皮革厂污水处理设计方.docx
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皮革厂污水处理设计方
摘要
制革废水不仅水量大，而且成分复杂、污染物浓度高，处理比较困难。
设计一套运行成本较低、处理效果较好的废水处理工艺，是制革业急需解决的问题。
本文选定了物化——生物氧化综合制革废水处理工艺处理皮革厂的废水。
废水处理厂设计的出质应达到国家《污水综合排放标准》（GB8978——1996）的一级标准，废水处理厂的工艺设计合理，抗冲击负荷能力强、连续自动运行、工艺可靠、技术经济可行，具有重要的实践意义。
关键词：
综合制革废水，污水处理，污水厂设计
1.概述
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、氨氮、悬浮物等非常高，是一种较难治理的工业废水。
皮革生产可分为湿操作和干操作两部分，湿操作主要为准备工段和鞣制工段，干操作主要为整饰工段，皮革废水主要来源于这三个工段，产生各环节主要污染物有：
（1）色度：
制革废水的色度较大，一般为600-3500倍，主要有色度高达3000-5000倍的植鞣废液、色度1000-3000倍的染色废液、色度200倍左右的浸灰废液和废铬液造成的。
（2）碱性:
制革废水的碱性总的趋势是偏碱性，随各厂所采用的工艺及品种不同而有差异。
一般混合的废水PH值一般为9-12，碱性主要来自脱毛液，膨胀的石灰，烧碱和硫化碱。
（3）悬浮物:
制革废水中的悬浮物主要是油脂、碎肉、皮渣、污血、石灰、拷胶、泥沙等沉淀物，以及不同工序的废水混合后，由于化学反应产生的蛋白絮、氢氧化铬，丹宁酸钙等各种絮状物。
制革废水中的悬浮物一般为3000-10000mg/l，其中硫化钠脱毛废液的悬浮物可高达20000-30000mg/l。
（4）硫化物:
硫化物主要来自灰碱法脱毛废液，含量高达2400mg/1左右，部分来自采用硫化钠，多硫化钠助软的浸水废液和蛋白质分解产物，但其含量较低，废水中的硫化物是以硫氢化钙，硫化钙和硫化钠的形式存在。
（5）铬离子:
制革废水中一般是三价铬离子，含量为15-40mg/1,单独排放的废铬液含量可高达3000-4000mg/l，主要来源是铬琴废液、中和废液和搭马、挤水的余液。
（6）氯化物及硫酸盐:
在原皮防腐、浸水、脱灰、浸酸、琴制等工序的废液中，均含有大量氯化物，含量可达1400-2500mg/l。
生化处理对废水中的氯化物无去除能力应通过工艺改革尽量少用或不用食盐。
（7）化学耗氧量:
制革废水中的含有大量有机物，一般化学耗氧量在500-4000mg/l。
（8）酚类:
制革废水中的酚类主要来自生产过程中加入的防腐剂如乙酚，甲酚、笨酚等，含量不多。
2.工艺设计参数
2.1设计水量
平均设计水量Q=1000m3/d
2.2进水水质
BOD5（mg/l）
SS（mg/l）
COD（mg/l）
NH3-N（mg/l）
1000
1400
3500
50
2.3出水水质
要求出水水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中规定一级排放标准，即：
BOD5（mg/l）
SS（mg/l）
COD（mg/l）
NH3-N（mg/l）
<20
<70
<100
<15
3.处理工艺流程
3.1含铬废水处理流程
含铬废水中铬的高吸收工艺和废铬液回收使用工艺，我们主张同时使用，当有含铬废水排放时，采用以下的工艺机理进行处理。
其反应机理为：
Cr3+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=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，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，使用石灰粉来调节PH。
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，使剩余污泥可用作农肥，又可回收资源，创造价值（铬饼可定期外卖）或加酸酸化，回用于生产。
3.2综合废水处理流程
皮革综合废水经格栅去除生产过程中流入废水中的纤维和大块杂质，然后进入隔油池。
经除油脂后的废水进入预曝池进行预处理。
该池设有预曝气装置，连续通入空气，一方面氧化废水中的硫离子，在碱性溶液中，利用空气中的O2氧化S2-硫化物，使之由S2-→S→S2O32-→SO42-。
另一方面可以增加废水中的溶解氧，防止废水发酵产生臭味，废水在该池充分均化水质后用提升泵将其提升至化学反应池。
反应池设有搅拌机、pH仪和四组计量加药装置，投入FeSO4去除残存的硫离子，使废水中的硫离子得到去除，反应式为：
Na2S+FeSO4=FeS↓+Na2SO4
通过预处理的废水进入化学反应池，本反应池投加的矿物质含有SiO2、Al2O3、CaO等，孔隙率为0.3左右，比表面大，具有较好的吸附性能；同时因为含有铝盐和硅酸盐，从而具有混凝效果，可以吸附溶于水或不溶于水的污染物，这不仅可以去除Cr，而且还可以大量吸附去除废水中的CODcr，对于高浓度废水的预处理具有较好的效果。
氧化沟是一种改良的活性污泥法，其曝气池呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混和液在其中循环流动，因此被称为“氧化沟”。
4.综合污水处理主要设备及构筑物
4.1细格栅：
（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：
50m3/h
栅条间隙b:
3mm
格栅倾角：
60°
过栅流速：
1.0m/s
栅前渠道水深：
0.8m
栅条宽度S：
10mm
格栅间隙数n:
17
格栅槽宽度
=
沟宽:
0.3m
沟深：
3m
（3）运行：
自动运行，机械自动耙渣。
（4）主要工程内容：
一道宽1m，高4m，沟深3m的碳钢机械格栅.
