制革废水处理厂废水处理改造方案说明Word文档下载推荐.docx
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S2-
色度（倍）
NH3-N
指标
11～14
7000
2500
500
1500
300
2.3废水特点
2.3.1废水来源
皮革加工是以动物皮为原料，经化学处理和机械加工而完成的，其生产基本工艺如下图所示。
盐腌羊皮
水洗
浸水
脱毛
浸灰
去肉
净面
脱灰
软化
浸酸
铬鞣
削匀
复鞣
中和
染色
加油
整饰
成品
水
水、助剂等
浸废液含食盐、可溶性蛋白，有时含防腐剂
水、石灰
废液含有石灰、硫化物、色素、可溶性蛋白、脂肪、毛、大量悬浮物及有机物等。
洗涤水含可溶性蛋白、肉渣、油脂等
洗涤废水含钙皂等
水、脱灰剂等
水、软化剂等
水、食盐、酸等
水、铬鞣剂、碱等
削铬渣等固体
水、中和剂等
水、染料加脂剂等
水洗废水
脱灰废液含氢氧化钙、氯化物、中性盐、
可溶性蛋白等
软化废水含蛋白质及蛋白酶等
浸酸废液含中性盐、无机酸、
有机酸等
铬鞣废液含3价铬、酸、中性盐等
削革残渣等固体
中和废液含中性盐等
废液含少量染料及乳化油脂
磨革工序有革屑（固体物）排出
在生产过程中有大量的蛋白质、脂肪转移到废水、废渣中，同时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，其中有相当一部分进入废水之中。
这些加工过程产生的废液多是间歇排出，其排出的废水是制革工业污染的最主要来源。
制革废水主要来自于准备、鞣制和其它湿加工等三个加工工段：
（1）鞣前准备工段：
在该工段中，污水主要来源于水洗、浸水、脱毛、浸灰、脱灰、软化、脱脂等。
主要污染物有三类：
一是有机废物，包括泥浆、蛋白质、油脂等；
二是无机废物，包括盐、硫化物、石灰、Na2CO3、NH4+、NaOH等；
三是有机化合物，包括表面活性剂、脱脂剂等。
鞣前准备工段的废水排放量约占制革总废水量的50%以上，污染负荷占总排放量的60%左右，是制革废水的主要来源；
（2）鞣制工段：
在该工段中，废水主要来自水洗、浸酸、鞣制。
主要污染物为无机盐、重金属铬等。
其废水排放量约占制革总废水量的25%左右；
（3）鞣后湿整饰工段：
在该工段中，废水主要来自水洗、挤水、染色、加脂、喷涂机的除尘污水等，其主要污染物为染料、油脂、有机化合物等，废水排放量约占制革总废水量的25%左右。
制革各工序产生的制革废水及其成分如下表所示：
各生产工序产生的废水及其污染成分
序号
工序
加入辅料
作用
污染成分
1
浸水
渗透剂、防腐剂
使腌制皮恢复鲜皮状态
血、水渗性蛋白、盐等
2
脱脂
脱脂剂、表面活性剂
去除皮表面及油脂
表面活性剂、蛋白、盐等
3
脱毛浸灰
石灰膏、硫化钠
去掉表皮及毛，并使松散胶原纤维皮膨胀
硫化钠、石灰、硫氢化钠、蛋白质、毛、油脂等
4
水洗
/
洗掉表面的灰
5
脱灰
铵盐、无机酸
脱去皮肉外部灰，中和裸皮
铵盐、钙盐、蛋白质等
6
软化及洗水
酶及助剂
皮身软化，降低皮温
酶及蛋白质等
7
浸酸
NaCl、无机酸、有机酸
对鞣皮酸化
酸、食盐等
8
鞣制
铬粉及助剂、碳酸氢钠
使胶原稳定
铬盐、硫酸钠、碳酸钠等
9
10
中和水洗
染料、有机酸、加脂剂及助剂
中和酸性皮
中性盐
11
染色加脂
上色，并使皮革柔软丰满
染料、油脂、有机酸等
12
2.3.2废水水量特点
制革工业用水量非常大，一般情况下，根据产品品种和生坯类别的不同，每生产1t原料皮需用水60～120吨。
这些用水除一小部分被原皮吸收，绝大部分使用之后形成废水排放，所以制革工业废水排放量也是非常大的；
同时由于废水通常是间歇式排放，所以废水水量和水质的波动非常大。
