山羊皮加工廢水處理工藝設(shè)計(jì)

摘要：開封市某皮革企業(yè)年加工山羊皮600萬張，從事由毛皮到成皮的全流程生產(chǎn)。廠區(qū)建有1座污水處理站，主要包括含鉻廢水預(yù)處理單元、含硫廢水預(yù)處理單元和綜合廢水處理單元。結(jié)合污水處理站的設(shè)計(jì)規(guī)模和進(jìn)出水水質(zhì)，分析廢水處理的工藝流程和主要設(shè)計(jì)參數(shù)，從而指導(dǎo)類似企業(yè)有效降低投資和運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

關(guān)鍵詞：山羊皮；廢水處理；鉻；硫化物；厭氧好氧工藝

中圖分類號(hào)：X794 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）10-0-03

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Design of treatment process for goat skin processing wastewater

ZHUANG Qin

（Fujian Weishui Environmental Protection Co.， Ltd.， Fuzhou 350000， China）

Abstract： A leather enterprise in Kaifeng city processes 6 million goat skins annually and engages in the full process production from fur to finished leather. There is one sewage treatment plant built in the factory area， mainly including a pre-treatment unit for chromium containing wastewater， a pre-treatment unit for sulfur-containing wastewater， and a treatment unit for comprehensive wastewater. Based on the design scale and inlet and outlet water quality of the sewage treatment plant， the process flow and main design parameters of wastewater treatment are analyzed， in order to guide similar enterprises to effectively reduce investment and operating costs， and improve economic and environmental benefits.

Keywords： goat skin; wastewater treatment; chromium; sulfides; anaerobic oxic process

一般來說，制革廢水的污染源分為兩類[1]。一是皮革原料上的無用物。皮革原料的毛、表皮、油脂、皮下組織和纖維介質(zhì)等無用物進(jìn)入水中，使廢水中的化學(xué)需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）和懸浮物（Suspended Solids，SS）急劇增加。二是制革使用的化工材料。在制革過程中，化工材料中的硫化鈉、銨鹽、鉻鹽以及色素等成分會(huì)轉(zhuǎn)移至廢水中。含鉻廢水來自鉻鞣、復(fù)鞣、染色和后整飾等工段[2]。制革廢水中的鉻主要是三價(jià)鉻，具有較高的毒性和氧化性，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康造成威脅，屬于第一類污染物，必須單獨(dú)預(yù)處理。含硫廢水主要產(chǎn)生于制革的鞣前準(zhǔn)備工段?；覊A法脫毛會(huì)使用大量的石灰和硫化鈉，硫化物具有還原性，排入水體將消耗水中的溶解氧并危害動(dòng)植物，易與廢水中的多種物質(zhì)反應(yīng)，生成難處理的化合物，增加廢水處理的難度與成本。因此，含硫廢水必須單獨(dú)預(yù)處理。綜上，皮革企業(yè)車間內(nèi)含鉻廢水、含硫廢水和綜合廢水需要單獨(dú)收集和處理。

制革過程產(chǎn)水工序多，都是在轉(zhuǎn)鼓中進(jìn)行的，廢水通常是從轉(zhuǎn)鼓內(nèi)瞬間間歇式排出，水質(zhì)與水量變化很大。制革廢水SS濃度高，處理過程投入大量藥劑，污泥產(chǎn)生量大。開封市某皮革企業(yè)自建污水處理站作為配套設(shè)施，24 h連續(xù)運(yùn)行。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施情況，每千噸綜合廢水約產(chǎn)生3 t干重的普通污泥，每千噸含鉻廢水約產(chǎn)生1 t干重的含鉻污泥。含鉻污泥屬于危險(xiǎn)廢物，鉻對(duì)土壤及農(nóng)作物有一定危害，在農(nóng)作物中沉積會(huì)影響食物鏈，危及人體健康。

1 項(xiàng)目概況

該皮革企業(yè)年加工山羊皮600萬張，按每張羊皮耗水量0.27 t、排水折減系數(shù)0.9的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，污水處理站的廢水設(shè)計(jì)處理規(guī)模為4 000 t/d。其中，含鉻廢水為2 000 t/d，含硫廢水為400 t/d，綜合廢水為1 600 t/d。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)參考同類項(xiàng)目，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有總鉻、硫化物、COD、生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand，BOD）、氨氮（NH3-N）、總氮（Total Nitrogen，TN）、SS和色度。其中，進(jìn)水色度為1 000度，出水色度為30度。

