某皮革厂废水处理工程设计说明书doc.docx
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某皮革厂废水处理工程设计说明书doc
0前言--------------------------------------------------------------3
1设计任务书--------------------------------------------------------3
1.1设计题目--------------------------------------------------------3
1.2设计依据--------------------------------------------------------3
1.3排放标准--------------------------------------------------------3
1.4设计范围--------------------------------------------------------4
1.5工程供应现状----------------------------------------------------4
2设计依据与原则----------------------------------------------------4
2.1设计依据--------------------------------------------------------4
2.2设计原则--------------------------------------------------------4
3工艺方案的选择----------------------------------------------------4
4工艺流程的选择----------------------------------------------------5
4.1综合废水处理流程------------------------------------------------5
4.2含铬废水处理流程------------------------------------------------5
4.3含硫废水处理流程------------------------------------------------5
5工艺说明----------------------------------------------------------6
5.1含铬废水处理----------------------------------------------------6
5.1.1反应机理------------------------------------------------------6
5.1.2工艺操作------------------------------------------------------6
5.2含硫废水处理----------------------------------------------------6
5.2.1反应机理------------------------------------------------------6
5.2.2工艺操作------------------------------------------------------6
5.3综合废水的处理--------------------------------------------------7
5.4工艺特点--------------------------------------------------------7
5.4.1水解酸化------------------------------------------------------7
5.4.2CASS工艺-----------------------------------------------------7
5.4.3A/O工艺------------------------------------------------------7
5.5工艺效率估算----------------------------------------------------8
6主要设备及构筑物-------------------------------------------------9
6.1综合污水处理部分------------------------------------------------9
6.1.1粗格栅--------------------------------------------------------9
6.1.2细格栅--------------------------------------------------------9
6.1.3曝气调节池----------------------------------------------------9
6.1.4设备操作工房--------------------------------------------------9
6.1.5提升泵--------------------------------------------------------9
6.1.6竖流式沉淀池-------------------------------------------------10
6.1.7水解酸化池---------------------------------------------------10
6.1.8CASS生化池--------------------------------------------------10
6.1.9A/O脱氮池---------------------------------------------------10
6.1.10二沉池------------------------------------------------------11
6.1.11污泥浓缩池--------------------------------------------------11
6.1.12污泥脱水机房------------------------------------------------11
6.2含铬污水处理部分-----------------------------------------------11
6.2.1含铬废水蓄水池-----------------------------------------------11
6.2.2反应沉淀池---------------------------------------------------11
6.2.3碱液配液池---------------------------------------------------12
6.2.4板框压滤机---------------------------------------------------12
6.3含硫污水处理部分-----------------------------------------------12