以本工程为例，每生产一转鼓（800～1000张皮）约耗水80吨左右。
由于皮革生产工序的不同，在每天的生产中都会出现多次排水高峰，通常每天会出现5h左右的高峰排水。
一般高峰排水量为日平均排水量的2～4倍。
2.3.3废水水质特点
根据业主提供的制革生产工艺流程可知，各企业除鞣前准备和鞣制工段外，还包含以蓝湿皮为原料进行整饰加工，在染色加工过程中使用了大量使用了有机酸、染料、加脂剂及各种化学助剂，因此所产生的废水污染物成份也比较复杂，CODcr、BOD5、SS、色度非常高。
另外，由于企业制革多采用非环保型化工原料，且当地无条件实施清洁生产，导致废水污染负荷非常高，废水成分复杂、耗氧量高、悬浮物多、色深，含有蛋白质、脂肪、染料等有机物和铬、硫化物、氯化物等无机盐类，废水中有毒、有害废水比重比较大，并随工段、工艺、工序的不同而变化很大。
同时，由于生产无统一计划，水质随生产品种、生皮种类、工序交错而变动很大，导致了污染物排放的极不规律。
2.4设计处理要求
按GB8978-1996《污水综合排放标准》一级标准考核，其中总Cr和Cr6+执行表1第一类污染物最高允许排放浓度。
主要指标见下表：
设计出水水质情况表（单位：
SS
总Cr
一级标准
6～9
100
20
70
1.0
1.5
15
3处理工艺
3.1污水处理厂改造前工艺简介
污水处理厂改造前工艺流程简图如下图所示。
含铬废水进水
综合废水进水
机械粗格栅
机械细格栅
调节池
栅渣
外运
调节预沉池
调节曝气池
初次沉淀池
气浮池
氧化沟
二次沉淀池
排入场外河流
泵
回
流污泥
剩余污泥
污泥
浮渣
气浮池污泥井
污泥浓缩井
板框压滤
干泥
填埋
沉淀池
铬饼酸化回收或铬饼作副产品出售
加药
NaOH或
Ca（OH）2
MgO
3.2目前运行存在的主要问题：
（1）制革集中区正常生产的企业有80多家，由于厂家多，生产计划和废水排放无规律可言，使得进入处理厂的水量水质变化特别大，尤其是废水中悬浮固体含量特别高，制革废水中的污泥主要成分有石灰、皮屑、碎肉渣、羊毛等，粗略计算，现有预沉池长为33m，宽为23m，有效泥深为2.5m，约1900立方，在日进水1500～2000立方米时，仅用12天的时间就淤平了整个池子（此数据指进入污水处理厂的污泥，不含各企业的沉淀池和输送渠沉积的污泥），即污泥量占到总水量的10%左右。
目前运行中固液分离不是很好，大量的SS进入生物处理系统，影响了处理效果。
（2）由于企业脱毛使用大量Na2S，排入污水处理厂的硫化物浓度过高，如在预处理中去除不掉硫化物，进入后续生物处理系统，将抑制微生物的生物活性，对出水水质有直接的影响。
（3）生物处理之前的预处理污泥负荷削减率太低，导致进入氧化沟的废水COD高达2500～3200mg/L，对氧化沟的微生物造成较大的冲击，日进水量在1500吨以下时，冲击不太明显，日处理量超过1600～4000吨时，氧化沟水质出现恶化现象。
（4）冬春季是制革的旺季，由于此时气温低对生化处理系统有影响，微生物降解吸附的能力非常差，旺季生产的水量达到每天3000～4200吨，因预处理效果差，污染负荷大，再加上气温低和水量大的冲击，一周期间，氧化沟水质严重恶化并伴有异味气体散发，此时COD可高达800～1000mg/L。
每年的12月至次年的4月，由于冬春季节气温较低，微生物活动能力降低，此时氧化沟温度在5～10℃之间，造成氧化沟大量泡沫的产生，因此，提高生化系统水温，增强微生物活性，消除因表面活性剂遇水温低机械运动易产生大量的泡沫，这是个必须解决的问题。
（5）运行的设备和构筑物存在以下问题：
1）预沉池由于池型设计不合理和池容不足，造成沉淀效果较差；
2）调节曝气池中的预处理曝气不足和曝气不均匀；