2 廢水處理工藝流程

2.1 含鉻廢水預(yù)處理

車間單獨(dú)收集含鉻廢水進(jìn)行預(yù)處理，然后將其排入綜合廢水調(diào)節(jié)池，工藝流程如圖1所示。反應(yīng)沉淀池投加還原劑硫酸亞鐵，將少量的六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻[3]，并投加液堿將三價(jià)鉻轉(zhuǎn)化為氫氧化鉻沉淀。同時(shí)，投加聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，PAM），聚凝沉淀物，改善污泥沉降性能。

圖1 含鉻廢水預(yù)處理流程

2.2 含硫廢水預(yù)處理

車間單獨(dú)收集含硫廢水進(jìn)行預(yù)處理，然后將其排入綜合廢水調(diào)節(jié)池，工藝流程如圖2所示。曝氣池設(shè)置空氣曝氣系統(tǒng)，將廢水中硫化物氧化為單質(zhì)硫沉淀[4]。反應(yīng)沉淀池內(nèi)，硫酸亞鐵與未去除的硫化物反應(yīng)，形成硫化鐵沉淀。同時(shí)，投加PAM，聚凝沉淀物，改善污泥沉降性能。

2.3 綜合廢水處理

其他廢水流經(jīng)格柵后，漂浮物被攔截，其與預(yù)處理后的含鉻廢水、含硫廢水都匯入綜合廢水調(diào)節(jié)池，工藝流程如圖3所示?；炷恋沓赝都恿蛩醽嗚F、液堿和PAM，使有機(jī)物、懸浮物凝聚成較大的絮狀體，以便去除。兩段厭氧好氧（Anaerobic Oxic，AO）沉淀池可以強(qiáng)化脫氮，耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)，操作管理簡(jiǎn)單。催化芬頓系統(tǒng)中，硫酸亞鐵離子和過氧化氫反應(yīng)生成活性僅次于氟的羥基自由基，有效降解有機(jī)物。最后，砂濾罐進(jìn)一步截留懸浮物及有機(jī)物。

3 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

3.1 格柵池和調(diào)節(jié)池

每套系統(tǒng)的格柵池設(shè)置2道回轉(zhuǎn)式格柵機(jī)，粗柵隙寬度為5 mm，細(xì)柵隙寬度為2 mm。每套系統(tǒng)的調(diào)節(jié)池水質(zhì)與水量變化大，水力停留時(shí)間為20～24 h，綜合廢水調(diào)節(jié)池容積主要考慮其他廢水的停留時(shí)間。每套系統(tǒng)池底安裝旋混曝氣器，防止污泥沉積，池內(nèi)安裝2臺(tái)潛水排污泵，1用1備，電磁流量計(jì)配備1臺(tái)。每套系統(tǒng)配置2臺(tái)獨(dú)立的羅茨鼓風(fēng)機(jī)，1用1備，攪拌風(fēng)量為3 m3/（m2·h）。

3.2 反應(yīng)沉淀池

含鉻廢水反應(yīng)池和綜合廢水反應(yīng)池均分為3格，各安裝3臺(tái)槳式攪拌機(jī)。反應(yīng)沉淀池表面水力負(fù)荷為0.65～0.85 m3/（m2·h），配立式排污泵。反應(yīng)池并聯(lián)間歇運(yùn)行，配備2臺(tái)框式攪拌機(jī)和2臺(tái)污泥泵（2用互備）。

3.3 AO沉淀池

一段AO沉淀池設(shè)置2套，并聯(lián)運(yùn)行，每套處理水量為2 000 m3/d，表面水力負(fù)荷為0.65 m3/（m2·h）。厭氧區(qū)水力停留時(shí)間為26 h，好氧區(qū)水力停留時(shí)間為74 h。厭氧區(qū)安裝6臺(tái)潛水?dāng)嚢铏C(jī)，單臺(tái)功率為

5 kW。好氧區(qū)安裝可提升式微孔曝氣管，氧利用率為30%。在線pH值測(cè)定計(jì)配備2支，在線溶解氧測(cè)定儀配備2臺(tái)。兩段AO沉淀池及催化芬頓系統(tǒng)共用

4臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)（3用1備），單臺(tái)風(fēng)量為61 m3/min，

單臺(tái)功率為90 kW，配變頻器。二段AO沉淀池設(shè)置1套，處理水量為4 000 m3/d，表面水力負(fù)荷與一段相同。池體利用廠內(nèi)原氧化溝改造。厭氧區(qū)水力停留時(shí)間為20 h，好氧區(qū)水力停留時(shí)間為20 h。氧化溝原厭氧區(qū)水力停留時(shí)間為8 h，改造時(shí)調(diào)整部分好氧段池容，將其改造為厭氧段，最終厭氧區(qū)水力停留時(shí)間為20 h，原厭氧段2臺(tái)潛水?dāng)嚢铏C(jī)利舊使用，單臺(tái)功率為3 kW，改造缺氧段，增加2臺(tái)推流器，轉(zhuǎn)速為42 r/min。好氧區(qū)安裝可提升式微孔曝氣管，氧利用率為30%。在線pH值測(cè)定計(jì)配備1支，在線溶解氧測(cè)定儀配備1臺(tái)。