4.2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。
而污水处理一般不少于10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：
有效容积V1:
V=12.5×10×4m=500m3，
停留时间：
10h
总容积V2：
（3）运行：
连续运转
（4）主要工程内容：
池内安装穿孔管进行曝气。
4.3设备操作工房：
（1）安装提升泵四台。
（2）安装罗茨风机四台。
（3）安装配电系统。
（4）采用半地下式泵房,尺寸为：
长×宽=12.0×6.0m.
4.4一次提升泵：
（1）功能：
将重力汇入污水站的污水提升，进入污水处理构筑物，保证处理后污水自流进入厂外，并使后续处理构筑物埋深值处于经济合理范围内。
同时在泵后设置管道混合器投放PAC（聚合氯化铝）药液。
（2）设计参数：
根据处理后污水排除要求的水位和构筑物水头损失以及进水最低水位确定水泵扬程为10m，平均流量为50m3/h。
（3）选用Q=50m3/h,H=10m，P=1.5kw，4PWL型污水泵2台，1用1备。
4.5水解酸化池
（1）功能：
水解酸化可进一步提高了废水的BOD/COD比，增加了废水的可生化性，且对COD有一定的去除率，为后续的好氧生化处理创造了良好的环境。
（2）设计参数:
设计流量：
50m3/h
表面负荷：
1m3/m2.h
水力停留时间：
10h
有效水深：
4m
有效容积：
500m2
填料高度:
2m
填料类型：
直径为150mm，串距200mm,片距100mm,每串长度2m.采用尼龙绳悬挂。
（3）运行方式连续运行
（4）主要工程内容：
水解酸化池两座，每座尺寸：
12.5×10×4m，
其中有效水深为4m。
池中填充半软性组合填料，高度2m，每池2个泥斗，倾角均为60°。
4.6沉淀池
辐流式沉淀池尽管排泥设备复杂，但运行管理方便，刮泥机故障率较小，并且设备定型，本设计采用中心进水，周边出水的辐流式沉淀池作为初沉池。
辐流式沉淀池取池子半径l/2处的水流断面作为计算断面，计算如下:
最大设计流量Qmax=50m3/h，停留时间:
2.5h，表面负荷设q’=1.4m3/（m2·h），
池数n=1个，hl:
超高0.3m，h3:
缓冲层高度0.3m，h4:
圆锥体高度0.3m，
h5:
污泥斗高0.8m。
（1）沉淀部分水面面积F:
F=Qmax/（n*q’）=50/（1*1.4）=35.7m
（2）池子直径:
D=（4F/π）0.5=6.75m
（3）沉淀部分有效水深:
h2
h2=tq’=1.4*2.5=3.5m
（4）沉淀部分有效容积:
V0=Qmaxt/n=50*2.5/1=125m3
（5）沉淀池总高度:
H=hl+h2+h3+h4+h5=0.3+3.5+0.3+0.1+0.8=5.0m
4.7污泥浓缩池
本设计采用带有刮泥机的中心传动污泥浓缩机的连续式重力浓缩池
已知活性污泥量Q=90m3/d，含水率p1=99.4%，污泥浓度C=6g/L，浓缩
后污泥浓度为30g/L，含水率p2=97%。
（1）浓缩池直径
采用带有污泥浓缩机的辐流式重力沉淀池，浓缩污泥固体量M取27Kg/（m2·d）。
浓缩池面积:
A=QC/M=90*6/27=20m2
浓缩池直径：
D=（4A/π）0.5=（4*20/π）0.5=5.1m
（2）浓缩池工作部分高度hl
取污泥浓缩时间t=16h，则h1=tQ/（24A）=3m
（3）超高h2:
h2取0.3m
（4）缓冲层h3:
h3取0.5m
（5）污泥斗高度h4:
h4取0.8m
（5）浓缩池总高度:
H=h1+h2+h3+h4=3+0.3+0.5+0.8=4.6m
（6）浓缩后污泥体积:
V2=Q（1-p1）/（1-p2）=90*（1-99.4%）/（1-97%）=18m3/d
