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羊皮制革废水处理工程设计第34卷第7期水处理技术Vol.34No.72008年7月TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTJul.,2008羊皮制革废水处理工程设计徐洪斌1，宋宏杰1，王翔2（1.郑州大学环境与水利学院，郑州河南450001；2.郑州大学环境技术咨询工程公司，郑州河南450003）摘要:制革废水水质复杂、污染严重且含重金属铬,处理难度大。河南省某羊皮制革企业废水采用混凝沉淀+UASB+SBR+气浮的处理工艺,处理水可满足国家污染物综合排放标准(GB8978-1996)一级标准要求。关键词n:羊皮制革;废水处理;UASB;SBR中图分类号:X703.1文献标识码:B我国是皮革生产大国，成品皮大多是中低档皮革，生产企业以中小型制革厂为主，分布广且分散。其主要原料是屠宰后的牛、羊、猪皮革（原皮），生产一般分为准备、鞣制、整饰加工三个工段。前两个工段分别要加入石灰、硫化物、洗涤剂、脱脂剂、酶、铬鞣剂等化学原料，这些原料分别按一定比例溶解后与原皮混合浸泡，然后再经过不同的加工工序生产出成品。制革工业主要是湿法操作，耗水量较大。整个生产过程中排出大量废水，废水中含大量的高浓度有机物、悬浮杂质及有毒有害的化学物质，主要污染指标是COD、BOD5、Cr3+、Cr6+、S2-、NH3-N、pH、SS等。1废水水质水量河南某羊皮制革企业易地技改项目年加工绵羊皮80万张，主要是利用澳洲进口绵羊皮、国产绵羊皮进行加工，产品主要为羊剪绒系列，其废水主要有两类：铬鞣废水和综合废水。铬鞣废水是循环利用定期排放的鞣制废液及鞣制清洗废水，所含的重金属铬属第一类污染物，该废水必须做到单独收集，单独处理。由于生产过程中无脱毛工序，因此综合废水中无S2-。n文章编号:1000-3770(2008)07-085-04根据该企业原有生产设施的生产监测数据及类比同类企业的排水情况，确定铬鞣废水和综合废水的水质水量（见表1）。铬鞣废水在该处理设施的出口取样监测，所执行相应的排放标准列于表1。2废水处理工艺通过投加NaOH调整pH至8～9，产生Cr(OH)3沉淀从而将Cr3+从水相转移到固相污泥中，同时投加沉淀剂MgO使污泥更致密、均匀、利于脱水，污泥脱水采用板框压滤机；沉淀上清液及压滤液进入综合废水处理系统再次进行处理。含铬污泥厂内贮存定期出售给专业公司进行铬回收。综合废水属高浓度有机废水，单独采用好氧的处理方法很难使之达标排放，好氧前的厌氧处理选n用UASB反应器，同时由于废水中的碎肉、皮渣、毛、血污等，格栅的去除效果有限，因此UASB反应器前设计采用混凝沉淀；该企业的排放标准要求相对较高，好氧处理后续气浮，确保处理水的达标排放。铬鞣废水、综合废水及污泥的处理处置工艺见图1。表1废水水质水量Table1Wastewaterqualityandquantity废水类型水量/m3·d-1pH色度/倍COD/mg·L-1BOD5/mg·L-1SS/mg·L-1Cr6+/mg·L-1总铬/mg·L-1NH3-N/mg·L-1铬鞣废水水质指标n排放标准485.5-30-1200-400-400-0.0650.58001.510-综合废水水质指标排放标准15007.26~950503000100120020800n700.04-0.45-3015收稿日期：2008-03-20作者简介：徐洪斌（1974-），男，博士，讲师，研究方向为水处理技术与水污染控制联系电话：13598085126；E-mail：xuhongbin_gy@zzu.edu.cn。n水处理技术第34卷第7期86"’’-3主要构筑物及设计参数3.1铬鞣废水铬鞣废水排放间歇性显著，因此设备及构筑物的设计应充分考虑水量及水质的波动，水量变化系数取20，平均流量2m3h-1，·h-1，·设计最大流量44m3铬液贮池前设备及构筑物按最大流量设计，调节池后按平均流量设计。3.1.1格栅设人工粗格栅、机械细格栅各1道，不锈钢材质，粗格栅栅隙n10mm，栅条宽5mm，栅前水深300mm；细格栅栅隙3mm，栅条宽3mm，栅前水深400mm，功率0.35KW。