吳志堅，穆文華，陳朱虹，莊淑芳

合成革廢水處理工程實例

吳志堅1，穆文華2，陳朱虹2，莊淑芳2

（1.浙江水美環(huán)保工程有限公司，浙江杭州310000；2.福建愛唯美環(huán)?？萍加邢薰?，福建廈門361000）

針對合成革廢水COD高、TN高的特點，采用“氣浮+UASB+缺氧+接觸氧化”組合工藝對合成革綜合廢水進(jìn)行處理，出水達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中的一級標(biāo)準(zhǔn)，其中COD、BOD5去除率分別達(dá)到了98.1%、99.1%。當(dāng)內(nèi)循環(huán)比為200%、接觸氧化池出水溶解氧為2.0mg/L時，在各項指標(biāo)達(dá)標(biāo)的前提下，系統(tǒng)出水氨氮含量最低。

合成革廢水；UASB；缺氧；接觸氧化

浙江某革業(yè)有限公司主要生產(chǎn)箱包革、鞋革、沙發(fā)革等PU皮革產(chǎn)品。擁有“六干六濕”生產(chǎn)流水線以及后續(xù)印刷、壓花、磨皮、噴涂等配套設(shè)備。為貫徹環(huán)?！叭瑫r”制度，建廠的同時新建廢水處理站1座，設(shè)計處理量為200m3/d，工程于2012年9月調(diào)試成功，出水達(dá)到GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級標(biāo)準(zhǔn)。

1　廢水來源及水質(zhì)

浙江某革業(yè)有限公司廢水主要來源于生產(chǎn)廢水和生活污水。生產(chǎn)廢水包括：（1）沖槽廢水，水量7 m3/d，濃度較高，主要含DMF（N，N-二甲基甲酰胺）等有機污染物，COD約13 000mg/L、SS約100mg/L；（2）沖塔廢水，每季水量25m3，濃度較高，主要含DMF、乙二胺等污染物，COD約15 000～40 000mg/L、NH3-N約200～300mg/L、SS約300mg/L；（3）地面沖洗及洗桶水（包括干、濕法車間及印刷車間系統(tǒng)廢水），水量10m3/d，含DMF等有機污染物及少量固體懸浮物，COD約13000mg/L、SS約150mg/L；（4）水鞣廢水、噴涂廢水、設(shè)備循環(huán)冷卻水，主要含DMF、丁酯等有機污染物，水量25m3/d，COD≤1000mg/L、NH3-N≤50mg/L，SS約100mg/L、色度（稀釋倍數(shù)）70～100倍；（5）生活污水，水量30m3/d，COD≤500mg/L、NH3-N≤35mg/L。

通過對廢水污染源分析，可以把廢水分為三類：（1）高濃度生產(chǎn)廢水（沖槽廢水、沖塔廢水、地面沖洗水及洗桶水），含有DMF、乙二胺等有機污染物，特點是間歇式排放，水質(zhì)水量波動大、有機物濃度高，氨氮含量高、SS含量高、色度大〔1〕；（2）低濃度生產(chǎn)廢水（包括水鞣廢水、噴涂廢水、設(shè)備循環(huán)冷卻水），主要含有DMF、丁酯等污染物及少量懸浮物；（3）生活污水。

2　工程設(shè)計

2.1設(shè)計水質(zhì)、水量

設(shè)計水量為200 t/d，24 h運行，設(shè)計進(jìn)出水質(zhì)如表1所示。

表1　設(shè)計進(jìn)出水質(zhì)

2.2廢水處理工藝流程

廢水處理工藝流程如圖1所示。

2.3工藝流程說明

根據(jù)廢水排放情況，對高濃度廢水、低濃度廢水采取分別收集的方式，高濃度廢水先進(jìn)入高濃度集水池，然后根據(jù)排放周期每天均配打入綜合廢水調(diào)節(jié)池，低濃度廢水則經(jīng)低濃度廢水集水池收集后用泵提升至綜合廢水調(diào)節(jié)池，高、低濃度廢水集水池中分別布置細(xì)格柵1套，以去除較大的漂浮物，以保證后續(xù)設(shè)備的正常運行。綜合廢水中含有DMF、丁酯、乙二胺、毛屑、懸浮固體等污染因子，在調(diào)節(jié)池混合均勻后提升至氣浮反應(yīng)器，投加PAC、PAM，經(jīng)過氣浮處理后廢水中懸浮固體物、油類物質(zhì)得到有效去除，保證了后續(xù)生化處理的連續(xù)穩(wěn)定運行。氣浮出水進(jìn)入上流式厭氧污泥床（UASB）〔2〕，在厭氧微生物的作用下廢水中部分有機物得到去除，與此同時廢水中的有機氮以氨氮的形式（氨化）釋放出來，UASB出水進(jìn)入由缺氧池、接觸氧化池組成的A/O系統(tǒng)（前置反硝化生物脫氮），接觸氧化池混合液回流至缺氧池，廢水中有機物在缺氧池中被反硝化菌作為碳源利用，與此同時硝化液中的NO3-、NO2-在反硝化細(xì)菌的作用下轉(zhuǎn)化成N2被除去，在接觸氧化池中廢水中的有機物被微生物進(jìn)一步生化降解，同時廢水中的氨態(tài)氮在硝化菌的作用下轉(zhuǎn)化成NO3-、NO2-，接觸氧化池出水溢流入斜管沉淀池，廢水中懸浮物被去除經(jīng)標(biāo)排口達(dá)標(biāo)排放。氣浮浮渣、沉渣排至污泥池，斜管沉淀池60%污泥回流，剩余污泥排至污泥池，再提升至污泥濃縮池進(jìn)行重力濃縮，污泥含水率約從98%下降至96%，再由螺桿泵輸送至箱式壓濾機進(jìn)行脫水處理，泥餅（含水率約80%）外運處置。