6.3.1储存沉淀池---------------------------------------------------12
6.3.2含硫废水催化氧化池-------------------------------------------12
7设计计算书------------------------------------------------------13
7.1粗格栅---------------------------------------------------------13
7.2细格栅---------------------------------------------------------14
7.3曝气调节池-----------------------------------------------------15
7.4竖流式初沉池---------------------------------------------------15
7.5水解酸化池-----------------------------------------------------15
7.6CASS池--------------------------------------------------------15
7.7A/O生化池-----------------------------------------------------16
7.8二沉池---------------------------------------------------------16
8主要设备、设施一览表---------------------------------------------17
0前言
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）如果没有污水处理设施，排放的污水不能达到排放标准，将迫使他们关、停、并、转。
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。
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高达3000mg/l，COD高达十几万毫克每升。
还有从原料皮中溶解下来的蛋白质经分解以后，释放出来的氨氮浓度也特别高，导致处理过的污水中的氨氮含量比处理前的还要高。
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，还会影响微生物的生长。
在制革过程中还使用了重金属铬，它回收回来后难于处理，用到制革过程中影响成品革的质量，但不回收又会随着制革污泥排放到环境中变成危险废弃物等等。
此外，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。
1设计任务书
1.1设计题目：
皮革废水处理厂设计
1.2设计依据：
皮革厂每天排放生产废水1000m3/d，其中：
含铬废水100m3/d，含硫废水100m3/d。
各种污染物浓度为：
COD800～3500mg/L，SS2000mg/L，BOD51000～
1500mg/L，NH3-N（以N计）300mg/L，S2-300mg/L，pH8.5，Cr3+100mg/L。
1.3排放标准：
GB8979-1996《污水综合排放标准》
一级标准：
COD≤100mg/L
BOD5≤30mg/L
SS≤70mg/L
硫化物≤1.0mg/L
NH3-N≤15mg/L
色度≤50
1.4设计范围：
根据该皮革厂现有生产规模和实际情况，按设计处理能力1000m3/d计算，提出综合污水处理方案。
1.5工程供应现状
（1）本地可定购到钢管、铸铁管和预应力钢筋混凝土管等。
（2）地方材料充足。
（3）电力供应充足。
（4）工程采用招标办法进行。
（5）工程总投资由国家基金作保障，保证工程的建设进度。
2设计依据与原则
1设计依据
即将颁布的《皮革行业污水排放标准》。
《中华人民共和国水污染防治法》《实施细则》（2003.3.20）
《给水排水制图标准》（GB/T50106-2001）
《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）
《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）
《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-1984）
《给水排水设计手册》（1-11册）
《城市污水处理工程项目建设标准》（建设部2001.6.1）
2.2设计原则
1）符合国家现行的污水排放标准；
2）以水解+好氧生化（CAST）+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。
3工艺方案的选择
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。
现给出该皮革厂制革废水处理工艺方案如下：
1）实行清洁生产工艺，清污分流，铬单独回收处理
a.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
b.尽量采用环保型脱脂剂和无害化染料
2）调整制革工艺中废水处理（或回收）工艺
a.引进新工艺，改进含铬废水处理工艺，降低成本。
b.含硫废水处理，采用催化氧化处理工艺。
c.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。
3）综合污水处理用沉淀、水解酸化、CASS生化处理、A/0脱氮工艺，占地少、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。
4工艺流程的选择
4.1综合废水处理流程
4.2含铬废水处理流程
4.3含硫废水处理流程：
硫酸锰
含硫废水
储存沉淀池
催化氧化池
曝气调节池
射流搅拌
污泥浓缩池
5工艺说明
5.1含铬废水处理
含铬废水来源于制革生产中的铬鞣和复鞣工序，本工程设计日处理含铬废水量为100m3/d，水质指标：
Cr3+：
100mg/L。
5.1.1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=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
所以，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，上层清液也是完全可以达到污水排放标准的，所以使用氢氧化钠来调节PH。
5.1.2工艺操作
在转鼓下设有集液小槽单独收集含铬废水，再被分流至车间外的铬液储存池，然后再由泵打到铬液反应池，加碱（加石灰粉）的同时蒸汽加温至70～75℃，PH控制在8.5，静置沉淀2h，可生成氢氧化铬沉淀，再用板框压滤机将沉淀压成铬饼储存，滤液及上清液排至综合废水的曝气调节池。
5.2含硫废水处理
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。
本工程设计日处理含硫废水量为100m3/d，S=：
300mg/l。
5.2.1反应机理
5.2.2工艺操作
