UASB+A/O-HBR工藝處理制革廢水工程實例

劉 興

（蘇州淡林環境科技有限公司， 江蘇 蘇州 215000）

0 引言

皮革制造加工過程中需要添加等多種化工原料和助劑，加上原料利用率只有20%左右，形成的污染物或副產品導致制革廢水的成分相當復雜，主要含有酸、堿、染料、硫化物、鉻、NH3-N、油脂等多種物質，加上廢水水質水量波動大、污染物濃度高的特點，使得該廢水已成為了輕工業的重大污染源之一[1-3]。

浙江某制革企業，其排放的生產廢水主要來自片皮洗滌以及浸酸鞣制等產線，基于綜合排放廢水的水量水質特點，結合類似制革廢水處理技術，本工程針對性的設計了以UASB+A/O-HBR為主體的生化組合處理工藝，經工程調試、運行評估了該工藝對廢水的處理效果，并介紹了工藝中各主要構筑物的設計參數和工程經濟指標等情況。

1 廢水水量與水質

1.1 廢水來源與水質

制革廢水主要來自制革生產的濕操作準備工段和鞣制工段，主要由脫脂廢水、浸灰脫毛廢水、鉻鞣廢水、加脂染色廢水和各工序洗滌廢水等5部分組成，其中脫脂廢水、浸灰脫毛廢水和鉻鞣廢水3種廢水盡管只約占總廢水量的50%，但卻包含了廢水中的絕大部分的污染物[1-3]。

本工程處理對象是企業對生產工序中重點污染源廢水（如鉻鞣廢水等）進行單獨收集處理后再與其他來自生產線、設備及地面沖洗水和部分生活污水進行混合形成的綜合廢水，其具有較高濃度的有機物、硫化物、懸浮物，并具有一定的毒性，廢水總量為270 m3/d。工藝設計出水水質達到GB 8978—1996《污水綜合排放標準》二級標準要求，設計進出水水質見表1。

表1 設計進、出水水質mg·L-1

1.2 廢水特性

制革廢水總的特點是成分復雜、色度深、水質水量波動大、污泥負荷重、懸浮物多、耗氧量高，主要表現在以下幾個方面：①水質水量波動大；②污染負荷重；③可生化性較好；④懸浮物濃度高，易腐敗，產生污泥量大；⑤廢水含硫化物和鉻等無機有毒化合物。

2 工藝設計

2.1 工藝選擇依據

制革廢水的成分相當復雜，在制革過程中脫毛、浸灰工段產生的含硫廢水和脫灰軟化工段產生的NH3-N廢水，對整個廢水處理非常不利，如果采用單獨的生化法處理，硫化物、鉻、NH3-N，高濃度的鹽會對生化處理產生抑制作用或毒性作用[4-5]，因此，在制革廢水處理中，應采用物化與生化、一級處理和二級相結合的處理原則[6]。

2.2 工藝流程

由表1可以看出，綜合廢水生化性較好，ρ（BOD）/ρ（COD） ＞ 0.3，屬于高濃度可生化性有機廢水，另外，NH3-N，SS濃度較高，且含有一定量的重金屬離子，針對廢水水質特點，本工程設計采用UASB+A/O-HBR為主體的組合生化工藝，結合堿性條件下的混、絮凝預處理措施對該廢水進行處理，工藝流程見圖1。

圖1 廢水工藝流程

2.3 工藝說明

各工段廢水首先進入設有穿孔曝氣攪拌系統調節池，進行勻質、勻量，然后經提升泵提升到pH值調整槽，通過投加Ca(OH)2沉淀去除硫化物，同時降低一部分廢水中的COD和NH3-N，廢水自流進入混、絮凝槽，通過投加PAC及PAM，使廢水中的固體顆粒凝聚成較大的絮體，在初沉池得到去除；上清液自流進入中和池，通過投加H2SO4調節廢水pH值至中性后進入設有蒸汽盤管的中間水池，通過蒸汽將廢水溫度提高到35℃，為后續UASB厭氧微生物保持活性提供條件。

