)沉池設(shè)計(jì)作了變更，進(jìn)一步強(qiáng)化了混凝沉淀功能。同時(shí)，增加了生物選擇器，提升微生物的適應(yīng)性、活性以及污泥絮凝、沉降功能[2]。經(jīng)調(diào)試、監(jiān)測驗(yàn)收，改造后的廢水出水指標(biāo)均達(dá)到廣東省《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二時(shí)段一級排放標(biāo)準(zhǔn)，并通過當(dāng)?shù)丨h(huán)保局驗(yàn)收。

2 節(jié)能工程設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量

工程設(shè)計(jì)水質(zhì)如表2-1所示。

表2 -1 設(shè)計(jì)水質(zhì)

設(shè)計(jì)水量為4000m3/d，構(gòu)筑物最大處理量Q=200 m3/h(每天以24h計(jì)算)。

2.2 工藝流程

工程工藝流程見圖2-1。

生產(chǎn)廢水經(jīng)旋轉(zhuǎn)格柵、沉渣池和細(xì)格柵等工序去除皮渣、毛等較大的漂浮物和污泥、砂等易沉物，并在反切式細(xì)格柵后面水流絮動較大處投加FeSO4、Al2(SO4)3化學(xué)除硫后進(jìn)入預(yù)沉池。預(yù)沉池出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量，在調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置預(yù)曝氣，空氣氧化脫硫，確保進(jìn)入氧化溝處理系統(tǒng)的廢水水質(zhì)穩(wěn)定、均勻。經(jīng)調(diào)節(jié)后的廢水用水泵提升進(jìn)入生物選擇器，利用高有機(jī)負(fù)荷廢水篩選優(yōu)勢菌種，抑制絲狀菌的增長，提高污泥的活性、絮凝和沉降性。出水進(jìn)入氧化溝，經(jīng)控制曝氣量，使氧化溝中的優(yōu)勢微生物通過厭氧、缺氧、好氧反應(yīng)過程來降解廢水中的污染物。反應(yīng)后的泥水混合物進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離。沉淀后的出水進(jìn)入清水池。預(yù)沉池和二沉池除部分污泥回流外，其余排入污泥池統(tǒng)一處理。

圖2 -1 廢水處理工藝流程圖

2.3 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)

工程的主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)如表2-2所示。

表2 -2主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)

3 運(yùn)行調(diào)試

3.1 物化反應(yīng)

主要為控制FeSO4、Al2(SO4)3除硫劑（混凝劑）的投加量，F(xiàn)eSO4投加量為 0.174 t/d、Al2(SO4)3為 0.087 t/d。

3.2 污泥培養(yǎng)

為了縮短培養(yǎng)時(shí)間，活性污泥的馴化采用直接培馴法。接種污泥取自某制革廢水處理站的脫水污泥，含水率80%左右，氧化溝共投加污泥50t，并按BOD5∶N∶P=100∶5∶1的比例投加碳、氮、磷源。剛開始缺氧階段采用鼓風(fēng)曝氣以起攪拌作用，氧化溝連續(xù)鼓風(fēng)悶曝。當(dāng)缺氧段和好氧段出現(xiàn)少量活性污泥絮凝體時(shí)，停止曝氣，使缺氧段和好氧段池內(nèi)的混合液靜置澄清后，利用潛水泵將上清液排放到預(yù)定水位后，投加相同量的物化處理后的制革廢水，進(jìn)入下一個(gè)周期。逐步提高氧化溝進(jìn)水量和進(jìn)水濃度，使制革廢水占總進(jìn)水量比例逐漸由20%提高至100%，以便對微生物進(jìn)行馴化。大約經(jīng)歷1個(gè)月的時(shí)間，經(jīng)生物鏡檢，污染狀態(tài)良好，整個(gè)工程投入正式運(yùn)行。

3.3 運(yùn)行調(diào)節(jié)

由于該廠廢水成份復(fù)雜，廢水處理工藝沒有改造前，出水中的氨氮經(jīng)常超標(biāo)，COD也不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。因此，為提高氧化溝微生物的適應(yīng)性、活性，增加了生物選擇器，有效停留時(shí)間為1.7h。同時(shí)，對許多影響處理效果的因素進(jìn)行了調(diào)整，使每一個(gè)階段的處理都達(dá)到最佳效果。

3.3.1 生化處理控制

①進(jìn)水COD的控制：增加了生物選擇器可以提高微生物的耐沖擊負(fù)荷能力，氧化溝進(jìn)水負(fù)荷較改造前有所提高，COD濃度可達(dá)1000～1100mg/L左右。

②DO控制：氧化溝池內(nèi)，在曝氣區(qū)要保持DO在4 mg/L左右，缺氧區(qū)保持在2mg/L以下，厭氧區(qū)維持在0.5 mg/L左右。氧化溝中的SV要控制在15%～20%之間，并根據(jù)BOD5:N:P=100:5:1投加碳、氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)，以保持微生物的生長需要。

3.3.2 提高污泥回流率

為了提高廢水中的氨氮去除率，關(guān)閉了第一級氧化溝回流污泥進(jìn)口處的轉(zhuǎn)碟，并將污泥回流率加大到100%～150%，提高溝內(nèi)反硝化效果。同時(shí)，把第二級氧化溝中的3只轉(zhuǎn)碟全開，提高第溝內(nèi)的硝化程度。

4 運(yùn)行結(jié)果

經(jīng)改造調(diào)試后，各處理階段的效果如表4-1所示，日常監(jiān)測數(shù)據(jù)如表4-2所示。

表4 -1 廢水處理效果

表4 -2 日常運(yùn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)

5 結(jié)語

5.1 不同原料的制革綜合廢水，由于生產(chǎn)工序投加的藥劑不同，成份復(fù)雜，在處理制革廢水時(shí)一定要分清所用的原料皮、所采用的制革工藝、加工的成品革產(chǎn)品等，如牛皮革的生產(chǎn)廢水，其鞋面革產(chǎn)品綜合廢水COD一般在2000mg/L左右，S2－的含量一般只在15～20mg/L；而綿羊服裝革的綜合廢水COD一般在6000mg/L以上，S2－的含量一般在 200mg/L以上。如果制革廢水中S2－的含量在150mg/L以下時(shí)，無須單獨(dú)處理，可采用物化＋生物處理，如果廢水有機(jī)物濃度過高，則另需增一級生物處理系統(tǒng)。

5.2 在制革廢水生化處理技術(shù)中，氧化溝工藝實(shí)用性強(qiáng)、處理穩(wěn)定，適合大型制革廠。對于中、小型制革廠，因生產(chǎn)無規(guī)律或無足夠場地，因SBR或SBBR法具有理想推流的特點(diǎn)，且流程短是最佳的選擇。如果制革廢水相對集中排放、水質(zhì)多變及負(fù)荷變化大，則較為適用生物接觸氧化法。

5.3 采用物化＋生物選擇器＋氧化溝處理制革廢水，在節(jié)省占地面積同時(shí)，該工藝的直接處理廢水的費(fèi)用為1.35元/t。

[1]吳浩汀,等.制革工業(yè)廢水處理技術(shù)及工程實(shí)例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2010.

[2]張婉如,等.三廢處理工程技術(shù)手冊—廢水卷[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.