物化-生化工艺处理皮革废水

郑永东，白端超
（佛山市纺织废水处理中心广东 佛山 528000）

　　摘要：采用混凝沉淀+气浮+缺氧+接触氧化法处理皮革废水，运行结果表明，在进水CODcr500～4000mg/L，BOD₅500～1000mg/L，SS1500～3000mg/L和Cr³⁺30～70mg/L，S^2-40～60mg/L时，处理后出水水质可达到DB 4426-89二级排放标准。该工艺简单，占地少，运行便利。
　　关键词：制革；废水处理；混凝沉淀；气浮；接触氧化
　　中图分类号：X794
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009-2455(2001)05-0052-03

　　某港资制革企业，主要以加工皮革及生产皮革制品为主，排放水包括脱脂废水，脱毛浸灰废水和铬鞣废水。该厂排放的废水可生化性较好^[1]，但SS量大，有毒物含量高且水质水量变化。针对上述水质特点，选定混凝沉淀+气浮+缺氧+接触氧化法工艺对该厂皮革废水进行处理。该工程于1999年5月动工，2000年3月开始调试运行，处理水各项指标均达DB 4426-89 二级排放标准，并通过当地环保局验收。

1 工程设计

1.1 设计水质、水量
　　设计水质见表1：

表1 设计本质 水质类别 pH CODcr/
(mg·L^-1) BOD₅/
(mg·L^-1) SS/
(mg·L^-1) S^2-/
(mg·L^-1) Cr³⁺/
(mg·L^-1) Cr⁶⁺/
(mg·L^-1) 设计进水 11～13 1500～4000 500～1000 1500～3000 40～60 30～70 设计出水 6～9 ≤130 ≤60 ≤100 ≤1.0 ≤0.5

　　设计水量 500m³/d。构筑物处理流量Q=21m³/h（每天以24h计算）
1.2 工艺流程
　　工艺流程见图1。

　　车间排出的皮革废水以沉渣池去除大的悬浮物后，进入除硫、铬池；在除硫、铬池投加硫酸亚铁以达到去除S^2-、Cr³⁺及部分悬浮物的目的。废水经泵提升进入气浮池，投加碱式氯化铝以进一步去除悬浮物及部分COD。经过渡池集水、均质后，提升至缺氧池，采用活性污泥法及穿孔曝气（气水比为5:1）。水力停留时间4h，废水曝气后经中间沉淀池进行固液分离，上清液自流入接触氧化池，该池的水力停留时间8h，采用廊道推流式及穿孔曝气（气水比为20:1），悬挂3m高半软性填料。最后，好氧废水经沉淀池固液分离后，上清液可达标排放。
　　在系统中，物化部分的污泥排入污泥干化场，干化后外运。生化系统的污泥用污泥泵分别回流至缺氧池及好氧池。
1.3 主要构筑物及设备见表2
　　主要构筑物及设备见表2。

表2 主要构筑物及设备 序号 名 称 主要尺寸 数量/座 1 污泥干化场 40m×4m×0.5m 1 2 沉渣池 40m×5m×2.5m 1 3 除硫、铬池 12m×15m×2.5m 1 4 溶气气浮池 3.8m×9.35m×2.8m 1 5 过滤池 10m×10m×2.5m 1 6 缺氧池 4.3m×5.2m×5.7m 1 7 中间沉淀池 5.2m×5.2m×5.1m 1 8 接触氧化池 11.1m×5.2m×5.1m 1 9 二沉池 5.2m×5.2m×4.8m 1 10 三叶罗茨鼓风机 SSR-150 2台 11 活性污泥池 5m×1.5m×2.5m 1