3.1.2铬液贮池铬液贮池起到调节水量水质的作用，最大流量的水力停留时间2h，平均水力停留时间20h，尺寸为5.0m×5.0m×4.5m。内置潜污泵2台，1用1备，单台流量10m3·h-1，功率0.75KW。3.1.3加药及混合设备加药采用溶药、加药成套设备，药剂种类NaOH、MgO，设备材质为碳钢内衬玻璃钢，2个溶药槽内置搅拌桨，搅拌转速n100r·min-1，功率0.5kW，2个溶药槽分别对应2个贮药槽，贮存NaOH及MgO溶液。加药泵与流量计联合控制加药量，加药泵功率0.5kW；混合采用静态管道混合器，泵后安装。3.1.4反应及沉淀池铬液处理采用间歇操作方式，反应与沉淀在同一构筑物内完成，采用竖流沉淀，尺寸4.0m×4.0m×6.0m，表面负荷0.625m3m-2·h-1。·3.1.5铬泥脱水设备格泥脱水采用板框压滤机，过滤面积20m2，功率3kW。3.2综合废水皮革加工采用转鼓批次生产，综合废水的排放也有一定的间歇性，根据制革企业废水排放的设计n经验，水量变化系数取5，平均流量62.5m3·h-1，设计最大流量312.5m3·h-1，调节池前构筑物按最大流量设计，调节池后构筑物按平均流量设计。3.2.1格栅设人工粗格栅、机械细格栅各1道，不锈钢材质，粗格栅栅隙15mm，栅条宽5mm，栅前水深450mm；细格栅栅隙3mm，栅条宽3mm，栅前水深700mm，功率0.50kW。3.2.2调节池池体尺寸30m×20m×5.0m，设计平均水力停留时间为33.6h，最大流量时的水力停留时间为n6.7h。采用穿孔管曝气混合搅拌方式，曝气强度为3.5m3m-2··h-1，采用罗茨风机供气，风机风量35m3·min-1，风压39.2kPa，功率37kW。调节池内设潜污泵3台，2用1备，单台功率4kW。3.2.3加药及混合设备加药采用溶药、加药成套设备，药剂种类PAC，投加量为30～100mg·L-1，加药泵与流量计联合控制加药量，功率0.5kW；混合采用静态管道混合器，泵后安装。3.2.4沉淀池平流式沉淀池尺寸为15m×4.5m×3.5m，表面负荷n1.0m3·m-2·h-1，进水采用穿孔墙布水，出水采用孔口出流，孔口前水位0.10m，孔径32mm，出水孔共25个，单孔流量0.00072m3·s-1；采用行车式挂泥、刮渣机，沉淀污泥落入位于进水端泥斗，重力排泥方式连续排泥至污泥贮池，浮渣由集渣槽、排渣管自流进入污泥贮池。3.2.5加热池加热池与平流沉淀池合建，尺寸为4m×4m×3.5m，设计进水量90m3·h-1（包括沉淀池出水和UASB反应器回流水），加热时间30min，池底设DN50穿孔无缝钢管布蒸汽，蒸汽压力0.3MPa，最大供气量2000kg·h-1；内设潜水排污泵2台，1用1备，单台功率7.5kW。3.2.6UASB反应器n徐洪斌等，羊皮制革废水处理工程设计半地下式钢筋混凝土结构，数量2座，单池尺寸8m×8m×7.5m，容积负荷4kgCOD·m-3·d-1，设计回流比0～50%，上升流速0.5～1.0m·h-1；底部采用DN80支状布水管，间隔1.75m布置1根，每排开孔1个，垂直向下，孔距1.75m，单池25个孔，孔口流速4.6m·s-1；三相分离器为倒扣的梯形槽，材质为碳钢，共2层，总高度为2.2m；顶部设置出水三角堰，堰顶宽度0.2m，堰深0.1m，堰上水头0.05m，单堰流量0.00074m3·s-1；由于沼气回收利用设备投资较高，设计中在反应器顶部采用水封罐水封后放空。n3.2.7SBR池数量2座，单池尺寸为25m×6m×5.5m，污泥负荷0.08kgBOD5kgMLSS-1d-1，MLVSS3000mg···L-1，运行周期8h（进水4h、曝气6h、沉淀1h、排水1h），非限制性曝气，每池设旋转式滗水器1套，滗水速度250m3h-1，曝气器采用散流式曝·功率0.55kW；气头；三叶式罗茨风机供氧，2用1备，单台风机风量16.95m·3min-1，风压n58.8kPa，功率30kW。3.2.8气浮设备气浮选用超效浅层气浮成套设备，直径5m，总功率18.5kW，浮渣进入污泥贮池，处理水达标排放；由于SBR间歇性排水，气浮设备前设计缓冲水池1座，尺寸为10m×8m×4.0m，内置潜污泵2台，1用1备，单台功率4kW。