物化與氧化溝處理制革廢水治理節能改造工程

楊劍鋒

（高州市環境保護監測站 廣東茂名 525200)

1 節能工程簡介

制革生產一般需經過浸水、去皮、浸灰脫毛、脫灰軟化、浸酸鞣制、復鞣、中和染色、加脂等工序，可劃分為準備、鞣制及整理3個工段，因每個工序需加入不同的化學藥劑，所以制革廢水成份復雜、水質波動大、可生化性高、懸浮物濃度高、易腐化、污泥生產量大且含鉻等多種無機有毒化學物，處理難度較大[1]。

某外資制革企業，以牛皮為主要原材料，生產各種皮具制品，由于各工序使用不同的化學藥劑使生產廢水成份復雜、水質變化大，原設計廢水處理工藝為格柵＋初沉池＋氧化溝，處理能力為4000t/d。隨著經營規模的變化，原材料來源的差異，原有工藝設計不能滿足現行的處理要求，而且投加化學藥劑成份日漸復雜，廢水表面活性劑濃度較高。針對上述特點，在工程改造過程中，對原有的格柵、預沉池設計作了變更，進一步強化了混凝沉淀功能。同時，增加了生物選擇器，提升微生物的適應性、活性以及污泥絮凝、沉降功能[2]。經調試、監測驗收，改造后的廢水出水指標均達到廣東省《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二時段一級排放標準，并通過當地環保局驗收。

2 節能工程設計

2.1 設計水質、水量

工程設計水質如表2-1所示。

表2 -1 設計水質

設計水量為4000m3/d，構筑物最大處理量Q=200 m3/h(每天以24h計算)。

2.2 工藝流程

工程工藝流程見圖2-1。

生產廢水經旋轉格柵、沉渣池和細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，并在反切式細格柵后面水流絮動較大處投加FeSO4、Al2(SO4)3化學除硫后進入預沉池。預沉池出水進入調節池調節水質、水量，在調節池內設置預曝氣，空氣氧化脫硫，確保進入氧化溝處理系統的廢水水質穩定、均勻。經調節后的廢水用水泵提升進入生物選擇器，利用高有機負荷廢水篩選優勢菌種，抑制絲狀菌的增長，提高污泥的活性、絮凝和沉降性。出水進入氧化溝，經控制曝氣量，使氧化溝中的優勢微生物通過厭氧、缺氧、好氧反應過程來降解廢水中的污染物。反應后的泥水混合物進入二沉池進行泥水分離。沉淀后的出水進入清水池。預沉池和二沉池除部分污泥回流外，其余排入污泥池統一處理。

圖2 -1 廢水處理工藝流程圖

2.3 主要構筑物設計參數

工程的主要構筑物設計參數如表2-2所示。

表2 -2主要構筑物設計參數

3 運行調試

3.1 物化反應

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

3.2 污泥培養

為了縮短培養時間，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曝氣以起攪拌作用，氧化溝連續鼓風悶曝。當缺氧段和好氧段出現少量活性污泥絮凝體時，停止曝氣，使缺氧段和好氧段池內的混合液靜置澄清后，利用潛水泵將上清液排放到預定水位后，投加相同量的物化處理后的制革廢水，進入下一個周期。逐步提高氧化溝進水量和進水濃度，使制革廢水占總進水量比例逐漸由20%提高至100%，以便對微生物進行馴化。大約經歷1個月的時間，經生物鏡檢，污染狀態良好，整個工程投入正式運行。

3.3 運行調節

由于該廠廢水成份復雜，廢水處理工藝沒有改造前，出水中的氨氮經常超標，COD也不能穩定達標。因此，為提高氧化溝微生物的適應性、活性，增加了生物選擇器，有效停留時間為1.7h。同時，對許多影響處理效果的因素進行了調整，使每一個階段的處理都達到最佳效果。

3.3.1 生化處理控制

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

②DO控制：氧化溝池內，在曝氣區要保持DO在4 mg/L左右，缺氧區保持在2mg/L以下，厭氧區維持在0.5 mg/L左右。氧化溝中的SV要控制在15%～20%之間，并根據BOD5:N:P=100:5:1投加碳、氮、磷營養物質，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，關閉了第一級氧化溝回流污泥進口處的轉碟，并將污泥回流率加大到100%～150%，提高溝內反硝化效果。同時，把第二級氧化溝中的3只轉碟全開，提高第溝內的硝化程度。

4 運行結果

經改造調試后，各處理階段的效果如表4-1所示，日常監測數據如表4-2所示。

表4 -1 廢水處理效果

表4 -2 日常運行監測數據

5 結語

5.1 不同原料的制革綜合廢水，由于生產工序投加的藥劑不同，成份復雜，在處理制革廢水時一定要分清所用的原料皮、所采用的制革工藝、加工的成品革產品等，如牛皮革的生產廢水，其鞋面革產品綜合廢水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，無須單獨處理，可采用物化＋生物處理，如果廢水有機物濃度過高，則另需增一級生物處理系統。

5.2 在制革廢水生化處理技術中，氧化溝工藝實用性強、處理穩定，適合大型制革廠。對于中、小型制革廠，因生產無規律或無足夠場地，因SBR或SBBR法具有理想推流的特點，且流程短是最佳的選擇。如果制革廢水相對集中排放、水質多變及負荷變化大，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，在節省占地面積同時，該工藝的直接處理廢水的費用為1.35元/t。

[1]吳浩汀,等.制革工業廢水處理技術及工程實例[M].北京：化學工業出版社,2010.

[2]張婉如,等.三廢處理工程技術手冊—廢水卷[M].北京：化學工業出版社，2000.