江苏省某牛皮制革厂，为国内较大型牛皮制革生产厂家之一，其废水排放量约1800m3/d，有机污染物浓度高，悬浮物多，含有重金属铬等有毒物质，且外观污浊、气味难闻，周围群众反应强烈。该企业原有一套污水处理系统，采用催化氧化脱硫后，再经混凝沉淀处理外排。随着当地对环保要求的提高，原有设施处理后的总排水已远远不能达到GB8978-1996新废水排放标准中有关制革废水的二级排放标准。为此，业主委托我公司对原有污水处理系统进行改造。经过四个多月的调试运行，系统运行可靠，出水稳定达标，同时在不断优化运行参数的基础上，运行成本有了明显的下降。
1 废水的来源及特点
该厂制革生产工艺流程如图1所示。制革废水主要来自准备工段和鞣制工段，有含高浓度氯化物的原皮洗涤水和浸酸水，含石灰和硫化钠的强碱性脱毛浸灰废水，含三价铬的蓝色铬鞣废水，含丹宁和没食子酸的茶褐色植鞣废水，含油脂及其皂化物的脱酯废水，加脂染色废水和各工段冲洗废水等，其中以脱脂废水、脱毛浸灰废水、铬鞣废水污染最为严重。
制革废水水量随时间变化大，往往是间歇排水，在5h的排放高峰期，排水量可占总排水量的70%；水质差别也大，该厂废水浓度高：CODcr=16000mg/l，Cr3+ =2mg/l800mg/l，S2-=300mg/l；低时：CODcr=600mg/l，Cr3+ =2mg/l+ =2mg/l，S2-=10mg/l；混合废水呈碱性，有毒，难降解物质含量高，外观污浊，气味难闻，排放量为1200～1800m3/d，水质指标：pH 8.5～10, CODcr 为5000～12000mg/l,BOD5为2000～6000mg/l, Cr3+ =2mg/l+为80～180mg/l, S2-为40～200mg/l,SS为 3000～5000mg/l,Tss为8000～16000mg/l,色度为120～300倍。
2 废水处理系统
2.1 处理工艺
厂区内各路制革污水经格栅后进入集水池；再由泵提升至预曝气调节池，此池中视水质情况投加Ca(OH)2(调节pH在8～9之间，一般勿需调)、MnSo4进行催化氧化脱硫；再泵至竖流式沉降器，管道混合投加FeSO4和PAM－，使S2－形成FeS↓沉淀，Cr3+形成Cr(OH)3↓，去除绝大部分SS、S2-和Cr3+；上清液自流入一体化气浮装置，在搅拌作用下依次投加适量液碱、PAC、PAM－，彻底去除细小SS和Cr(OH)3微絮体，确保生化进水水质；出水用管道泵提升至强化活性污泥池，大幅度去除溶解性的有机物；然后再自流入斜板二沉池，视水质情况投微量PAC和PAM－，确保出水达标排放。二沉污泥大部分回流至生化池补充菌种，剩余污泥同初沉、气浮污泥一并进入污泥储池，再由带式压滤机脱水后外运妥善处置。
2.2 主要工艺参数
污水处理系统设计处理量为1800m3/d (75m3/h)，实际平均每天运行约18h，主要工艺参数列于表1。
表1 污水处理系统设计运行参数
|
构 筑 物
|
工 艺 参 数
|
|
调 节 池
|
总容积2000m3，可储存一天的废水
|
|
初 沉 池
|
表面负荷为1.5m3/(m2·h)
|
|
气 浮 池
|
有效池容7.5×2.5×2.5, q =4m3/(m2·h)
|
|
生 化 池
|
HRT=16h,容积负荷Nv=2.4kg COD/(m3·d)，SV30=25%，DO=2～4mg/l
|
|
二 沉 池
|
HRT=1.2h，q = 3m3/(m2·h)
|
2.3 运行处理效果
经过近一年的运行,污水处理系统运行可靠，出水稳定达标(GB 8978-1996 二级)，表2为实际运行监测结果。
