牛皮制革廢水治理工程

江蘇省某牛皮制革廠，為國內較大型牛皮制革生產廠家之一，其廢水排放量約1800m3/d，有機污染物濃度高，懸浮物多，含有重金屬鉻等有毒物質，且外觀污濁、氣味難聞，周圍群眾反應強烈。該企業原有一套污水處理系統，采用催化氧化脫硫后，再經混凝沉淀處理外排。隨著當地對環保要求的提高，原有設施處理后的總排水已遠遠不能達到GB8978-1996新廢水排放標準中有關制革廢水的二級排放標準。為此，業主委托我公司對原有污水處理系統進行改造。經過四個多月的調試運行，系統運行可靠，出水穩定達標，同時在不斷優化運行參數的基礎上，運行成本有了明顯的下降。
　　
1 廢水的來源及特點
　　
　　該廠制革生產工藝流程如圖1所示。制革廢水主要來自準備工段和鞣制工段，有含高濃度氯化物的原皮洗滌水和浸酸水，含石灰和硫化鈉的強堿性脫毛浸灰廢水，含三價鉻的藍色鉻鞣廢水，含丹寧和沒食子酸的茶褐色植鞣廢水，含油脂及其皂化物的脫酯廢水，加脂染色廢水和各工段沖洗廢水等，其中以脫脂廢水、脫毛浸灰廢水、鉻鞣廢水污染最為嚴重。
　　
　　制革廢水水量隨時間變化大，往往是間歇排水，在5h的排放高峰期，排水量可占總排水量的70%；水質差別也大，該廠廢水濃度高：CODcr=16000mg/l，Cr3+ =2mg/l800mg/l，S2-=300mg/l；低時：CODcr=600mg/l，Cr3+ =2mg/l+ =2mg/l，S2-=10mg/l；混合廢水呈堿性，有毒，難降解物質含量高，外觀污濁，氣味難聞，排放量為1200～1800m3/d，水質指標：pH 8.5～10, CODcr 為5000～12000mg/l,BOD5為2000～6000mg/l, Cr3+ =2mg/l+為80～180mg/l, S2-為40～200mg/l,SS為 3000～5000mg/l,Tss為8000～16000mg/l,色度為120～300倍。

2 廢水處理系統
　　
2.1 處理工藝
　　廠區內各路制革污水經格柵后進入集水池；再由泵提升至預曝氣調節池，此池中視水質情況投加Ca(OH)2(調節pH在8～9之間，一般勿需調)、MnSo4進行催化氧化脫硫；再泵至豎流式沉降器，管道混合投加FeSO4和PAM－，使S2－形成FeS↓沉淀，Cr3+形成Cr(OH)3↓，去除絕大部分SS、S2-和Cr3+；上清液自流入一體化氣浮裝置，在攪拌作用下依次投加適量液堿、PAC、PAM－，徹底去除細小SS和Cr(OH)3微絮體，確保生化進水水質；出水用管道泵提升至強化活性污泥池，大幅度去除溶解性的有機物；然后再自流入斜板二沉池，視水質情況投微量PAC和PAM－，確保出水達標排放。二沉污泥大部分回流至生化池補充菌種，剩余污泥同初沉、氣浮污泥一并進入污泥儲池，再由帶式壓濾機脫水后外運妥善處置。

2.2 主要工藝參數
　　污水處理系統設計處理量為1800m3/d (75m3/h)，實際平均每天運行約18h，主要工藝參數列于表1。

表1 污水處理系統設計運行參數
 

2.3 運行處理效果
　　
　　經過近一年的運行,污水處理系統運行可靠，出水穩定達標(GB 8978-1996 二級)，表2為實際運行監測結果。

表2 污水處理設施運行監測數據

3 討論與分析
　　
(1)工藝成熟可靠，耐沖擊負荷性能佳
　　本工藝在生化處理前采取了強有力的物化處理措施，有效地保證了生化進水水質的較穩定性，從而促成了整個系統的穩定達標運行。硫化物去除的徹底，采用催化氧化脫硫和FeSO4化學沉淀法脫硫雙重措施保障；沉淀和氣浮相結合，互相取長補短，將生化進水水質保障到了最佳狀態。
　　
(2)生化前氣浮效果顯著
　　在沉淀與生化之間加一級氣浮，既緩解了有時沉淀效果差的矛盾，同時又對生化進水起到了預曝氣的作用，更為重要的是使皮革廢水中較難生物降解、易起泡的表面活性物質得到了較徹底的去除，為生化池的高效、少泡沫運行創造了有利的條件。

(3)強化活性污泥法
　　本工藝生化池實際上是普通推流式活性污泥法裝置，但在池中放置了球形懸浮填料，有效地富集了好氧微生物，提高了混合液污泥濃度，增大了池容負荷；由于前處理脫硫投加了硫酸亞鐵，從而使廢水中含有鐵元素，鐵不僅是微生物生長的必要元素之一，而且是細胞色素的重要組成部分，在生物氧化過程中起著傳遞電子的作用，在鐵化學絮凝和生物絮凝的協同作用下，能把有機物富集在微生物群體周圍，以強化生物氧化、生物絮凝過程，提高曝氣池污泥濃度，使得污泥指數降低且沉降性能好，污泥密實，并能承受水質波動和毒物沖擊。

(4)生化后采用沉淀效果佳
　　由于生物鐵活化污泥本身較普通活性污泥致密、沉淀時間短、效果好，因而在生化后采用沉淀法進行泥水分離為最佳選擇。本工藝設計中有加PAC、PAM－管路及反應裝置，確保在氣溫低的冬天或其他因素影響導致生化效果差的條件下仍能達標排放。筆者曾在現場調試，發現該污水生化后采用氣浮代替二沉效果很差，經分析認為原因是生化后水中表面活性物質很少，表面張力顯著提高，從而導致氣浮效果差。

(5)在提高操作管理水平前提下，可顯著降低處理成本
　　經核算，該廠廢水處理直接成本(藥劑＋電費＋人工)為1.2元/m3廢水，其中藥劑費用為0.60元/m3，在實際運行中發現，但初沉效果較好時，氣浮系統可基本不加藥劑或少加；生化后一般情況下勿需投加藥劑；當進水負荷較低時，可縮短曝氣時間，實現間歇曝氣，利用球形填料上附著的微生物和水中剩余DO進行生物降解，亦能達到預期效果。總之，在提高操作工專業水準的前提下，廢水處理成本還可顯著下降。
　　
4. 結論與建議
(1)采用物化(沉淀＋氣浮)與生化(強化活性污泥法)處理相結合的方法處理制革廢水，具有耐沖擊負荷性能佳，能確保出水達標排放等優點。
(2)在提高操作人員管理水平的前提下，可顯著降低廢水處理成本，節約運行費用。
(3)制革廢水經生化處理后，泥水分離慎用氣浮，以免造成出水水質很差。