制革行業(yè)污水處理工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)的分析

王小聰 王 夢(mèng)

（1.武漢佳園環(huán)境工程有限公司，湖北 武漢 430070；2.武漢高德紅外股份有限公司，湖北 武漢 430205）

隨著制革工業(yè)的迅猛發(fā)展，制革企業(yè)在滿足人們需求，并帶來(lái)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)，也造成了諸多環(huán)境問(wèn)題，其中水污染問(wèn)題尤為嚴(yán)重。據(jù)估算，我國(guó)制革及毛皮加工行業(yè)每年產(chǎn)生廢水量高達(dá)1.6億多噸[1]。制革廢水有機(jī)物含量高，懸浮物多，色度高，同時(shí)含有大量的酸、堿、硫化物及含鉻化合物，成分復(fù)雜。因此，如何針對(duì)制革廢水的特點(diǎn)，優(yōu)化制革廢水處理的工藝設(shè)計(jì)，有效地治理制革廢水，促進(jìn)皮革行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展，是一項(xiàng)值得研究的緊迫課題。

1 污水分類(lèi)分質(zhì)收集

不同于化工印染廢水，制革廢水來(lái)自多個(gè)工段，包括：浸水、脫脂、浸灰、鞣制、染色等多道工序，不同工段產(chǎn)生的廢水差異性較大。浸灰廢水的排放量?jī)H為制革廢水總量的20%左右，主要污染物為硫化物、酸堿和CODCr，同時(shí)懸浮物和濁度也很大。鞣制工序多采用鉻鹽鞣劑，廢水中鉻含量高達(dá)3～4 g/L[2]。如果不進(jìn)行處理，鉻鹽和硫化物都會(huì)對(duì)后段的生化處理工藝產(chǎn)生毒化或抑制作用。研究表明，微生物對(duì)硫化物和含鉻化合物的耐受濃度分別為25 mg/L和5 mg/L[3]。因此，制革廢水應(yīng)采取雨污分流、清污分流的原則，將制革各工段廢水進(jìn)行分類(lèi)收集，然后針對(duì)各工段水質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行分別處理。采用分類(lèi)收集、分別處理可降低廢水處理難度和處理成本，便于回收利用硫化物和含鉻化合物，符合清潔生產(chǎn)的要求[4]。

2 含鉻、浸灰廢水預(yù)處理工藝選擇

目前，含鉻廢水的預(yù)處理主要有直接循環(huán)法、堿沉淀法、吸附法、離子交換法、生物法、電化學(xué)法等多種方法[5]，但直接循環(huán)法和堿沉淀法的應(yīng)用較多。直接循環(huán)回用法，即將使用過(guò)的廢鉻液經(jīng)過(guò)濾除雜后直接回用于后段的鞣制、復(fù)鞣工序；直接循環(huán)法易使雜質(zhì)積累，影響皮革成色，具有一定的局限性。堿沉淀法處理效果好，運(yùn)行管理方便，但加藥量大，運(yùn)行成本高、化學(xué)污泥量大。當(dāng)廢水中鉻含量較高時(shí)，沉淀劑可選用NaOH，若廢水中鉻含量較低時(shí)，可選用石灰。

浸灰廢水的預(yù)處理方法有物理法和化學(xué)法兩種。物理處理法包括自然沉淀法、氣浮法、曝氣法、超濾法等；化學(xué)處理法分為酸化吸收法、催化氧化法、化學(xué)沉淀法和吸附法等[6]。物理處理法只能去除部分S2-，處理效果差；酸化法對(duì)設(shè)備要求嚴(yán)格，藥劑消耗量大，應(yīng)用較少[7]。錳鹽催化氧化法效果良好，成本低廉，目前已得到大規(guī)模應(yīng)用。

3 預(yù)處理混凝沉淀池設(shè)計(jì)

制革工業(yè)的原料是大量動(dòng)物的皮毛，每噸原皮1/5的原料以上成為皮邊毛、藍(lán)邊皮和皮屑；這些動(dòng)物皮毛中含有大量泥砂和油脂，也附著大量血漬，經(jīng)過(guò)脫毛、浸灰、去肉等準(zhǔn)備工段后，皮毛中的大量油脂、碎肉、皮渣、石灰、毛、泥沙、血污，以及其他工段產(chǎn)生的蛋白絮等都進(jìn)入綜合廢水中，導(dǎo)致制革廢水的懸浮物濃度很高，SS濃度高達(dá)1 500～4 000 mg/L。

加堿沉淀和混凝沉淀是制革廢水常見(jiàn)的處理工藝。由于制革廢水成分復(fù)雜，無(wú)機(jī)和有機(jī)雜質(zhì)多，加之廢水懸浮物濃度高，因此，沉淀池的污泥量大、粘度高、流動(dòng)性差。沉淀池設(shè)計(jì)時(shí)，建議采用輻流式沉淀池，并設(shè)置刮吸泥機(jī)，通過(guò)機(jī)械作用減少污泥在池底的附著沉積；若采用重力式沉淀池，方形池壁坡度應(yīng)保證大于55°，圓形池壁坡度應(yīng)保證大于50°，重力排泥時(shí)應(yīng)增加排泥頻率，以免池底污泥固結(jié)。排泥泵應(yīng)采用不易堵塞的隔膜泵，若采用螺桿泵，應(yīng)在污泥泵進(jìn)口安裝污泥切割裝置，以免泵體堵塞或損壞。

