鲁牛皮业5000吨综合废水处理方案.docx

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鲁牛皮业5000吨综合废水处理方案

鲁牛皮业XX5000吨综合

废水处理工程

设

计

方

案

二零一三年七月五日

第一章总论

第一节概况

第二节方案编制的依据、原则和X围

第三节工艺方案

第四节结论

第二章基础参数的确定

第三章工艺流程

第一节工艺流程的选择、确定

第二节工艺说明

第三节工艺特点

第四节活性污泥的影响因素

第五节处理效果分析

第四章综合污水处理主要构筑物及设备

第一节主要构筑物及设备能力选择

第五章投资概算及处理成本核算

第一节投资概算

第二节处理成本核算

第一章总论

第一节概况

为引起人们对环境问题的重视，联合国将每年的六月五日定为世界环境日，并发出“只有一个地球”的警告。

生态的平衡和环境保护已成为当今各国政府和人民密切关注的世界性的社会问题。

它关系到人们的生活与健康、经济的发展和子孙后代的幸福。

在环境问题变得如此十分严峻的时代，以脏、乱、臭、累闻名的制革工业已面临空前的压力。

制革污水是水环境污染的重要污染源之一，也是号称“三大废水”（造纸废水、印染废水、制革废水）之一。

治理问题较多，难度较大，这与我国目前制革厂规模小，散布广，管理不严，不重视科学技术等诸多因素有关。

国家已经明确指出，这些污染大户（如造纸厂、印染厂、制革厂）如果不上污水处理设施，排放的污水不能达到排放标准，将迫使他们关、停、并、转。

国务院《关于环境保护若干问题的决定》明确指出，限“十五小”企业于一九九六年九月三十日以前全部下马，已表明了国家所下的决心。

制革业是产生大量污水的行业，制革污水不仅量大，而且是一种成分复杂、高浓度的有机废水，其中含有大量石灰、染料、蛋白质、盐类、油脂、氨氮、硫化物、铬盐以及毛类、皮渣、泥砂等有毒有害物质。

CODCr、BOD5、硫化物、悬浮物非常高，是一种较难治理的工业废水。

国内现有500多家工业规模的制革厂，15000多家小型制革厂，还有许多小作坊无法统计。

大部分制革厂建有环保设施，但达到国家排放标准且正常运行的为数不多，大都是因为处理工艺不合理、运行费用太高（处理水越多，企业背的包袱越大）、运行管理麻烦，而不能正常运行，大多数制革厂废水未经处理或只经过简单沉淀后直接排入河流或湖泊，有的甚至渗坑排放。

1、我国皮革行业污染特点

皮革行业有句行话说“水里捞金”是非常形象的，由于制革生产的湿加工都是在水中进行的，很多的皮革化工原料都要加到水中，而制革生产中的原料皮又不可能将水中的化工原料吸收完全，而且有的化工原料吸收率特别低，如制革生产中的浸灰脱毛工序，所使用的石灰、硫化钠和硫氢化钠的吸收率只有约10～30%，从转鼓中排出时硫化物有3000多mg/l，COD高达十几万mg/l；还有从原料皮中溶解下来的蛋白质能过分解以后，释放出来的氨氮浓度也特别高，致使经处理过的污水中的氨氮含量比没有处理前的氨氮含量还高；另外在加工皮革时所使用的表面活性剂被排放到废水后，不但比较难去除，还影响到了微生物的生长；在制革过程中还使用了重金属铬，需要单独处理，否则会影响微生物的生长,不回收随着制革污泥排放到环境中又是危险废弃物等等。

另外制革废水的排放，还因为原料皮（牛皮、羊皮、猪皮）的不同，加工工艺的不同，成品皮革的不同（鞋面革、服装革、沙发革、箱包革等等），废水水质相差特别大，这些都是制革废水比较难治理的原因。

2、皮革废水的性质

CODCr、BOD5、硫化物、氨氮、悬浮物等非常高，是一种较难治理的工业废水。

在制革生产中，由于原料皮的不同、加工工艺不同、成品的不同，污水水质差别很大，尤其是COD的差别，就山羊皮和绵羊皮而言，COD的差别都在1800～6100mg/l，由于制革生产中使用了大量的脱脂剂、加脂剂和表面活性剂，污水通过常规的曝气好氧活性污泥法进行处理，容易产生大量的泡沫，活性污泥会随着泡沫跑掉。

所以，常规的曝气活性污泥法当用在制革污水的处理时，就需要对工艺进行适当的调整。

滨州鲁牛皮业XX，位于滨州市沾化县城北工业园内。

针对该地的气候和环境条件以及该厂的实际情况，经过认真考虑、研究，并进行了充分论证，本着投资省，占地较少，运行费用低的原则，现拟出本方案.