3）调节预沉池中的行车吸泥设备易堵塞；
4）初次沉淀池由于水力负荷和固体负荷偏大，加上排泥管管径偏小且常有堵塞现象，造成初沉池沉淀效果较差和排泥不畅；
5）氧化沟冬季运行中泡沫较多，曝气量略有不足，池内污泥分布不够均匀，且污泥浓度较低；
6）二次沉淀池采用虹吸管，不能正常运行，二沉池设计中的其它问题，水力负荷和固体负荷偏大，致使活性污泥混水外排；
7）污泥处理设备效率较低，需重新增设污泥处理设备；
8）气浮池气泡不够细密，释放器可能存在问题。
3.3改造后的工艺流程：
根据上述运行中存在的主要问题，改造工程中重点要解决的工艺和技术路线如下：
3.3.1预处理系统
●改造并新建，增加预沉池容积，将预沉池的高峰处理水量增加到800～1100m3/h，设计优质的刮泥、排泥系统，池前明沟内投加FeSO4去除大部分的硫化物。
●增加曝气调节池容积，将现有调节预沉池改为曝气调节池，池内投加聚合硫酸铁，并加大曝气量，在对水中硫化物进一步去除的同时，去除水中的部分氨氮。
●初沉池改为混凝沉淀池，提高初沉池的处理效果，减轻气浮的压力。
通过以上措施，确保进入氧化沟的COD降到1200～1400mg/L，SS降到100mg/L以下。
3.3.2生物处理
●氧化沟目前运行总体上较正常，可增加氧化沟保温兼消泡系统，开启备用转碟，保证氧化沟的COD去除率维持在较高水平，并提高氨氮去除率，另外二沉池偏小，设备（吸泥机）有故障，出水槽设计不合理，减少了二沉池面积，宜拆除集水槽重新设计，并改用刮泥机，使二沉出水COD低于200mg/L。
●二沉池后新建多级进水A/O膜法生物脱氮系统和混凝沉淀池，进一步提高COD和NH3-N的去除率，使出水最终达到一级标准。
本项目中，第一级A/O采用泥法工艺，主要以去除有机物为主，并初步脱除一部分氮，降低二级处理的氨氮负荷。
由于一级A/O后的氨氮浓度仍较高且有机物浓度较低，二级脱氮生化系统需要很长的污泥龄，因此第二级采用膜法工艺比泥法工艺更合理。
生物膜处理工艺的特点如下：
（A）微生物方面的特征
☆微生物种类多样化：
①相对安静稳定环境；
②SRT相对较长；
③丝状菌也可以大量生长，无污泥膨胀之虞；
④线虫类、轮虫类等微型动物出现的频率较高；
⑤藻类、甚至昆虫类也会出现；
⑥生物膜上的生物：
类型广泛、种属繁多、食物链长且复杂。
☆生物膜上微生物的食物链较长：
①动物性营养者所占比例较大，微型动物的存活率较高；
②食物链长；
③污泥产量少于活性污泥系统（仅为1/4左右）。
☆能够存活世代时间较长的微生物有利于硝化作用的进行。
（B）在处理工艺方面的特征
☆对水质、水量变动又较强的适应性；
☆剩余污泥的沉降性能良好，易于固液分离；
☆能够处理低浓度污水；
☆易于维护运行，运行费用少。
●关于四段A/O接触氧化工艺
A/O工艺分段进水生物膜脱氮技术是传统A/O工艺基础上发展起来的生物膜脱新技术。
理论上，传统A/O工艺的脱氮效率与回流比成正比，回流比大，进入反硝化区的硝酸盐量增大，氮的去除率就会提高，为了维持较高的氮去除效果，必须同时加大污泥回流量和混合液回流量。
这样势必增加废水处理运行成本，而且大量的硝化液回流给缺氧区带入溶解氧量，使缺氧区溶解氧提高，而溶解氧会消耗废水中易降解有机基质，从而影响脱氮速率。
为了克服传统A/O工艺的不足，采取短时间缺氧、好氧交替操作来替代传统的单段长时间缺氧和好氧运行，这样形成了A/O工艺分段进水生物膜脱氮技术。
四段A/O接触氧化工艺流程框图如下：
综合废水处理工艺流程如下：
（虚线表示新建处理单元）
综合废水
经预处理的含铬废水
格栅
硫酸亚铁
排泥
预沉池
鼓风曝气
曝气调节池
硫酸
聚合铝铁
初沉池
聚合硫酸铁
气浮池
蒸汽
集水池
内回流
