制革廢水是治理難度較大的高濃度有機廢水，含有大量有機污染物、硫化物、SS、NH3-N等，具有成分復(fù)雜、色度高、懸浮物多、耗氧量高、水質(zhì)水量變化較大等特點。目前處理制革廢水的方法有活性污泥法、生物接觸氧化法、生物濾池、UASB、ABR、MBR 等。
隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，有必要采用合理的工藝組合，使污水處理系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，具有良好的環(huán)境和經(jīng)濟效益。
1 廢水水質(zhì)及特征
河南項城某皮革有限公司隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大和生產(chǎn)工藝的升級，目前的廢水處理系統(tǒng)及配套設(shè)備已不能滿足生產(chǎn)廢水水量、水質(zhì)的要求，因此需對現(xiàn)有廢水處理系統(tǒng)及配套設(shè)施進行升級改造。設(shè)計規(guī)模為3 000 m3/d，處理后的水質(zhì)要求達到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)一級標(biāo)準(zhǔn)要求。制革廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見表 1。
表 1 廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)
2 原處理工藝及問題分析
原污水 處理工藝如圖 1所示。
圖 1 原廢水處理工藝流程
原廢水處理工藝存在以下問題：(1)無pH調(diào)節(jié)系統(tǒng)，無法對廢水進行加酸調(diào)節(jié)，尤其在廢水間歇排放時，有時pH可達到10~12，堿性很強，會對后續(xù)生物處理系統(tǒng)中微生物的呼吸作用及代謝功能產(chǎn)生障礙，嚴(yán)重影響生物處理系統(tǒng)的處理效果。(2)初沉池由于設(shè)計缺陷，沉淀時間較長，且不能及時排泥，沉淀污泥在池內(nèi)停留時間較長。廢水中油脂、碎肉和皮屑等含有大量蛋白質(zhì)，在長時間缺氧條件下發(fā)生氨化反應(yīng)，蛋白質(zhì)水解為氨氮進入廢水中，給后續(xù)的生化脫氮帶來負擔(dān)，造成出水氨氮超標(biāo)。(3)二級生化處理采用氧化溝工藝，缺少缺氧段，同一溝中好氧區(qū)與缺氧區(qū)各自的體積和溶解氧濃度很難準(zhǔn)確地控制，因此無法保證對氨氮和總氮的去除效果。(4)氧化溝溝道較長，倒傘曝氣氧利用率低，且缺少推流器，機械攪拌強度不夠，造成溝內(nèi)污泥沉積，泥水混合不均，處理效果差。(5)現(xiàn)有工藝缺少部分深度處理設(shè)施，無法保證出水穩(wěn)定達標(biāo)排放。
3 工藝改造方案及分析
3.1 改造工藝流程
根據(jù)該工程的特點，改造時針對特征污染物，結(jié)合原有廢水處理設(shè)施，采用預(yù)處理+生物處理系統(tǒng)+深度處理組合處理工藝，即由預(yù)沉池+曝氣調(diào)節(jié)+一沉池+水解酸化+A/O+二沉池+曝氣生物濾池+斜管沉淀池組成的主體處理工藝，確保污水處理后達標(biāo)排放。剩余污泥利用原有污泥處理設(shè)施，采用污泥濃縮+污泥機械脫水的工藝處理。改造后的工藝流程如圖 2所示。
圖 2 改造后的處理工藝流程
3.2 主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)
(1)格柵渠。利用原有機械格柵，鋼混結(jié)構(gòu)， 1座，尺寸為2 m×1 m×2.85 m，用于截留污水中的漂浮物及皮屑等。
(2)集水井。利用原有集水井，鋼混結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為10 m×3 m×4 m，利用原有提升泵2臺，1用1備。
(3)1#沉淀池。新建，鋼混結(jié)構(gòu)，1座;反應(yīng)區(qū)尺寸為3.7 m×6.7 m×4.3 m，沉淀區(qū)尺寸為27.5 m× 6.7 m×3.3 m，表面負荷0.81 m3/(m2·h)，沉淀時間3.75 h;設(shè)旋轉(zhuǎn)過濾機和桁車式泵吸泥機1臺。
(4)預(yù)曝氣調(diào)節(jié)池。利用原有調(diào)節(jié)池，鋼混結(jié)構(gòu)，2座;單座尺寸為17 m×16.3 m×4.5 m，水力停留時間14.8 h;利用現(xiàn)有提升泵、鼓風(fēng)機和FeSO4投加裝置。將原有穿孔管曝氣系統(tǒng)更換為旋切式曝氣系統(tǒng)。
(5)2#沉淀池。利用原有沉淀池，鋼混結(jié)構(gòu)，1座;尺寸為D 14 m×3.5 m，表面負荷0.81 m3/(m2·h)，沉淀時間3.0 h;利用原有單周邊傳動刮泥機1臺。
(6)1#中間水池。新建，鋼混結(jié)構(gòu)，1座;尺寸為3.5 m×3.5 m×4.3 m，有效容積為49 m3，設(shè)置提升泵3臺，2用1備。
