制革廢水組合處理技術
某制革公司以生產牛皮為主，制革廢水有機污染物、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。經過技術論證和實踐經驗，對該項目廢水處理進行工程設計與調試，采用氣浮—氧化溝—人工濕地工藝進行處理，使其達到了《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中的一級排放標準。
1廢水特點及廢水水量、水質
該公司制革過程分為準備工段、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，所產生的量為5000m3/d。制革廢水是一種有機污染濃度、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(如木質素、丹寧)和特有的對污水處理不理的無機化合物(如硫化物、鉻和酸堿等)，水質水量波動大，微生物的正常代謝常常受到抑制，處理難度較大［1］。
設計出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)的一級排放標準，設計進出水質指標見表1。
表1廢水原水水質及排放要求
2處理工藝流程
該公司在老廠區實施了一套廢水治理工程，工程設計水量1500m3/d，出水執行《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)的一級排放標準，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，實際進水CODCr為3000～5500mg/L，出水CODCr為80～113mg/L;進水NH3-N為80～200mg/L，出水10～80mg/L。該工藝存在CODCr出水不穩定和氨氮處理效果不理想的問題，當水質變化大時氨氮超標現象很嚴重，COD也會微超。若進水濃度進一步提高，出水要穩定達標的可能性很小。該公司在產品生產過程，一方面在脫灰、軟化過程要添加無機銨鹽，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入水中進入廢水中［2］，因此該廢水中的NH3-N含量較高，進水NH3-N平均約130mg/L，出水要求小于15mg/L，去除率需達到88．5%。NH3-N濃度高往往會影響廢水處理效果及穩定性，并且要達到如此高的去除效果還相當困難，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。本工程在對老廠區的廢水運行實踐的調查及廢水試驗的基礎上，以分類處理和集中處理相結合為處理原則，工藝流程具體見圖1。
含鉻廢水單獨采用堿性(NaOH)水解沉淀法處理，鉻液pH控制在8．5～10．0范圍內;含硫廢水經過投加FeSO4混凝，S2-與Fe2+結合生成的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。從運行現狀來看，綜合廢水加強預處理措施(格柵沉淀、調節和氣浮)，均勻水質水量和去除毛、渣等懸浮物，削減部分污染負荷，為后續生物處理創造良好條件行;采用氧化溝(含選擇池)和人工濕地等多種生化工藝聯合處理，對降低廢水中生化抑制物質的毒性起到了良好的效果，保證了廢水的達標排放［3-4］。實踐證明，該組合工藝對本項目是有效的、適宜的。
圖1工藝流程示意圖
3主要構筑物與設備
(1)格柵井:采用回轉式固液分離機兩臺HF-400型(N=0．75kW)，一用一備，高峰時兩臺同時運轉。去除廢水中的毛、廢皮邊、皮屑。
(2)調節沉淀池:1座(2格)，鋼筋混凝土結構，調節池與沉淀池合建，既去除廢水懸浮物，又對廢水進行水質水量的調節，使得整個系統能夠以平均流量運行。尺寸為35．0m×12．0m×4．5m，水力停留時間10h。設污水提升泵4臺85WQ85-6－4(Q=85m3/h，H=6m，N=4．0kW)，3用1備。
(3)混凝池:為CAF系統的預處理。鋼筋混凝土結構，1座2格，每格設攪拌器一臺，加藥系統一套。水力停留時間0．5h，尺寸為8．0m×8．0m×2．5m。
(4)CAF(渦凹)氣浮系統:2套，每套Q=150m3/h，尺寸11．50×2．50×1．85m，停留時間為15min，N=6．6kW。CAF具有分離時間短、去除效率高等特點。
(5)選擇池:4座，單座有效容積95m3，水力停留時間1．5h，設2臺水下攪拌器QJB-1．5，N=1．5kW。
(6)氧化溝:4座，單座容積1500m3，水力停留時間21h，污泥齡20d，污泥負荷0．050kgBOD5/kgmLSS·d，污泥濃度4000mg/L，污泥回流比100%。設8臺轉盤曝氣機(兩溝式)，N=22kW;8臺轉盤曝氣機(單溝式)，N=15kW。
(7)二沉池:4座，鋼筋混凝土結構，輻流式，池徑8．0m，表面負荷0．70m3/(m2·h)，設4臺中心傳動垂架式刮泥機SZG－8(N=0．75kW)。
(8)人工濕地:總面積80畝，共三級，主要設計參數:一級人工濕地的BOD5負荷250kg/公頃·天，塘深2m，停留時間1．0d，存活生物有水葫蘆、浮游蟲類、魚類等;二級人工濕地BOD5負荷120kg/公頃·天，塘深1m，存活生物有魚類等;三級人工濕地BOD5負荷100kg/公頃·天，塘深0．5m，存活生物有蘆葦和其他水生生物等。
4工程調試及運行效果
本工程已穩定運行2年多時間，各項進水指標變化幅度較大，但均能達到國家《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)的一級排放標準，達到了預期的設計目的，順利通過了環保驗收。出水運行的監測結果見表2。
表2廢水處理監測結果表(單位:mg/L)
5技術經濟分析
本工程按日處理量5000m3設計，綜合廢水直接運行費用1．66元/m3，其中電費1．12元/m3，藥劑費0．38元/m3，人工費0．16元/m3。
6結論
(1)采用氣浮一氧化溝－人工濕地組合工藝處理制革廢水，經過2年多的運行實踐證明，該工藝成熟可靠，耐沖擊負荷性能好，處理效果顯著，能確保出水達標排放。CODCr去除率≥97．5%，NH3-N去除率≥90%，出水水質優于設計要求，達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)的一級排放標準。
(2)生化處理前采取物化處理措施，有效保證了生化進水水質的穩定性，加上含鉻廢水和含硫廢水的單獨預處理，對整個系統的穩定達標運行創造有利條件。
(3)生化前設氣浮，使皮革廢水中較難生物降解、易氣泡的表面活性物質得到較為徹底的去除，為生化的高效、少泡沫運行創造了有利的條件。
(4)選擇池的設置對難降解有機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，具有污泥負荷低、抗沖擊負荷能力強、可實現一定程度的脫氮、運行管理方便等優點，CODCr去除率可達90%以上、NH3-N去除率可達50%以上。
(5)深度處理采用三級人工濕地系統，可確保廢水處理后各項指標穩定達到排放標準。運行結果表明，人工濕地CODCr的去除率達50%以上，NH3-N去除率達50%以上，具有運行費用低、易維護、出水效果穩定且耐沖擊等優點。
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