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物化-水解酸化-CAST工艺处理制革废水

发布日期:2011-05-07  浏览次数:1284

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文章摘要:  制革工业是我国国民经济中的重要工业部门。进入90年代后,皮革工业的发展给我国生态环境造成很大压力,尤其是其废水排放量大

  制革工业是我国国民经济中的重要工业部门。进入90年代后,皮革工业的发展给我国生态环境造成很大压力,尤其是其废水排放量大,成分复杂,治理费用高,一直是国内外废水处理的难题。本文将对制革处理技术及应用中的一些问题进行探讨。

  1. 废水的水质水量

  浙江某制革工业区,有多家加工猪皮、牛皮的专业制革生产企业。该工业区的废水主要来自于准备、鞣制和其他湿加工工段,日排放废水4500~6000m3,故设计日最大进水流量6000m3/d。在制革过程中,大量的蛋白质、脂肪转移到废水废渣中,另外在加工过程中采用的大量化工原料,如酸、碱、盐、硫化钠、石灰、铬鞣剂、加脂剂、染料等,相当一部分进入废水之中。该工业区的废水排放浓度见表1。

  表1 废水水质指标

CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)SS(mg/l)总Cr(mg/l)S2-(mg/l)pH值
2500~30001000~15001200~210010~4525~756.5~10.5

  根据该工业区的位置及及环保要求,废水经处理后应达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级标准,即CODcr≤300mg/l, BOD5≤100mg/l, SS≤150mg/l, S2-≤1.0mg/l, 总Cr≤1.5mg/l。

  2. 处理工艺

  2.1  工艺流程

  本制革废水的BOD5/CODcr的比值在0.30~0.55之间,可生化性较好,但由于其含有对于生化处理有毒有害的物质S2-和Cr3+,并且悬浮物也很高,采用“物化+生化”处理工艺,工艺流程如图1所示。

  

  2.2  工艺流程说明

  为了提高后续处理构筑物的处理效率,废水在进入调节池之前先进入预沉池去除一部分沙土粒、肉屑、皮毛等杂物,同时可节约大量的药剂费用。在进入生化处理前,必须去除绝大部分的S2-和Cr3+,以免影响生化效果。调节池中预对S2-的去除有一定作用,但都不能彻底地去除硫化物。在此主要通过在反应池中投加FeSO4溶液,发生反应:Fe2++S2-=FeS  ,由于FeS颗粒小,沉降慢,易被带入生化系统,因此考虑再投加助凝剂PAC。实践证明,该反应进行彻底、完全,生成的难溶固体物质在初沉池经混凝沉淀分离后,废水中的S2-得到绝大部分去除。

   皮革废水中的铬离子主要以Cr3+形态存在,虽然比Cr6+对人体危害小,但它能在环境或动植物体内产生积累,而对人体健康产生长远影响。除和含硫废水混合后去除少部分外,在此主要通过在反应池中投加NaOH溶液,发生反应:

   , 经混凝沉淀分离后使Cr3+得到去绝大部分去除。

  生化处理采用兼氧和好氧相结合的工艺。兼氧采用接触式水解酸化工艺,可提高废水的可生化性,同时去除部分COD和SS。好氧采用CAST工艺,它是改良的SBR工艺,具有有机物去除效率高、抗冲击负荷能力强等特点。

  3. 主要各构筑物及设备

  3.1  格栅井

  格栅井尺寸2.5×6×3.5m,内设两台旋转式自动细格,型号:HZ900。

  3.2  提升井

  提升井,HRT=45min,池子尺寸7×7×4.5m,内设3台潜污泵,1台备用。潜水泵型号:QW180-10-7.5。

  3.3  预沉池

  采用辐流式中心进水周边出水的沉淀池,表面水力负荷0.80m3/m2.h,尺寸Φ20,池边总高为4.0m。池中设半桥式周边传动刮泥机1台,池边安装两台排泥泵定期排泥至污泥浓缩池。