表2 污水处理设施运行监测数据
|
序号
|
指 标
|
调 节 池
|
初 沉 池
|
气 浮 池
|
二 沉 池
|
标 准
|
|
进水
|
出水
|
出水
|
效率(%)
|
出水
|
效率(%)
|
出水
|
效率(%)
|
|
1
|
PH
|
8.6
|
8.2
|
7.2
|
/
|
8.0
|
/
|
7.5
|
/
|
6～9
|
|
2
|
CODcr
|
8000
|
6000
|
3000
|
50
|
2000
|
33
|
200
|
90
|
300
|
|
3
|
SS
|
4000
|
4200
|
200
|
95
|
20
|
90
|
25
|
/
|
200
|
|
4
|
S2-
|
150
|
80
|
10
|
87
|
8
|
20
|
0.5
|
94
|
1.0
|
|
5
|
总铬
|
140
|
100
|
2.0
|
98
|
1.0
|
50
|
0.4
|
60
|
1.5
|
3 讨论与分析
(1)工艺成熟可靠，耐冲击负荷性能佳
本工艺在生化处理前采取了强有力的物化处理措施，有效地保证了生化进水水质的较稳定性，从而促成了整个系统的稳定达标运行。硫化物去除的彻底，采用催化氧化脱硫和FeSO4化学沉淀法脱硫双重措施保障；沉淀和气浮相结合，互相取长补短，将生化进水水质保障到了最佳状态。
(2)生化前气浮效果显着
在沉淀与生化之间加一级气浮，既缓解了有时沉淀效果差的矛盾，同时又对生化进水起到了预曝气的作用，更为重要的是使皮革废水中较难生物降解、易起泡的表面活性物质得到了较彻底的去除，为生化池的高效、少泡沫运行创造了有利的条件。
(3)强化活性污泥法
本工艺生化池实际上是普通推流式活性污泥法装置，但在池中放置了球形悬浮填料，有效地富集了好氧微生物，提高了混合液污泥浓度，增大了池容负荷；由于前处理脱硫投加了硫酸亚铁，从而使废水中含有铁元素，铁不仅是微生物生长的必要元素之一，而且是细胞色素的重要组成部分，在生物氧化过程中起着传递电子的作用，在铁化学絮凝和生物絮凝的协同作用下，能把有机物富集在微生物群体周围，以强化生物氧化、生物絮凝过程，提高曝气池污泥浓度，使得污泥指数降低且沉降性能好，污泥密实，并能承受水质波动和毒物冲击。
(4)生化后采用沉淀效果佳
由于生物铁活化污泥本身较普通活性污泥致密、沉淀时间短、效果好，因而在生化后采用沉淀法进行泥水分离为最佳选择。本工艺设计中有加PAC、PAM－管路及反应装置，确保在气温低的冬天或其他因素影响导致生化效果差的条件下仍能达标排放。笔者曾在现场调试，发现该污水生化后采用气浮代替二沉效果很差，经分析认为原因是生化后水中表面活性物质很少，表面张力显着提高，从而导致气浮效果差。
(5)在提高操作管理水平前提下，可显着降低处理成本
经核算，该厂废水处理直接成本(药剂＋电费＋人工)为1.2元/m3废水，其中药剂费用为0.60元/m3，在实际运行中发现，但初沉效果较好时，气浮系统可基本不加药剂或少加；生化后一般情况下勿需投加药剂；当进水负荷较低时，可缩短曝气时间，实现间歇曝气，利用球形填料上附着的微生物和水中剩余DO进行生物降解，亦能达到预期效果。总之，在提高操作工专业水准的前提下，废水处理成本还可显着下降。
4. 结论与建议
(1)采用物化(沉淀＋气浮)与生化(强化活性污泥法)处理相结合的方法处理制革废水，具有耐冲击负荷性能佳，能确保出水达标排放等优点。
(2)在提高操作人员管理水平的前提下，可显着降低废水处理成本，节约运行费用。
(3)制革废水经生化处理后，泥水分离慎用气浮，以免造成出水水质很差。 |