第二节方案编制的依据、原则、X围

一、设计依据

1、《中华人民XX国水污染防治法》《实施细则》（2003.3.20）。

2、滨州鲁牛皮业XX提供的该厂污水的水量和水质数据。

3.《中华人民XX国环境保护法》（1989年12月26日）

4.XX科技大学在国内多项污水治理项目中的研究成果与运行经验。

5.《中华人民XX国水法》（2002年9月2日）

6.《室外排水设计规X》（GBJ14-87,1997年版）

7.《给水排水制图标准》（GB/T50106-2001）

8.《建筑给水排水设计规X》（GB50015-2003）

9.《给水排水工程管道结构设计规X》（GB50332-2002）

10．《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-1990）

11．《生活杂用水水质标准》（CJ25.1-1989）

12．《给水排水工程结构设计规X》（GBJ69-1984）

13．《给水排水设计手册》（1-11册）

14．《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）

15．《地表水环境质量标准》（GB14554-93）

16．《污水综合排放标准》（GB8978-96）

17．《建筑抗震设计规X》（GB50011-2001）

18．《混凝土结构设计规X》（GB50010-2002）

19．《钢结构设计规X》（GB50017-2003）

20．《建筑地基基础设计规X》（GB50007-2002）

21．《建筑结构荷载规X》（GB50009-2001）

22．《地下工程防水技术规X》（GB50108-2001）

23．《采暖通风与空气调节设计规X》（GB50019-2003）

24．《建筑设计防火规X》（GB14554-93）

25．《低压配电设计规X》（GB5004-95）

26．《建设项目经济评价方法与参数》（第二版1993年）

27．《城市污水处理工程项目建设标准》（修订）（建设部2001.6.1）

28.《工业与民用电力装置的接地设计规X（试行）（GBJ65-83）

29．《供配电系统设计规X》（GB50052-95）

30．《电力工程电缆设计规X》（GB50217-94）

31．《建筑物防雷设计规X》（2000年版）（GB50057-94）

32.《XX省海河流域水污染物综合排放标准》DB17/675-2007

二、设计原则

1、符合国家现行的污水排放标准；

2、以好氧生化+生物脱氮技术为主，辅以物化手段，进行优化组合的综合工艺，尽量减少占地，减少投资和运行管理费用；

3、操作、维护方便，达标并运行稳定；

4、贯彻持续发展战略，推广清洁生产工艺，做到综合利用，使环境效益和经济效益有机结合。

5、充分考虑当地气温、气候条件采取保温防冻措施，确保冬季正常运行。

三、设计X围

根据滨州鲁牛皮业XX现有生产规模和实际情况，按设计处理能力5000m3/d计算，提出综合污水处理方案、污水处理厂投资概算、处理成本核算及处理费用概算。

第三节工艺方案

根据编制依据、原则和厂方实际情况，重点在污染源的控制，推行清洁生产技术，减少污染源，减少排污总量；在污染源有效控制的基础上，引进先进的制革污水治理技术，提高处理效果并稳定达标运行。