含硫废水首先进入储存池，再泵入催化氧化池，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硫化物氧化成硫酸根约需0.75Kg氧，催化剂MnSO4用量为40g，浓度约为100mg/l，反应最佳PH值为10，反应时间为5～6h，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。
5.3综合废水的处理
综合污水首先通过粗、细格栅，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，然后用泵提升到初沉池，使水中不溶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水解酸化池，提高废水的可生化性。
经水解酸化后的污水然后进入CASS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。
经CASS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。
本工艺所产生的污泥全部排至污泥浓缩池浓缩，然后经卧螺式离心分离机可做为农肥或填埋。
5.4工艺特点
5.4.1水解酸化
对于工业废水处理，水解（酸化）+好氧处理系统中的水解（酸化）段的目的，主要是将其中难生物降解物质转变为易生物降解物质，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧生物处理。
水解工艺中的优势菌群是厌氧微生物，以兼性微生物为主，而在好氧AO工艺A段中的优势菌是以好氧菌为主，仅仅部分兼性菌参加反应；其次，在反应器内的污泥浓度不同，水解工艺采用的是升流式反应器，其中污泥浓度可以达到15～25g/L。
水解酸化池集沉淀、吸附、生物絮凝、生物降解功能于一体，有机物的去除包括了物理、化学、生物化学在内的综合反应过程。
废水在池中处于缺氧状态，兼性菌大量繁殖。
水解酸化池在兼性菌酶的催化下实现慢性生物降解有机物的水解和快速生物降解有机物的酸化，并实现难生物降解有机物的转化，改变分子结构（开环、断链、裂解、基团取代、还原等），使结构复杂的有机物分子转化为易生物降解的有机物，明显提高可生化性，加速后续好氧处理的速率和COD的去除率。
5.4.2CASS工艺
在反应器入口设一生物选择器，并进行污泥回流，保证了活性污泥不断的在选择器中经历了一个高絮体负荷（S0/X0）阶段，从而有利于系统中絮凝性细菌的生长并提高污泥活性，使其快速地去除废水中溶解性基质，进一步有效地抑制丝状菌的生长和繁殖。
这使得CASS系统的运行不取决于污水处理厂的进水情况，可以在任意进水速率并且反应器在完全混合条件下运行而不发生污泥膨胀。
主反应区在可变容积完全混合反应条件下运行，完成含碳有机物的去除。
运行时通过控制溶解氧的浓度来保证硝化、反硝化的进行。
5.4.3A/O工艺
A/O工艺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。
图一A/O生物脱氮工艺流程
图二A/O脱氮工艺特性曲线
5.5工艺效率估算
综合污水
Q=1000m3/d
细格栅
曝气调节池
初沉池
气浮池
去除
率%
负荷
去除
率%
负荷
去除
率%
负荷
去除
率%
负荷
COD：
3500mg/l
5
175
30
997.5
50
1164
30
349
SS：
2000mg/l
5
100
30
570
50
665
60
399
BOD5：
1500mg/l
5
750
30
225
50
262.5
30
78.8
综合污水
Q=1000m3/d
水解酸化池
A/0脱氮池
CASS池
出水浓度
去除
率%
负荷
去除
率%
负荷
去除
率%
负荷
mg/l
COD：
3500mg/l
30
244.3
70
399
80
136.8
34.4
NH3-N：
300mg/l
-
-
80
240
80
48
12.0
SS：
2000mg/l
60
159.6
70
74.5
85
27.1
4.8
BOD5：
1500mg/l
30
55.1
70
90
80
30.9
7.7
6主要设备及构筑物
6.1综合污水处理部分
6.1.1粗格栅
（1）功能：
截除进污水处理厂污水中的较大杂物，防治堵塞管道和水泵。
（2）设计参数：
设计流量：
200m3/h
栅条间隙:
20mm
格栅倾角：
60°
（3）运行：
自动运行，机械自动耙渣。
（4）主要工程内容：
一道，宽0.32m，高0.9m的全不锈钢机械格栅。
6.1.2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：
200m3/h
栅条间隙:
2mm
格栅倾角：
60°
（3）运行：
自动运行，机械自动耙渣。
（4）主要工程内容：
一道，宽0.245m，高0.9m的全不锈钢机械格栅。
6.1.3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20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：
有效容积为：
500m3，16×8×4.5m（包括超高0.5）
停留时间：
10h
需空气量:
3m3空气/h
（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。
6.1.4设备操作工房
（1）安装提升泵两台。
（2）安装配电系统。
（3）采用半地下式泵房,尺寸为：
长×宽=6.0×6.0m.
6.1.5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出厂外，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PAM（聚丙烯酰胺）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15米，平均流量为50m3/h。
（3）选用100QW50型潜污泵Q=50m3/h,H=22m,N=7.5Kw,3台，2用一备。
6.1.6竖流式沉淀池
（1）功能：
上升速度等于沉降速度的颗粒将悬浮在混合液中形成一层悬浮层，对上升的颗粒进行拦截和过滤。
（2）设计参数:
设计流量：
50m3/h
表面负荷：
1.0m3/m2.H
沉淀时间:
4h
（3）运行：
连续运行。
（4）主要工程内容：
高9.7m，池径D=8m的竖流式沉淀池1座，其中有效水深4m，泥斗倾角取55o，池底设刮泥机。
6.1.7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：
0.75m3/m2.h
水力停留时间：
10h
填料高度:
3m
（3）运行方式：
连续运行
（4）主要工程内容：
水解酸化池一座，尺寸：
15×7×5.5m，其中有效水深为5m。
池中填充半软性组合填料，高度3m。
（3）运行方式：
连续运行
6.1.8CASS生化池
（1）功能：
对进水水质水量变化进行缓冲，促进磷的进一步释放和强化氮的反硝化作用，主反应区最终去除有机底物。
（2）设计参数：
设计流量：
50m3/h
CAS
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