2 运行调试

2.1 物化阶段
　　主要为控制混凝剂的投加量，FeSO₄投加量一般为300～500mg/L，碱式氯化铝投加量为100～200mg/L。
2.2 污泥培养
　　为了缩短培养时间，活性污泥的驯化采用接种培驯法。接种污泥取自某生活污水厂干化污泥，含水率60％左右，其中缺氧池投加干污泥6t，接触氧化池投加于污泥2t，并按ω(BOD₅):ω(N):ω(P)=100:5:1的比例投加氮源和磷源。同时分别在缺氧池和接触氧化池注入1/3池清水。缺氧池内采用鼓风曝气以起搅拌作用，接触氧化池连续鼓风闷曝。当缺氧池和接触氧化池内出现少量活性污泥絮体时，停止曝气，使缺氧池和接触氧化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皮革废水，进入下一个周期。皮革废水占总进水量比例由20％逐渐提高至100％，以便对微生物进行驯化，大约经历近1个月的时间，经生物镜检，污泥状态良好，整个工程投入正式运行。
2.3 各影响因素的控制
　　在调试及运行中，对许多影响处理效果的因素进行了调整，使每一阶段的处理都达到最佳效果。
2.3.1 除硫、铬池的控制
　　投加FeSO₄后，pH值应控制在8～9左右，以保证最佳沉降效果。
2.3.2 生化处理的控制条件
　　①进水COD控制 虽然缺氧/好氧工艺具有耐负荷冲击能力，为使生化效果稳定，生化进水的COD值不宜波动过大，一般在800mg/L左右。
　　②pH控制 生化进水pH值范围控制在7～9左右。
　　③溶解氧控制 缺氧池内溶解氧控制在0.5mg/L左右。生物接触氧化池内溶解氧为3～4mg/L，SV控制在15％～20％之间，并根据ω(BOD₅):ω(N):ω(P)=100:5:1计算合理的氮、磷投加量，以满足微生物生长的需要。
2.4 运行结果
　　当地环保局监测结果见表3。
　　日常运行中，各处理阶段的效果见表4。

表3 废水处理效果（平均值） 测试水样 pH SS/
(mg·L^-1) 色度/
倍 CODcr/
( mg·L^-1) S^2-/
(mg·L^-1) Cr⁶⁺/
(mg·L^-1) BOD₅/
(mg·L^-1) 总铬/
(mg·L^-1) 处理前 12.6 1870 150 2349 35 0.723 703 7.558 处理后 7.1 67.7 6 110 0.75 0.003 41.7 0.467 去除率/％ 96.4 96.0 95.3 97.9 99.6 94.1 93.8

表4 日常运行监测数据 设施名称 pH CODcr/(mg·L^-1) 去除率/％ 原水 12.6 2562 混凝沉淀+气浮 8.0 516 79.9 缺氧出水 7.3 581 -12.6 好氧出水 7.0 106 81.8 总去除率 95.9

3 讨论

　　①混凝沉淀+气浮作为皮革废水处理的预处理设施，由于该制革混合废水呈强碱性，非常适合使用FeSO₄，有利于铁的混凝沉降，无需额外加碱。FeSO₄本身呈酸性，在除硫、铬的同时，废水的pH值随之下降，起到了中和作用，为后续工序节省了加酸成本。
　　②制革废水中含有大量的有害无机离子，如S^2-、Cr³⁺等，还含有大量难降解的有机物质，如表面活性剂、蛋白质等；将化学处理（混凝沉降+气浮）放在生物处理前，不但能有效地去除这些物质，还可大量去除其他污染物，减轻生物处理的负荷。
　　③由表4可知，在缺氧池内活性污泥除具有吸附作用外，已兼有水解酸化作用，池内水解酸化菌将水中高分子有机物转化为易被微生物降解的可溶性低分子，提高了废水的可生化性，降低了接触氧化池的有机负荷，并提高了该池的处理效率。
　　④生物接触氧化法利用固着在填料上的生物膜来吸附水中有机物并加以氧化分解，使污水净化。它的特点是生物量较高，有机容积负荷大，可节省投资。微生物附着生长既提高对抗冲击负荷的能力，又可不考虑污泥膨胀现象的发生。
　　⑤由于好氧二沉池出水有时带有部分SS，如考虑进行深度处理，出水CODcr可保持在100mg/L以下。
　　⑥采用混凝沉淀+气浮+缺氧+接触氧化工艺处理皮革废水的处理成本为2.43元/t。

参考文献：
[1]张自杰．环境工程手册、水污染防治卷[M]．北京：高等教育出版社，1993．

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作者简介：郑永东（1968～），男，汉族，工程师，联系电话：（0757）3263607。