现给出滨州鲁牛皮业XX制革废水处理工艺方案如下：

一、实行清洁生产工艺，清污分流，铬单独回收处理

1、尽量实行小液比，铬鞣高吸收技术或铬的回收循环使用技术

2、尽量采用环保型脱脂剂和无害化染料。

二、调整制革工艺中废水处理（或回收）工艺

1、引进新工艺，改进含铬废水处理工艺，降低成本。

尽可能的使用废铬液的循环，当循环系统出现意外或突发事件时，废铬液的处理使用如下处理回收工艺：

含铬废水通过转鼓下方的集液小槽分流至车间外的铬液储存池，然后再泵入铬液反应池进行加碱沉淀处理，铬泥利用板框压滤机进行脱水干化，上清液进入综合废水处理系统。

2、含硫废水处理，采用催化氧化处理工艺。

尽量使用清洁生产技术，使含硫废水循环利用，并可减少约70%的有机物和有机氮产生。

如果脱毛系统出现意外或发生突发事件，含硫废水通过细格栅分离掉水中的肉屑、毛渣、石灰等不溶性物质流至储存池。

储存池的含硫废水进入催化氧化池进行脱硫，脱硫后的废水进入综合废水处理系统。

3、综合废水处理采用物化、生化相结合，缺氧好氧相结合，采用新技术提高处理效果，降低运行成本。

（1）综合污水首先通过粗细两道格栅，去除皮渣，肉屑；进入沉砂池，将水中的肉屑、毛渣、石灰等不溶性物质沉淀下来，去除大部分泥砂，进入曝气调节池，进行水质水量的调节，再经过水泵提升，使后续处理达到重力自流。

（2）调节沉砂的污水，进入初沉池，进行混凝沉淀，然后再进入一级A/O生化池，去除大部份COD和部分氨氮，再经过二级A/O脱氮池进行深度脱氮处理，后有二沉池，进行泥水分离后，达标排放。

（3）污泥经浓缩后，采用廂式压滤机脱水干化处理

三、采取保温措施，确保冬季达标排放。

1、对整个生化系统加盖保温，减少温度的散失。

2、采用地下构筑建设，利用地温。

3、充分利用锅炉余热，对初沉池出水加热升温。

第四节结论

为保护水资源和生态环境，滨州鲁牛皮业XX污水处理工程的建设是非常必要的。

根据试验，综合污水经沉淀、加药沉淀、一级生化处理、二级A/0生物脱氮，完全可以达到滨州鲁牛皮业XX所要求的综合污水排放标准。

该工艺占地略少、投资较省、工艺先进、操作简单、运行成本低、处理效果好，具有显著的经济效益、社会效益、环境效益，真正做到三个效益的统一，是科学可行的。

第三章工艺流程

第一节工艺流程的选择、确定

针对以上处理制革污水所存在的问题，我们进行了认真的分析研究，本着投资少，占地面积小，运行管理方便，耗能少，运行费用低的原则，确定了如下的处理工艺流程：

1.含铬废水处理流程：

2、含硫废水处理流程：

3、综合废水处理流程：

第二章基础参数的确定

一、废水水质情况

（1）综合污水总流量：

5000m3/d.

（2）废铬液流量：

500m3/d.

（3）含硫废水流量：

500m3/d

（4）制革综合污水待处理水质：

CODcr≤3500mg/L

BOD5≤2000mg/L

SS≤4000mg/L

NH3-N（以N计）≤400mg/L

PH6～10

总铬≤1.5mg/L

氯化物≤15000mg/L

总氮≤700mg/L

含铬废水待处理水质：

Cr3+≤1000mg/L

PH4

含硫废水待处理水质：

S2-≤4000mg/L

COD≤13000mg/L

SS≤6000mg/L

要求出水水质达到

CODcr≤60mg/L

BOD5≤10mg/L

SS≤20mg/L

硫化物≤1.0mg/L

NH3-N≤10mg/L

色度≤30

本设计处理能力5000m3/d

本设计处理水量210m3/h

第二节工艺说明

一、含铬废水处理

1、反应机理

Cr（Ⅲ）为两性物质，溶于酸和强碱，在pH为8.5时，生成氢氧化铬沉淀，其Ksp（沉淀平衡常数）=6.3×10-31，根据化学平衡理论：

[OH-]=14–8.5=5.5

[Cr3+][OH-]3=Ksp=6.3×10-31

mol/l

1.99×10-13×51.9961=1.034×10-11g/l=1.034×10-8mg/l

通过以上的化学反应机理和化学平衡的计算，使用氢氧化钠来调节PH，从理论上来说，当PH在8.5时，加碱沉淀法是完全可以将含铬废水中的三价铬沉淀出来的，上层清液是完全可以达到污水排放标准的，铬在环境中是长期积累性物质，属排放标准中的一类控制污染物。