污泥池
转刷曝气
氧化沟
二沉池
外回流
脱水外运
中间水池
四段A/O接触氧化池
PAC、PAM
混凝沉淀池
达标排放
3.4改造后废水处理各工段进出水数据预测
运行效果预测表
处理
工段
预沉池-调节池
氧化沟-
A/O接触氧化
池-混凝沉淀池
项目
进水
出水
去除率（%）
（mg/L）
COD
3200
54
1800
44
1260
30
190
85
＜100
1200
52
600
50
420
42
90
＜15
3000
83
200
60
--
＜70
>
＞300
＜150
色度
1050
210
＜50倍
pH值
10-14
9-10
8-9
7-8
＜20
96%
＜1.0
4工艺设计
4.1综合废水（5000m3/d）
（1）预沉池（新建）
功能：
沉淀粒径较大的SS
设计水力负荷：
0.7m3/m2·
h
现有预沉池两座，单座平面尺寸为11×
33（m），在改造清淤、增设排泥系统后，可继续作为初沉池使用。
新建预沉池4座，钢砼结构，采用平流式沉淀池，单池尺寸：
B×
L=12.00×
33.0（m），有效水深2.5m，超高0.5m。
正常使用三座（一座用于排泥），运行面积为1584m2，容积为4000m3，最大高峰流量可处理1100m3/h。
新建预沉池设计采用多斗式，并利用气提与泵提相结合的排泥方式。
预沉池进水硫化物高峰浓度为500mg/L，设计在废水处理厂外新建污泥干化场一座，利用在厂外原有进水渠道内投加FeSO4生成沉淀去除大部分硫化物。
新增设备：
●行车式刮泥机4台,宽12m，N=0.55×
4（kW）。
●每池设排泥泵1台，N=7.5×
●FeSO4配制及投加系统1套，投加能力300kg/h。
●气提风机与曝气调节池风机合用。
（2）曝气调节池（改造）
功能：
均衡水质，贮存水量。
现有调节池1座，平面尺寸37×
18（m），有效水深3.5m，总有效容积2330m3，平均停留时间12h。
在该池中通过空气氧化去除预沉池出水中部分硫化物，曝气强度2.5m3/m2·
h，曝气调节池出水由泵提升进初沉池。
●三叶风机2台（1用1备），Q=28m3/min，H=4.0m，N=30kW。
（3）初沉池（改造）
去除废水中大部分SS和胶体物质。
初沉池1座，φ=18.0m，有效水深3.0m，池内设置周边传动刮泥机，污泥重力排至污泥池。
通过在进水管道投加聚合铝铁方式，保证初沉池出水硫化物含量小于20mg/l。
●聚合铝铁投加装置1套，投加量200mg/L。
●周边传动吸泥机1台，φ=18m，N=1.1kW。
（4）气浮池（改造）
有效去除废水中大分子难降解物质、有毒物质、胶体物质及不溶物质，尤其表面活性剂可在该单元得到有效去除。
原有气浮池两座，每座平面尺寸13.25×
4（m），总高4.20m，原设计回流比30%。
考虑到废水中表面活性剂成分较多，为更好的发挥气浮池作用，设计增大回流比至50%，并对溶气罐、释放器等进行相应改造。
改造设备：
●加压溶气装置2套。
●释放器2套。
●聚合硫酸铁配制投加装置1套。
（5）集水池（新建）
气浮池出水进集水池，V=110m3，地下池。
池顶封盖，池内安装蒸汽加热系统，供热量2000千卡/h，即每小时约供蒸汽3.0吨。
使进入接触氧化池的水温（冬季）平均上升10℃，即达到15℃以上，每年供汽为3个月。
●DZL4-13Ⅱ蒸汽锅炉一套
（6）氧化沟（改造）
降解有机污染物，去除氨氮
现有氧化沟1座，平面尺寸约120m×
26m，有效容积11000m3，有效深度约4m，氧化沟表面积约2750㎡，设转碟曝气机9台，7用2备，每台功率22KW。
氧化沟池壁增高0.6m，采用砖混形式，池上覆盖特种尼龙丝网，同时在原有喷淋罐中考虑投加消泡剂，利用原喷淋管向池内喷洒消泡水，以减少冬季氧化沟泡沫的产生。