3.2.9污泥贮池系统污泥产量：物化污泥及气浮浮渣约30m3d-1，·含水率95%～97%，生化污泥10m3d-1，·含水率99.2%～n99.6%，污泥贮池尺寸为5.0m×5.0m×5.5m；内设框式搅拌器1台，搅拌转速0~100r·min-1，功率3kW；设排泥泵2台，1用1备，单台功率1.5kW。3.2.10污泥浓缩及脱水污泥浓缩池尺寸为直径3m×5m，1座，固体通量30kg·m-2·d-1，间歇浓缩，底流污泥含水率95%左右；污泥脱水采用1台SDG2000型带式压滤机，单台处理量10~12.5m3h-1干固体处理量200～250·，kgTDS·h-1。4n调试及运行结果工程于2006年10月开始调试运行，将同类型的制革厂厌氧脱水污泥40m3接种于UASB反应池，池内污泥浓度达到10000mg·L-1以上，城市污水处理厂脱水污泥10m3接种于SBR池，池内污泥浓度达到3000mg·L-1。铬液产生量较小，间歇运行，铬液贮池潜污泵启动的同时启动加药泵，调节NaOH、MgO的投加量，控制混合液的pH在10以上，投药完成后静置2h排出上清水。综合废水调试前1周，采用间歇进水方式运行，UASB反应器进水2h间歇2h，每天总进水时间n12h，进水强度为35m3·h-1，则每天进水总量为设计值的1/4。1周后改为连续进水，同时UASB出水50%左右回流至加热池，进水负荷维持原来水平，则UASB的容积负荷不变，期间每天2次监测出水COD、VFA、pH，控制COD、VFA分别在900mg·L-1、200mg·L-1以下、pH7.0以上，每隔2周增加1次进水水力负荷，增加量5m3h-1，·4个月后进水量增加到65m3·h-1，其间向进水中补充尿素、磷肥等营养物质以提高接种污泥中菌种的活性及适应能力。4个月内数次出现监测数据异常，COD达到了1300～1500mg·L-1、VFA400～500mg·L-1，主要是由于进水水质波动引起，通过减小进水强度、加大回流顺利解决。UASB调试的第4个月后逐步减少出水回流n量，6个月后UASB池开始出现颗粒污泥，粒径0.5mm左右，UASB出水各项指标均未再出现波动。好氧系统调试较为简单，严格按照非限制性曝气方式运行，由于调试期间的有机物负荷远低于设计值，加之出水通过气浮把关，出水均未出现超标现象。9个月后的连续监测数据见表2，进水水质指标除COD、BOD5的个别监测值高于设计值外，其他指标均达到或优于设计值，NH3-N的去除效果良好。工程总造价185万元，其中土建投资70万元，表2各处理单元运行效果Table2Resultsofmainwastewatertreatmentsections处理单元COD/mg·L-1BOD5/mg·L-1SS/mg·L-1nNH3-N/mg·L-1色度/倍总铬/mg·L-1pH铬鞣废水-----0.3~1.29.5~11.8曝气调节池2856~42321523~2231655~121111.5~39.250~800.08~0.227.6~8.5混凝沉淀池2630~37861450~1899210~3899.8~20.640~80-7.5~8.5UASB反应器698~1134379~656135~30617.6~32.160~90-6.6~7.3SBR池95~16730~4465~835.5~18.5n20~70-7.2~8.1气浮67~10818~2326~551.8~11.610~50-7.2~8.0n水处理技术第34卷第7期88设备投资115万元，运行费用1.76元·m-3废水，其中药剂费约0.6元的废水。5工程经验生产羊剪绒系列产品的羊皮制革企业综合废水采用预曝气+混凝沉淀+UASB+SBR+气浮的处理工艺，处理水能够达到国家污染物综合排放标准（GB8978-1996）一级标准要求；其中铬鞣废水单独采用加碱沉淀法处理，上清液进入综合废水处理系统。制革企业废水排放的间歇性较强，设计中应充分考虑调节池的水量调节作用。废水温度一般在n15～20℃，尤其是调节池较大时冬季降温明显，采用UASB反应器需要进行加热以提高厌氧处理效率。