单独收集处理含铬废水既可保证达到铬的排放要求，又可回收资源，创造价值（回收后用于生产），所以企业必须做到清污分流。

2、水质水量

含铬废水来源于制革生产中的铬鞣和复鞣工序，其中Cr3+的含量很高。

其废水产生量为500m3/d，本工程设计日处理含铬废水量为500m3/d。

其水质指标如下：

PH：

Cr3+：

1000mg/L

3、工艺操作

转鼓下方设有集液小槽单独收集含铬废水，被分流至车间外的铬液储存池，然后再泵入到铬液反应池，在加碱（加NaOH），的同时用空气搅拌，PH控制在8.5，反应2h，然后静止沉淀，可生成氢氧化铬沉淀，沉淀再用板框压滤机压成铬饼储存，滤液及上清液排至综合废水集水池。

4、由于铬属重金属，属于一类污染物质，如果采用铬的循环使用技术，每年基本不产生铬泥饼，如有突发事件（每年按两次计），可产生约Cr（OH）32000kg，交危险废弃物处理中心。

如不采用清洁生产工艺，每年将产生约300t（全年以生产300天计）危险废弃物，需交危险废弃物处理中心处理。

二、含硫废水处理

1、反应机理

2、水质指标如下：

S=：

2700mg/l

PH：

SS：

6000mg/l

CODCr：

13000

3、工艺说明

废水中的硫化物来自脱毛浸灰工序，含有大量的石灰、毛渣、蛋白质、蛋白质的水解产物和硫化碱。

含硫废水产生量为500m3/d，本工程设计日处理含硫废水量为500m3/d。

4、含硫废水处理的操作

含硫废水首先进入细格栅，以去除水中的肉屑、毛渣、石灰等不溶性物质，经细格栅过滤后的废水流至含硫废水储存池。

储存池的含硫废水再进入催化氧化池，在曝气的同时加入硫酸锰进行催化氧化，使S2-氧化为SO42—及单质S沉淀，每1Kg硫化物反应生成硫酸根约需0.6Kg氧，催化剂MnSO4用量为28g，浓度约为100mg/l，反应最佳PH值为10，反应时间为5～8h，S=去除率可达到80％左右。

脱硫后的废水泵入曝气调节池，污泥排入污泥储存池。

三、综合废水的处理

综合污水首先通过粗、细格栅、沉砂池，将水中的皮渣、肉块等固体物以及牛毛除去，进入曝气调节池，然后用泵提升到混凝沉淀池，使水中不容性的泥砂等细小固体物沉淀，同时对水质、水量和PH进行调节。

处理后的上清液进入一级A/O池，立即与池內的好氧污泥（好氧菌、原生动物、后生动物等）充分混合，进行吸附和代谢活动，

去除大部分COD和氨氮。

制革污水的氨氮来源有两部分，一部分来自中和工序中加入的无机氮，如碳酸氢氨、硫酸氨和氨水，一部分来自污水中有机物分解后释放出的有机氮，这就是一般二级处理制革废水工艺出水口比进水口氨氮还要高的原因。

经一级A/O池处理后的污水，氨氮仍不能达标，故在其后设置A/O脱氮池，交替经过缺氧段和好氧段充分进行反硝化和硝化作用，出水经过二沉池沉淀即可达标排放。

采用本工艺所产生的污泥全部排至污泥浓缩池浓缩，然后经廂式压滤机脱水交垃圾处理厂。

第三节工艺特点

一、一级好氧AO工艺

（1）一级好氧AO主要用于COD的去除,工艺中A段设机械搅拌装置，反应条件在缺氧和好氧之间变化，优势菌是以好氧菌为主，部分兼性菌参加反应，由于废水从A段进入，工艺中活性污泥负荷较高，活性污泥经历高絮体负荷阶段，这样有利于絮凝性细菌的生长，提高污泥活性，并通过酶反应快速去除废水中的溶解性易降解底物，从而抑制了丝状细菌的生长和繁殖，避免了污泥膨胀的发生。