4 預(yù)處理設(shè)備及管件選擇

制革廢水不同工段的廢水腐蝕性差別較大，浸灰工序廢水pH為13～14，浸酸工序廢水為2～3，鞣制工序廢水為3～4.5[8]，而且制革廢水的水溫較高，具有強(qiáng)腐蝕性，對(duì)管道及管件的要求很高。在設(shè)計(jì)皮革污水處理工程時(shí)，要注意采用耐酸堿、耐腐蝕的管材。現(xiàn)有的耐腐蝕管材有PE管、不銹鋼管等。PE管以耐磨、耐腐蝕、耐高溫和耐高壓等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于污水處理行業(yè)。不銹鋼管由于其優(yōu)異的耐化學(xué)性能被廣泛用于化工、石油和機(jī)械行業(yè)的耐腐蝕部位，也常用于輸送強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)、低溫或高溫介質(zhì)以及純度很高的其它介質(zhì)。316不銹鋼管是含鉬不銹鋼種，相比于其他不銹鋼，它還具有良好的耐氯化物侵蝕的性能。制革廢水中氯化物含量在3 500～5 000 mg/L，主要來(lái)自原皮保藏、浸酸和鞣制工序。在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，預(yù)處理前段由于制革廢水的成分復(fù)雜，一般采用316不銹鋼管，預(yù)處理后段硫化物、金屬鉻的含量大大減少，一般采用PE管。

制革污水預(yù)處理提升泵有潛污泵、自吸泵、干式離心泵等。潛污泵結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小，安裝維修方便，在污水處理中應(yīng)用廣泛。但是制革廢水腐蝕性強(qiáng)，懸浮物濃度高，特別是碎皮屑等雜質(zhì)含量高，極容易發(fā)生潛污泵腐蝕和泵體堵塞，檢修更換工作量大，限制了潛污泵在制革廢水預(yù)處理中的應(yīng)用。建議采用自吸泵或干式離心泵，其運(yùn)行管理方便，可有效克服潛污泵的缺點(diǎn)。自吸泵和干式離心泵在使用中，應(yīng)注意安裝高度，滿足正常使用的要求。特別是干式離心泵替代自吸泵時(shí)，建議加設(shè)中間儲(chǔ)水罐，以滿足泵啟動(dòng)的要求。

5 生化處理工藝選擇

生化處理是目前制革綜合廢水處理最廣泛采用的處理技術(shù)，技術(shù)成熟，效果良好，運(yùn)行成本低。常用技術(shù)有厭氧和好氧處理工藝，其中厭氧技術(shù)應(yīng)充分考慮制革廢水中硫化物、硫酸鹽、鉻、碳氮比等因素對(duì)厭氧菌的抑制作用，可采用水解酸化、UASB厭氧處理技術(shù)。

制革廢水好氧處理是生化處理的關(guān)鍵，宜選用有機(jī)負(fù)荷低、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，具有脫氮功能的工藝。常見(jiàn)的制革廢水生物處理工藝有：氧化溝、SBR工藝、A/O工藝、生物膜法等[9]。

A/O工藝是處理高氨氮廢水比較實(shí)用有效地技術(shù)，其運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、出水水質(zhì)好，系統(tǒng)可穩(wěn)定高效的脫氮。李建政[10]采用四段A/O工藝對(duì)制革廢水進(jìn)行處理，出水NH4+-N濃度為3.6 mg/L，研究表明，該工藝適合高氨氮制革廢水的生物脫氮處理。多段AO工藝能實(shí)現(xiàn)良好的額氨氮和總氮去除效果，多段A/O工藝水力停留時(shí)間長(zhǎng)，可以有效緩沖廢水水質(zhì)和水量波動(dòng)，可避免硝化液回流，節(jié)約碳源，目前在制革廢水處理中已有案例[10-11]，在未來(lái)制革廢水處理工程建設(shè)和現(xiàn)有制革污水的改造中，將得到更廣泛的應(yīng)用。

6 結(jié)論

制革廢水污染嚴(yán)重，如何有效地處理制革廢水中的污染物，任重而道遠(yuǎn)。基于多年制革廢水處理經(jīng)驗(yàn)，我們總結(jié)了制革廢水處理中需要注意的幾點(diǎn)問(wèn)題：廢水分類(lèi)分質(zhì)收集、預(yù)處理工藝選擇、沉淀池設(shè)計(jì)、預(yù)處理設(shè)備和管件選擇、生物處理工藝選擇，研究提出了各要點(diǎn)的設(shè)計(jì)思路和具體要求，供有關(guān)單位和個(gè)人參考。