中間水池內廢水由泵提升進入UASB厭氧反應器，UASB采用了滯留型厭氧生物處理技術，利用厭氧微生物在毋需提供外源能量的條件下，以被還原有機物作為受氫體，改善可生化性，提供高的去除率[7-8]；然后，廢水自UASB上部自流進入兼具A/O，SND，短程硝化反硝化的功能的前置反硝化的多泥混合A/O-HBR高效生物組合單元，有效實現COD和NH3-N的降解去除。含有污泥的廢水自流進入二沉池進行泥水分離，上清液即可達標排放，底部污泥排入污泥池，脫水后的泥餅委外處理。

2.4 主要構筑物設計

工藝主要構筑物及設計參數見表2。

表2 主要構筑物的設計參數

3 調試與運行效果

3.1 系統調試

該工藝調試主要是生化系統的調試，而關鍵是UASB厭氧系統的調試與運行。

（1）UASB 系統

接種污泥量對系統的啟動具有較大影響[7]，本工程采用某工業區污水處理廠的絮狀厭氧污泥，控制接種污泥量在15kg/m3。在系統啟動初期，控制厭氧反應器內容積負荷不超過0.5 kg/(m3·d)，控制厭氧進水pH值為中性，水溫35 ℃，ρ（COD）/ρ（SO42-）＞ 3.3[7]，通過調整進水水量及COD濃度，逐漸提高負荷，每次提高幅度不超過20%，經過為期1個月的提負運行，系統負荷達到2.2 kg/(m3.d)，對COD的去除率穩定在60%以上，厭氧系統啟動完成，進入穩定運行階段。

（2）好氧系統

接種某工業區污水處理廠的好氧污泥，接種污泥含水率85%，接種污泥量15 t。投加污泥后，悶曝2 d，待污泥恢復活性后進入正式馴化階段。控制A/O-HBR缺氧池ρ(DO)在0.5 mg/L，進水COD質量濃度在500 mg/L以下；開啟A/O-HBR好氧池的曝氣系統，控制DO質量濃度在2～4 mg/L，逐步提高進水流量和進水濃度，并根據情況在生化池中適當投加葡糖營養劑，以改善廢水水質，利于活性污泥生長。根據水質水量情況調節污泥回流量，并定期排放剩余污泥。期間各單元運行效果見圖2。

3.2 系統穩定運行效果

圖2 系統各單元運行效果

接種污泥完成馴化后，廢水處理系統進入穩定運行階段。為了檢測系統運行效果，在調節池、中間水池、UASB出水口及二沉池出水口設置取樣點進行連續監測。其運行穩定期間監測數據平均值見表3。

從表3可知，UASB+A/O-HBR為主體的組合生化工藝處理制革廢水，可有效的去除廢水中的COD，BOD，NH3-N，SS，SO42-， 其中有機污染物總去除率穩定在88%以上，出水水質優于GB 8978—1996《污水綜合排放標準》二級排放標準。運行期間，雖原水水質頻繁波動，但系統運行穩定，說明系統具有良好的抗沖擊負荷性能。

表3 系統各單元運行效果mg·L-1

4 經濟分析

該工程總投資185.75萬元，其中工程直接費144.9萬元。

該工程日耗電量為28.4 kW·h，電費按0.8元/kW·h計算，則日耗電費545.28元；污水含工作人員4人，人均工資為2 000元/月，則人工費為266元/d；系統運行過程中，藥劑費為216元/d，則直接運行費為1 027.9元/d，折合成水運行費用為3.8元/t。

5 結論

（1）工程運行效果表明，采用UASB+A/O-HBR為主體的組合生化工藝處理制革廢水是可行的，其工藝流程具有出水穩定達標、運行穩定可靠、抗沖擊負荷能力強、能耗以及工程造價低等技術特點，出水水質優于GB 8978—1996《污水綜合排放標準》二級排放標準。

（2）生化系統的管理與調控是工藝能否穩定運行的重點所在，但由于制革廢水水質波動大，NH3-N，COD濃度高且含有一定量的重金屬及SO42-，應當充分重視調節池以及預處理在系統中發揮的作用，以免對后續工藝的運行造成不利影響。在系統啟動運行過程中，要嚴格控制進水條件，有組織有計劃的逐步增加負荷。