物化与氧化沟处理制革废水治理节能改造工程

杨剑锋

（高州市环境保护监测站 广东茂名 525200)

1 节能工程简介

制革生产一般需经过浸水、去皮、浸灰脱毛、脱灰软化、浸酸鞣制、复鞣、中和染色、加脂等工序，可划分为准备、鞣制及整理3个工段，因每个工序需加入不同的化学药剂，所以制革废水成份复杂、水质波动大、可生化性高、悬浮物浓度高、易腐化、污泥生产量大且含铬等多种无机有毒化学物，处理难度较大[1]。

某外资制革企业，以牛皮为主要原材料，生产各种皮具制品，由于各工序使用不同的化学药剂使生产废水成份复杂、水质变化大，原设计废水处理工艺为格栅＋初沉池＋氧化沟，处理能力为4000t/d。随着经营规模的变化，原材料来源的差异，原有工艺设计不能满足现行的处理要求，而且投加化学药剂成份日渐复杂，废水表面活性剂浓度较高。针对上述特点，在工程改造过程中，对原有的格栅、预沉池设计作了变更，进一步强化了混凝沉淀功能。同时，增加了生物选择器，提升微生物的适应性、活性以及污泥絮凝、沉降功能[2]。经调试、监测验收，改造后的废水出水指标均达到广东省《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二时段一级排放标准，并通过当地环保局验收。

2 节能工程设计

2.1 设计水质、水量

工程设计水质如表2-1所示。

表2 -1 设计水质

设计水量为4000m3/d，构筑物最大处理量Q=200 m3/h(每天以24h计算)。

2.2 工艺流程

工程工艺流程见图2-1。

生产废水经旋转格栅、沉渣池和细格栅等工序去除皮渣、毛等较大的漂浮物和污泥、砂等易沉物，并在反切式细格栅后面水流絮动较大处投加FeSO4、Al2(SO4)3化学除硫后进入预沉池。预沉池出水进入调节池调节水质、水量，在调节池内设置预曝气，空气氧化脱硫，确保进入氧化沟处理系统的废水水质稳定、均匀。经调节后的废水用水泵提升进入生物选择器，利用高有机负荷废水筛选优势菌种，抑制丝状菌的增长，提高污泥的活性、絮凝和沉降性。出水进入氧化沟，经控制曝气量，使氧化沟中的优势微生物通过厌氧、缺氧、好氧反应过程来降解废水中的污染物。反应后的泥水混合物进入二沉池进行泥水分离。沉淀后的出水进入清水池。预沉池和二沉池除部分污泥回流外，其余排入污泥池统一处理。

图2 -1 废水处理工艺流程图

2.3 主要构筑物设计参数

工程的主要构筑物设计参数如表2-2所示。

表2 -2主要构筑物设计参数

3 运行调试

3.1 物化反应

主要为控制FeSO4、Al2(SO4)3除硫剂（混凝剂）的投加量，FeSO4投加量为 0.174 t/d、Al2(SO4)3为 0.087 t/d。

3.2 污泥培养

为了缩短培养时间，活性污泥的驯化采用直接培驯法。接种污泥取自某制革废水处理站的脱水污泥，含水率80%左右，氧化沟共投加污泥50t，并按BOD5∶N∶P=100∶5∶1的比例投加碳、氮、磷源。刚开始缺氧阶段采用鼓风曝气以起搅拌作用，氧化沟连续鼓风闷曝。当缺氧段和好氧段出现少量活性污泥絮凝体时，停止曝气，使缺氧段和好氧段池内的混合液静置澄清后，利用潜水泵将上清液排放到预定水位后，投加相同量的物化处理后的制革废水，进入下一个周期。逐步提高氧化沟进水量和进水浓度，使制革废水占总进水量比例逐渐由20%提高至100%，以便对微生物进行驯化。大约经历1个月的时间，经生物镜检，污染状态良好，整个工程投入正式运行。

3.3 运行调节

由于该厂废水成份复杂，废水处理工艺没有改造前，出水中的氨氮经常超标，COD也不能稳定达标。因此，为提高氧化沟微生物的适应性、活性，增加了生物选择器，有效停留时间为1.7h。同时，对许多影响处理效果的因素进行了调整，使每一个阶段的处理都达到最佳效果。

3.3.1 生化处理控制

①进水COD的控制：增加了生物选择器可以提高微生物的耐冲击负荷能力，氧化沟进水负荷较改造前有所提高，COD浓度可达1000～1100mg/L左右。

②DO控制：氧化沟池内，在曝气区要保持DO在4 mg/L左右，缺氧区保持在2mg/L以下，厌氧区维持在0.5 mg/L左右。氧化沟中的SV要控制在15%～20%之间，并根据BOD5:N:P=100:5:1投加碳、氮、磷营养物质，以保持微生物的生长需要。

3.3.2 提高污泥回流率

为了提高废水中的氨氮去除率，关闭了第一级氧化沟回流污泥进口处的转碟，并将污泥回流率加大到100%～150%，提高沟内反硝化效果。同时，把第二级氧化沟中的3只转碟全开，提高第沟内的硝化程度。

4 运行结果

经改造调试后，各处理阶段的效果如表4-1所示，日常监测数据如表4-2所示。

表4 -1 废水处理效果

表4 -2 日常运行监测数据

5 结语

5.1 不同原料的制革综合废水，由于生产工序投加的药剂不同，成份复杂，在处理制革废水时一定要分清所用的原料皮、所采用的制革工艺、加工的成品革产品等，如牛皮革的生产废水，其鞋面革产品综合废水COD一般在2000mg/L左右，S2－的含量一般只在15～20mg/L；而绵羊服装革的综合废水COD一般在6000mg/L以上，S2－的含量一般在 200mg/L以上。如果制革废水中S2－的含量在150mg/L以下时，无须单独处理，可采用物化＋生物处理，如果废水有机物浓度过高，则另需增一级生物处理系统。

5.2 在制革废水生化处理技术中，氧化沟工艺实用性强、处理稳定，适合大型制革厂。对于中、小型制革厂，因生产无规律或无足够场地，因SBR或SBBR法具有理想推流的特点，且流程短是最佳的选择。如果制革废水相对集中排放、水质多变及负荷变化大，则较为适用生物接触氧化法。

5.3 采用物化＋生物选择器＋氧化沟处理制革废水，在节省占地面积同时，该工艺的直接处理废水的费用为1.35元/t。

[1]吴浩汀,等.制革工业废水处理技术及工程实例[M].北京：化学工业出版社,2010.

[2]张婉如,等.三废处理工程技术手册—废水卷[M].北京：化学工业出版社，2000.