同时A段处于缺氧环境时，回流污泥存在的少量硝酸盐氮（约为N3-N=20mg/L）可得到反硝化，反硝化量可达整个系统硝化量的20%。

（2）一级好氧A/O工艺中O段在曝气条件下运行，完成含碳有机物和包括氮的去除。

通常认为在系统中，氮去除机制与在微生物絮体内由于受扩散限制引起的溶解氧（DO））的浓度梯度有关，这样硝化菌存在于高溶解氧区或正氧化还原点位（OPR），相反，反硝化菌在溶解氧降低区或负氧化还原点位（OPR）下活性十足。

工艺运行中控制供氧强度以及混合液溶解氧的浓度使其从0逐渐上升到2.5mg/L左右，这样使活性污泥絮体的外周保持一个好氧环境进行硝化，由于氧在活性污泥絮体内的传递受到限制，而具有较高浓度梯度的硝酸盐则能较好地渗透到絮体内部有效地进行反硝化，另外，该工艺曝气与非曝气交替进行。

（3）一级好氧AO工艺中污泥浓度可以达到6～10g/L。

由于污泥浓度含量高，生物种类多，适应高浓度废水的处理，抗冲击能力强，能确保出水水质，利于后续氨氮的处理。

二、二级A/O脱氮工艺原理及运行要点

（一）二级A/O工艺原理

二级A/O脱氮工艺主要用于氨氮的去除,是一种前置反硝化工艺，属单级活性污泥脱氮工艺，即只有一个污泥回流系统，A/O工艺的特点是原废水先经缺氧池，再进好氧池，并将好氧池的混合液和沉淀池的污泥同时回流到缺氧池。

（二）、A/O工艺与传统的多级生物脱氮工艺相比，主要有如下优点：

1、流程简单，省去了中间沉淀池，构筑物少，大大减少了基建费用，且运行费用低，占地面积少；

2、以原污水中的含碳有机物和内源代谢产物为碳源，节省了投加外碳源的费用并可获得较高的C/N比，以确保反硝化作用的充分进行。

3、好氧池在缺氧池之后，可进一步去除反硝化残留的有机污染物，确保出水水质达标排放。

4、缺氧池置于好氧池之前，由于反硝化消耗了原污水中一部分碳源有机物BOD，即可减轻好氧池的有机负荷，又可改善活性污泥的沉淀性能，以利于控制污泥膨胀，而且反硝化过程产生的碱度可以补偿硝化过程对碱度的消耗。

（三）A/O生物脱氮工艺流程见图：

A/O脱氮工艺特性曲线见下图：

由图可见，在O段好氧池中，由于硝化作用氨氮的浓度快速下降，而硝酸盐氮的浓度不断上升，COD和BOD也不断下降。

在A段缺氧池中氨氮有所下降，主要由于用于反硝化的微生物细胞合成，由于反硝化过程中利用了原污水中的有机物为碳源，故COD和BOD均有所下降，在反硝化菌的作用下，硝态氮的含量明显下降。

在A/O生物脱氮系统中缺氧池和好氧池可以是两个独立的构筑物，也可以合建在一个构筑物内，用隔板将两池隔开。

在此工艺中，混合液的回流比的控制较为重要，若控制过低，则将导致缺氧池中的BOD/NO3-—N过高，从而使反硝化菌没有足够的NO3-作电子受体而影响反硝化速率；若控制过高，将导致缺氧池中的BOD/NO3-—N过低，从而使反硝化菌无足够的碳源作电子供体而抑制反硝化菌的作用。