4.8生物接触氧化池
（1）功能:
在好痒微生物的作用下达到对BOD,COD的去除。
（2）设计参数：
设计流量：
50m3/h
运行周期:
t=V/Q=（S0-Se）/Lv=20h
进水曝气时间:
16h
曝气盘：
选择直径为215的曝气盘，服务面积为0.5m2，选择400个曝气盘
个
（3）运行方式：
间歇运行
4.9二沉池
（1）功能：
二沉池其主要作用是进行混合液的固液分离，以达到最终从污水中去除、分离有机物的目的。
（2）设计参数：
设计流量：
50m3/h
表面负荷：
1m3/m2.h
沉淀时间：
4h
（3）运行：
连续运行。
（4）主要工程内容：
平流式沉淀池1座，每座尺寸为长5m，宽10m,高4.3m，其中有效水深4m，泥斗倾角60°。
5含铬废水处理部分
5.1含铬废水蓄水池
（1）功能：
进行水量及水质调节,污水处理2班运行。
（2）设计参数：
停留时间：
12h
（3）运行：
连续运转
（4）主要工程内容：
方形池一座，长10m,宽15m,池深4.3m。
5.2反应沉淀池
（1）功能：
是铬、液分离的关键组成部分,通过化学反应，最终实现分离的目的。
（2）设计参数：
周期4h
（3）运行：
间歇运行
（4）主要工程内容：
50m3反应罐2个，Φ4m,高4m。
5.3碱液配液池
（1）功能：
将NaOH配成液体,以便和污水混合.
（2）工艺参数:
NaOH的投放量为600kg/d
（3）主要工程内容：
配液池一座,尺寸为长2m,宽2m,高2m.
5.4板框压滤机
（1）功能：
进一步降低污泥含水率，减少污泥体积，便于污泥运输处置。
（2）设计参数：
采用自动型厢式压滤机
配带螺杆泵一台
过滤面积30m2功率3kW
（3）运行：
间歇运行
（4）主要工程内容:
污泥脱水机房一座，结构平面尺寸为长×宽＝4m×6m。
6污水处理厂的高程布置
6.1高程布置的一般原则
1、计算各处理构筑物的水头损失时，应选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行较准确的计算，考虑最大流量、雨天流量和事故时流量的增加。
并应适当留有余地，以防止淤积时水头不够而造成的涌水现象，影响处理系统的正常运行。
2、计算水头损失时，以最大流量（设计远期流量的管渠与设备，按远期最大流量考虑）作为构筑物与管渠的设计流量。
还应当考虑当某座构筑物停止运行时，与其并联运行的其余构筑物与有关的连接管渠能通过全部流量。
3、高程计算时，常以受纳水体的最高水位作为起点，逆废水处理流程向上倒推计算，以使处理后废水在洪水季节也能自流排出，并且水泵需要的扬程较小。
如果最高水位较高，应在废水厂处理水排入水体前设置泵站，水体水位高时抽水排放。
如果水体最高水位很低时，可在处理水排入水体前设跌水井，处理构筑物可按最适宜的埋深来确定标高。
4、在做高程布置时，还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需要提升的污泥量。
6.2污水高程计算
地面标高：
28m
沿程损失=坡度×距离
局部损失=ζ
总损失=构筑物的损失+沿程损失+局部损失
表1水头损失计算
名称
设计流量
L/s
管径mm
i
%
V
m/s
管长m
沿程损失
Σξ
局部损失
Σh
m
曝气池
0.3
出水控制井
0.2
出水控制井至生物反应池
13.89
600
0.52
0.11
80
0.416
3.70
0.319
0.735
生物反应池
0.6
生物反应池至配水井
13.89
600
0.52
0.11
20
0.104
0.80
0.069
0.173
配水井
0.2
配水井至沉砂池
13.89
600
0.52
0.11
40
0.208
2.7
0.233
0.441
沉砂池
0.25
细格栅
0.23
提升泵房
2.0
Σ
5.406
升级会员 