  3.4  调节池

  调节池水力停留时间HRT=12h,池子尺寸25×25×5.50m。调节废水水质,同时去除部分S2-,采用复叶推流式机,型号为O2BG-7.5,共3台。

  3.5  反应池

  反应池系统共分三格,分别用于投加FeSO4、PAC、NaOH,废水在各反应池停留时间约10min,各反应池尺寸为3.5×3.5×3.5m,内置搅拌机各1台。

  3.6  初沉池

  采用幅流式沉淀池,用于反应池反应后产生的不溶沉淀物、絮体的沉淀分离。表面水力负荷0.80m3/m2.h,尺寸Φ20,池边总高为4.0m。池中设半桥式周边传动刮泥机1台。

  3.7  水解酸化池

  采用接触式水解酸化工艺,提高废水B/C值,以利于后续好氧生化的处理。水解池子内挂弹性立体填料,底部设排泥管,定期排出多余杂质等。HRT=10h,池子尺寸为25×20×5.6m。

  3.8  CAST池

  CAST池主要设计参数:污泥负荷0.10~0.15kgBOD5/KgMLSS.d,运行周期6h,其中时间4h,HRT=28h。池子共分2格,单格尺寸46×15×5.5m。采用三叶罗茨鼓风机,型号:RE-200,共3台,2用1备。CAST池的运行周期、进水阀门、空气阀门、撇水器、水泵等均由PLC程序控制器自动控制。

  3.9  污泥浓缩池

  污泥采用机械浓缩,浓缩池固体负荷采用45kg/m2.d,尺寸为Φ9,池边总高为4.0m。池中设中心悬挂式浓缩机1台。

  3.10  污泥脱水机房

  采用带式压滤机脱水,型号:DY2000,共3台,2用1备。压滤后的泥饼含水率一般在75%~80%之间,便于外运。

4. 运行结果

  该工程建成后进过5个多月的调试,运行效果良好。对CODcr、BOD5、S2-、总Cr的去除率均在90%以上,处理出水优于《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级标准(见表2)。

   表2 制革废水处理效果                        (单位:mg/l)

月份进   水出   水
CODcrBOD5S2-总CrpH值CODcrBOD5S2-总CrPH值
11225096030129.5235650.750.988.5
122780125058258.5265780.821.028.4
12650115052239.0263720.951.257.6
22350105040198.8242630.650.868.0
32730118062277.8273840.731.188.2
42580107548188.3255680.861.057.8

  注:以上指标均为当月多次测定的平均值

  从表2上不难看出,废水水质变化较大,但其出水基本都能达到国家标准。经分析主要是由于设置了较大容积的调节池,同时CAST具有较强的抗冲击能力。

  5. 主要经济技术指标

  该工程总投资为785万元,总占地面积为8200m2。该废水处理站总装机功率为455KW,使用功率为298KW。运行成本为1.52元/t,其中人工费0.05元/t、电费0.82元/t、药剂费0.55元/t,污泥外运费0.10元/t。

  6. 结论和建议

  (1)采用物化-水解酸化-CAST法处理制革废水,对CODcr、BOD5、S2-、总Cr的去除率均在90%以上,处理出水优于国家二级标准。如废水处理出水要到达国家一级标准,CAST池出水还需进行后续处理,如增添汽浮设施等。

  (2)CAST工艺在该工程应用中具有运行灵活,自动化程度高,处理效果好,抗冲击能力强的特点。建议进气阀及头选用进口设备,以免影响沉淀及效果。

  (3)由于制革废水中含有大量的可沉污染物且沉降污泥易板结,沉淀池容易出现因污泥淤塞而无法正常使用。本工程预沉池采用了螺杆泵排泥,没有出现上述问题。

  (4)当制革采用表面活性剂时,预池会有大量泡沫出现,设计时应采取消泡措施。

  参考文献

  [1] 武江津,王凯军等. 三废处理工程技术手册(废水卷)北京:化学工业出版社,1996,7:122-137.

  [2] 于尔杰,张杰等. 给排水工程快速设计手册2 北京:中国建筑工业出版社,1998,5(3):103-105.

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