物化污泥、生化污泥及气浮污泥混合收集，污泥贮池会产生污泥分层现象，应采取搅拌措施。由于SBR池间歇性排水，SBR后续管道、设备及构筑物应按照最大流量进行设计。参考文献:[1]吴浩汀.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,2002.[2]马宏瑞.制革工业清洁生产和污染控制技术[M].北京:化学工业出版社n,2004.[3]隋智慧,关美艳,张景彬.SBR工艺在制革废水处理中的应用[J].皮革化工,2006,23(2):37-42.[4]陈伟京.制革废水处理工程设计[J].工业水处理.2006,26(7):84-85.[5]马兴元,俞从正,李小星,等.制革废水UASB处理的几个主要影响因素[J].水处理技术.2005,31(7):66-68.WASTEWATERTREATMENTDESIGNFORTANNERYWITHSHEEPSKINXUHong-bin1,SONGHong-jie1,WANGXiang2n(1.SchoolofEnvironmentandWaterConservancy,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001,China;2.ZhengzhouUniversityEnvironmentalTechniqueConsultation&EngineeringDesignCompany,Zhengzhou450001,China)Abstract:Thewastewateroftannerywithsheepskinwascharacterizedwithcomplexcomponents,highorganicconcentrationandhighheavymetal.Thewastewatertreatmentprocessesincludingmixing,flocculating,UASBreactorandSBRwereusedtotreatwastewaterandtheeffluentcouldreachtotheI-ClassofIntegratedWastewaterDischargeStandard.Keywords:tannerywithsheepskin;wastewatertreatment;UASB;SBRn!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!简讯矿井水处理控制系统为了降低水处理的成本、确保水质的稳定，兖州矿业（集团）公司济宁二号煤矿增设了套技术较先进的矿井水处理系统，对矿井水处理的全过程实行微机自动化控制。其工艺流程如下：井下中央泵房将矿井水排放至一级站调节池，使矿井水得以贮存和均化预沉，然后出水自流至二级站调节池。经过水质水量调节以后在提升泵前加入混凝剂PAC，泵后加入絮凝剂PAM后，进入水力循环澄清池，经过混合、絮凝反应沉淀后，出水自流进入重力式无阀滤池，过滤后经消毒处理流入中间请水池。根据需要经输水泵房输水泵将中间水池一部分处理后的水直接供给电厂、洗煤、注浆、道路洒水、绿化用水等，一部分经输水泵再次提升至800m3工业清水池，经加压泵供给井下复用。洗煤厂来水（洗煤水）进入洗煤水池，再由原水泵打入斜板沉淀池，经原矿井水处理系统加药处理后，出水进入洗煤消防水池或者达标排放。一级站调节池和斜板沉淀池排泥进入一级站污泥池，由潜污泵打入洗煤厂煤泥浓缩池。二级站调节池和水力循环澄清池排泥进入二级站污泥池，由污泥泵排到一级站污泥池或者直接排入洗煤厂n煤泥浓缩池。矿井水处理设备的起停控制、运行工况监控和设备间运行联锁逻辑控制、声光报警等由PLC控制系统控制。该控制系统可以脱离上位机独立工作。处理后达标的外排水减轻了对环境的污染。通过真实有效的数据，增加了矿井水处理的透明度，避免了矿方与环保部门因数据问题而引发的纠葛。此外，出水水质的稳定，以经达到生活杂用水的标准，亦扩大了用水的范围。按目前日平均处理5700m3计算，全年节省水处理成本139万元、水资源费33万元、水源井运行电费12万元、打井费用15万元。（李剑峰）