●转碟曝气机变速箱更换，共计9只。
●氧化沟消泡装置一套，约2750㎡，材质采用特种尼龙丝网。
●转碟曝气机增加玻璃钢防护罩，共计9只。
（7）二沉池（改造）
固液分离，并提供回流污泥。
现有二沉池设计水力负荷0.8m3/m2·
h，φ×
H=18.0×
3.5（m），池壁有效水深3.0m，停留时间3.6h。
原二沉池采用虹吸管排泥方式。
改用周边传动刮泥机。
集水槽重新设计。
●周边传动刮泥机1台，φ=18m，N=1.1kW。
●钢制集水槽一套，采用两侧进水方式，降低二沉池溢流负荷，从而进一步降低出水SS。
（8）中间水池（新建）
二沉池出水进中间水池，V=110m3，地下池。
池顶封盖，池内安装蒸汽加热系统，供热量1000千卡/h，即每小时约供蒸汽1.5吨。
使进入接触氧化池的水温（冬季）平均上升4℃，即维持在13℃以上，每年供汽为3个月。
●潜污泵3台（2用1备），Q=110m3/h，H=8m。
（9）接触氧化池（四段A/O）（新建）
进一步去除氨氮和有机物。
接触氧化池1座，钢砼结构，池顶设置彩钢夹芯板，用于保温，并一定程度上起到抑泡作用。
设计总有效容积为5000m3，A/O体积比1：
3，平均停留时间24小时。
尺寸为：
L=48.0×
21.0（m），池壁有效水深5.0m，超高0.5m，安装组合生物填料，填料高3.0m，填料填充率60%。
氨氮负荷：
LNH3-N=0.12kgNH3-N/m3·
d。
进水方式：
四点进水。
碱度和碳源补给方式：
泵提预沉池部分未经处理废水至高位水箱，采用重力流形式进入接触氧化池，用于补充碱度和碳源，另外投加纯碱（30%）为备用。
供氧方式：
采用穿孔管曝气方式，空气用量90～110m3/min。
●选用三叶风机5台，4用1备，型号3L62WD，Q＝45m3/min，H＝6000mm，N=55kW。
●填料支架：
采用金属固定支架。
●组合填料：
规格φ150×
80，总计3000m3。
●高位水箱：
规格φ1500×
1750，两只，PE材质
●彩钢夹芯板：
厚度75mm,面积1430㎡。
（10）混凝沉淀池（新建）
进一步去除SS、有机物和色度，确保水质达标排放。
设计反应池和终沉池各一座，钢砼结构。
①反应池：
停留时间20分钟，尺寸：
7.0×
3.5×
3.0（m）分两格设置两台机械搅拌机，投加PAC和PAM，PAC投加量300mg/L，PAM投加量3mg/L。
配套设备：
●搅拌机2台，型号JBF-Ⅲ，转速分别为：
60r/min、24r/min，功率分别为4.0kW、2.2kW。
●加药装置2套（PAC和PAM）。
②终沉池：
设计为1座，设计参数q=0.6m3/m2·
h，设计终沉池直径22.0m，池壁有效水深3.0m，超高0.3m，停留时间：
4h。
终沉池采用中心进水周边出水辐流式沉淀池，池内设有周边传动刮泥机，污泥泵将污泥部分回流至生物接触氧化池，回流比采用30%，其余提升至污泥池进行脱水处理。
●周边传动刮泥机1台，φ=22m，N=0.75kW。
●污泥泵2台，1用1备，型号WQ70-8-7.5，Q=70m3/h，H=8m，N=4.0kW。
（9）污泥脱水系统
污泥处理工艺选择
污泥机械脱水目前使用最多的有三种方式：
箱式压滤机、离心压滤机、带式压滤机。
就脱水效果看，箱式压滤机脱水后污泥含水率最低，可达到65%以下，带式压滤机比离心压滤机略高，含水率可达80%左右。
就工程造价而言：
带式机和箱式压滤机相当，离心式最高。
三种压滤机比较见下表：
离心脱水机
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