(7)水解酸化池。新建，鋼混結(jié)構(gòu)，數(shù)量2座，單座尺寸為13 m×6.5 m×6.3 m，總有效容積1 014 m3，停留時間8.1 h，上升流速0.74 m/h;池內(nèi)設(shè)置彈性立體填料，池底設(shè)置布水系統(tǒng)和排泥系統(tǒng)。
(8)缺氧池。新建，鋼混結(jié)構(gòu)，2座，每座分3個廊道，單廊道尺寸13 m×4 m×5.5 m，總有效容積 1 560 m3，停留時間12.48 h;池內(nèi)設(shè)置6臺低速潛水推流器。
(9)好氧池。利用原有氧化溝改造而成，鋼混結(jié)構(gòu)，分4個廊道，單廊道尺寸為58 m×6 m×3.7 m，總有效容積為4 454.4 m3，停留時間35.6 h，BOD5污泥負荷0.085 kg/(kg·d)，各廊道內(nèi)設(shè)置低速潛水推流器1臺進行攪拌;池底設(shè)置旋切式曝氣器，設(shè)置離心泵5臺進行混合液回流，4用1備，回流比300%。
(10)二沉池。利用原有二沉池，鋼混結(jié)構(gòu)，1座;尺寸為D 18 m×3.5 m，表面負荷0.49 m3/(m2·h);利用原有污泥泵進行污泥回流和剩余污泥排放。
(11)2#中間水池。利用原有水池，鋼混結(jié)構(gòu)， 1座;尺寸為8 m×6 m×3 m，有效容積為129.6 m3，設(shè)置提升泵5臺，3用2備。
(12)曝氣生物濾池。利用原有2座，新增1座，鋼結(jié)構(gòu)，單座尺寸D 5 m×6.4 m，BOD5容積負荷0.86 kg/(m3·d)，NH3-N負荷0.93 kg/(m3·d)，濾速2.12 m/h;利用原有風(fēng)機進行鼓風(fēng)曝氣。
(13)斜管沉淀池。新建，鋼混結(jié)構(gòu)，數(shù)量1座;前端設(shè)混凝反應(yīng)區(qū)，尺寸為3.25 m×7.5 m×3.8 m，沉淀區(qū)尺寸為7.5 m×7.5 m×4.7 m，表面負荷2.44 m3/(m2·h);池內(nèi)設(shè)置斜管填料。
(14)清水池。利用原有清水池，鋼混結(jié)構(gòu)，數(shù)量1座，尺寸為15 m×6 m×2.5 m，有效容積198 m3，利用原有反沖洗泵定時進行反沖洗。
(15)1#污泥貯池。新建，鋼混結(jié)構(gòu)，數(shù)量1座，尺寸為8 m×4.5 m×4.5 m，有效容積144 m3;池內(nèi)設(shè)高速潛水推流器1臺進行機械攪拌。
(16)2#污泥貯池。利用原有設(shè)施，鋼混結(jié)構(gòu)，數(shù)量1座，尺寸為17 m×4 m×4.5 m，有效容積272 m3，利用原有攪拌設(shè)施。
(17)污泥脫水間。利用原有設(shè)施，磚混結(jié)構(gòu)，數(shù)量1座，尺寸為18 m×12 m×5.2 m，利用原有污泥脫水系統(tǒng)。
(18)鼓風(fēng)機房、配電室。新建，磚混結(jié)構(gòu)，數(shù)量1座，尺寸為19.8 m×4.2 m×4.2 m，房內(nèi)設(shè)置三葉羅茨鼓風(fēng)機6臺，4用2備。(19)加藥間。新建，磚混結(jié)構(gòu)，數(shù)量1座，尺寸為9 m×3 m×4.2 m，房內(nèi)設(shè)置加酸、加PAC、加PAM設(shè)備各1套。
4 運行效果
改造后各工段運行穩(wěn)定，水質(zhì)處理效果穩(wěn)定，出水穩(wěn)定達標(biāo)，運行數(shù)據(jù)見表 2。由表 2可以看出，改造后的處理工藝對COD、BOD5、NH3-N、SS的去除率分別為98.3%、99.4%、97.0%、98.9%，出水水質(zhì)達到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)一級標(biāo)準(zhǔn)要求。
表 2 改造后各工段運行效果
5 經(jīng)濟分析
工程改造費用為802.62萬元，包括構(gòu)(建)筑物、設(shè)備等直接投資650.54萬元;設(shè)計費、調(diào)試費等間接投資152.08萬元。運行成本主要包括電費、人工費以及藥劑費等，運行費用總計10 462.20元/d，折合噸水成本為3.49元/m3。具體參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
6 結(jié)論
(1)在改造工程實施過程中，充分利用原有處理設(shè)施和設(shè)備，從運行效果來看，改造后整個處理系統(tǒng)安全可靠，運行穩(wěn)定，處理效果好，處理后的廢水水質(zhì)能夠達到GB 8978—1996一級標(biāo)準(zhǔn)的要求。
(2)采用預(yù)處理+生物處理系統(tǒng)+深度處理組合工藝處理廢水，具有工藝先進、技術(shù)合理、耐沖擊性強、出水水質(zhì)穩(wěn)定的特點，具有較好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，同時其處理效果穩(wěn)定可靠，操作簡單，具有良好的推廣價值。
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