3.4 催化芬頓系統(tǒng)和砂濾系統(tǒng)

催化芬頓反應(yīng)器設(shè)置1座，內(nèi)含高性能非均相催化劑。絮凝池設(shè)置1座，水力停留時(shí)間為2 h，內(nèi)設(shè)曝氣攪拌系統(tǒng)。沉淀池表面水力負(fù)荷約為0.65 m3/（m2·h），

配立式排污泵2臺(tái)（1用1備）。砂濾系統(tǒng)設(shè)置1座提升池，水力停留時(shí)間為1 h，池內(nèi)安裝潛水排污泵2臺(tái)，電磁流量計(jì)配備1臺(tái)。砂濾罐設(shè)置2座（1用1備），濾速為10 m3/（m2·h）。清水池設(shè)置1座，水力停留時(shí)間為0.5 h，池內(nèi)安裝2臺(tái)反沖洗泵（1用1備），流量為190 m3/h，揚(yáng)程為25 m，單臺(tái)功率為22 kW。

3.5 污泥脫水系統(tǒng)

鉻泥脫水系統(tǒng)設(shè)置1座鉻泥濃縮池，利舊。鉻泥脫水間設(shè)置1座，鉻泥儲(chǔ)存間設(shè)置1座。廂式壓濾機(jī)配備3臺(tái)，過濾面積為200 m2，單臺(tái)功率為3 kW。氣動(dòng)隔膜泵配備4臺(tái)（3用1備），流量為24 m3/h。變頻螺桿壓縮機(jī)配備1臺(tái)，排氣量為3.7 m3/min，單臺(tái)功率為22 kW。同時(shí)，配備污泥輸送帶、電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)。綜合污泥脫水系統(tǒng)設(shè)置1座綜合污泥濃縮池，利舊。污泥脫水間設(shè)置1座，污泥堆場(chǎng)設(shè)置

1座。廂式壓濾機(jī)配備4臺(tái)，過濾面積為300 m2，單臺(tái)功率為3 kW。氣動(dòng)隔膜泵配備5臺(tái)（4用1備），流量為30 m3/h。變頻螺桿壓縮機(jī)配備1臺(tái)，排氣量為5.1 m3/min，單臺(tái)功率為30 kW。同時(shí)，配備污泥輸送帶、電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)。

3.6 加藥系統(tǒng)

根據(jù)就近布置原則，加藥系統(tǒng)分為3個(gè)分區(qū)。1號(hào)

加藥間內(nèi)設(shè)溶藥區(qū)、儲(chǔ)罐區(qū)和儲(chǔ)藥區(qū)，用于含硫廢水預(yù)處理與綜合廢水混凝沉淀。2號(hào)加藥間內(nèi)設(shè)溶藥區(qū)、儲(chǔ)罐區(qū)和儲(chǔ)藥區(qū)，用于含鉻廢水預(yù)處理。3號(hào)加藥間內(nèi)設(shè)溶藥區(qū)、儲(chǔ)罐區(qū)和儲(chǔ)藥區(qū)，用于綜合廢水催化芬頓氧化。藥劑中轉(zhuǎn)周期為7～10 d。溶藥池采用敞口水池，池壁頂部略高出室內(nèi)地面，方便投加藥劑。每種藥劑設(shè)置2座溶藥池，輪流用于配藥或加藥。不同種類的藥劑儲(chǔ)罐分區(qū)布置，設(shè)置圍堰，防止泄漏污染。

4 結(jié)論

該皮革企業(yè)通過自建污水處理站，有效處理含鉻廢水、含硫廢水和綜合廢水。經(jīng)估算，項(xiàng)目總投資為2 175萬元，動(dòng)力消耗費(fèi)用為9 245元/d，藥劑費(fèi)用為14 289元/d，人工費(fèi)用為1 600元/d，直接運(yùn)行費(fèi)用為25 134元/d。按廢水處理規(guī)模4 000 t/d的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，噸水費(fèi)用為6.28元/t。運(yùn)行顯示，廢水的BOD/COD約為0.5，可生化性良好，綜合廢水采用以生化為核心、物化為把關(guān)的處理工藝，處理效果穩(wěn)定，出水質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)

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