第四节活性污泥的影响因素

1、溶解氧

供氧不足会出现厌氧状态，妨碍微生物正常的代谢过程。

供氧多少一般用混合液溶解氧的浓度的控制。

活性污泥絮凝体越大，所需的溶解氧的浓度就要大一些。

为了使沉淀分离性能良好，较大的絮凝体是所期望的。

一般来说，溶解氧浓度以2mg/l左右为宜。

2、营养物

微生物的代谢需要一定比例的营养物质，除以BOD5表示的碳源外，还需要氧、磷和其它元素。

其中BOD5∶N∶P=100∶5∶1是微生物的最佳营养比例。

而制革废水中的蛋白质等营养物质是非常丰富的，正常情况下不需要给曝气池中投加任何微生物的营养物质。

3、PH值

对于好氧生物处理，PH值一般以6～9为宜。

如果在驯化污泥过程中将PH值这个因素考虑进去，则活性污泥在一定X围内可以逐渐适应。

但如出现冲击负荷，PH值急剧变化，则将给活性污泥带来严重打击。

这里设调节池要大一些，让各种废水相互稀释，避免这种情况发生。

4、水温：

对于生化过程，一般认为水温在20～30℃时效果最好，35℃以上和10℃以下净化效果即行降低。

这里不可能出现高温状况，低温有可能出现，但水温能维持在6～7℃，一般采用提高污泥浓度和降低污泥负荷等措施，活性污泥仍能有效的发挥其净化功能。

5、有毒物质：

对生物处理有毒害作用的物质很多，而制革污水中不多，资料介绍的只有Cr3+、H2S等物质，由于制革污水PH值较高，Cr3+都沉淀了，而H2S非常容易氧化，经验表明，制革污水中的有毒物质对微生物基本没有危害性。

第五节处理效果分析

1、含铬废水

这里采用了NaOH作为PH的调节剂，出水浓度远远低于1.5mg/l，即去除率约为100%。

出水进综合废水处理系统的曝气调节池。

2、含硫废水

含硫废水

Q=500m3/d

格栅

曝气除硫

出水浓度

去除率%

负荷

去除率%

负荷

mg/l

COD：

13000mg/l

650

2470

9880

S=：

2700mg/l

2295

405

SS：

6000mg/l

300

1140

4560

3、综合废水

综合污水

Q=5000m3/d

沉砂池

曝气调节池

初沉池

一级A/O

二级A/O

气浮池

去除

率%

出水

去除

率%

出水

去除

率%

出水

去除

率%

出水

去除

率%

出水

去除

率%

出水

COD：

5000mg/l

4000

2800

1500

150

52.5

NH3-N：

400mg/l

400

200

SS：

4000mg/l

3000

300

22.5

S2-：

40mg/l

﹤1

BOD:

2000mg/l

第四章综合污水处理主要设备及构筑物

第一节主要设备和构筑物

一、综合污水处理部分

1、粗格栅：

（1）功能：

截除进污水处理厂污水中的较大杂物，保护水泵。

（2）设计参数：

设计流量：

300m3/h

栅条间隙:

5mm

格栅倾角：

60°

（3）运行：

自动运行，机械自动除渣。

（4）主要工程内容：

一道宽0.6m，高2.2m，沟深1.2m的全不锈钢机械格栅.

2、细格栅：

（1）功能：

拦截污水中较小的漂浮物，减轻后续处理构筑物的负荷，保证正常运行。

（2）设计参数：

设计流量：

300m3/h

栅条间隙:

1mm

格栅倾角：

60°

（3）运行：

自动运行，机械自动除渣。

（4）主要工程内容：

一道宽0.6m，高2.2m，沟深1.2m的全不锈钢机械格栅.

3．沉砂池：

（1）功能：

去除比较大的无机颗粒，减轻后续构筑物的负荷。

（2）设计参数：

设计流量：

210m3/h

停留时间：

12h

（3）运行：

两组交替连续运转

（4）主要工程内容：

平流式沉砂池一座，分两组，每组尺寸为60×13×4m（含超高0.5m），总有效容积为：

5460m3。

4．曝气调节池：

（1）功能：

皮革厂污水排放最大水量与平均水量相差很大，工作班制8、16小时不等，每段排水水质极不均匀。

而污水处理24小时运行，要求能有一个相对稳定的进水水质，利于微生物生存，使污水处理能稳定达标,故在此池进行水质水量的调节,并进行鼓风曝气,有利于后续生化处理。

此外，制革污水中动物油脂比较多，曝气可以提高后续沉淀池的沉淀效果约30%。

（2）设计参数：

设计流量：

210m3/h

有效容积为：

5460m3，60×26×4m（包括超高0.5）。

停留时间：

26h

（3）运行：

连续运转

（4）主要工程内容：

长方形池子一座，内分两格，每格尺寸为60×13×4m，总容积6000m3，池内安装旋混

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