2.4主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)

（1）格柵井。地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸1.25m× 0.875m×1.50m，主要作用是去除廢水中的部分懸浮物、毛屑等，以保證后續(xù)設(shè)備的穩(wěn)定運行，高濃度、低濃度廢水各1座。

（2）集水池。地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸3.625m×2.5m×4.0m，有效容積27m3，內(nèi)設(shè)自耦式排污泵1臺，控制方式為手動/自動，自動時由電纜式浮球控制，高濃度、低濃度廢水各1座。

（3）綜合廢水調(diào)節(jié)池。半地埋式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸7.50m×4.70m×5.0m，主要作用是調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，HRT=18 h，考慮到位差不同，調(diào)節(jié)池空氣攪拌采用獨立風(fēng)機（SSR50，Qs=1.20m3/min，ΔP=53.9 kPa，1用1備），氣水體積比5∶1，設(shè)提升泵2臺。

（4）氣浮反應(yīng)器。Q235結(jié)構(gòu)，尺寸4.70m×1.50m× 2.00m，主要是去除廢水中懸浮物，以保證后續(xù)生化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，處理量Q為10～15m3/h，溶氣水量為3～5m3/h，HRT為40min，分離區(qū)10m2，刮泥機功率0.55 kW。

（5）上流式厭氧污泥床（UASB）。地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸15.0m×5.40m×6.50m（2格），在厭氧微生物的作用下廢水中部分有機物得到去除，有機氮進(jìn)行氨化。污泥質(zhì)量濃度為30 g/L、容積負(fù)荷為1.875 kg/（m3·d），配套設(shè)施有循環(huán)泵、三相分離器、布水器、出水堰等，實際運行時控制DO≤0.2mg/L。

（6）缺氧池。地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸11.50m×5.40m×5.00m，主要作用是水解酸化和缺氧反硝化作用，污泥質(zhì)量濃度為10 g/L、容積負(fù)荷0.80 kg/（m3·d），缺氧池采用折流板形式，池內(nèi)設(shè)有組合生化填料，同時底部設(shè)有穿孔曝氣裝置，實際運行時控制DO≤0.5mg/L。

（7）接觸氧化池。地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸10.85m×6.80m×5.00m（3格），主要作用是好氧生物氧化和硝化作用，污泥質(zhì)量濃度6 g/L，容積負(fù)荷0.3 kg/（m3·d），內(nèi)設(shè)KBB型微孔曝氣裝置及組合生化填料，微孔曝氣采用獨立風(fēng)機（SSR100，Qs=4.13 m3/min，ΔP=58.8 kPa，1用1備），3格的曝氣量分別為45%、30%、25%，實際運行時控制出水溶解氧2～3 mg/L，出水混合液回流至缺氧池。

（8）沉淀池。地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，沉淀池采用斜管沉淀，尺寸8.00m×2.00m×5.00m，主要作用是去除接觸氧化池出水中固體懸浮物，表面負(fù)荷0.625m3/（m2·h），HRT為2 h，污泥部分回流至缺氧池，剩余部分至污泥池。

（9）污泥濃縮池。地上鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，濃縮池采用豎流式濃縮池，尺寸2.00m×1.50m×5.50m，污泥固體負(fù)荷為35 kg/（m2·d），濃縮時間18 h，濃縮后上清液回流至調(diào)節(jié)池。

（10）壓濾機房。磚砌結(jié)構(gòu)，配套設(shè)施有螺桿泵（G35-1，流量為5m3/h，揚程為60m，轉(zhuǎn)速為520～710 r/min，1用1備）、廂式壓濾機（XAYJ12/630-UK，過濾面積為12m2，濾室總?cè)萘繛?50 L），運行周期為4～6 h/d。

3　運行過程及結(jié)果

工程于2012年6月初開始調(diào)試，經(jīng)過4個月的調(diào)試于9月底通過了當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的檢測，考慮到A/O系統(tǒng)的回流比、出水溶解氧對生物脫氮的影響很大，因而在調(diào)試期間分別就兩者對生物脫氮效果進(jìn)行了試驗性研究。

3.1內(nèi)回流比對生物脫氮的影響

控制其他條件不變，調(diào)整混合液內(nèi)回流比分別為100%、200%、300%、400%，結(jié)果如圖2所示。

圖2　內(nèi)回流比對出水NH3-N的影響

由圖2可見，內(nèi)回流比在200%時，出水中氨氮含量最低，主要是因為硝化菌是自養(yǎng)型微生物，必須等水中BOD5降低到一定程度才能發(fā)生硝化反應(yīng)，當(dāng)提高內(nèi)回流比時接觸氧化池實際水力停留時間縮短，留給硝化反應(yīng)的時間縮短致使部分NH4+還未來得及發(fā)生硝化反應(yīng)〔3〕。

3.2出水溶解氧對生物脫氮的影響

在其他條件不變的情況下，通過控制供氧量的變化調(diào)整接觸氧化池出水溶解氧含量來考察出水溶解氧對出水氨氮的影響，結(jié)果如圖3所示。

圖3　出水溶解氧對出水NH3-N的影響

由圖3可見，當(dāng)接觸氧化池出水溶解氧為2.0 mg/L時，系統(tǒng)出水氨氮已達(dá)到較好的效果，繼續(xù)提高溶解氧含量時，變化不大。提高溶解氧不僅增加了能量消耗，而且溶解氧過高不利于缺氧池的反硝化反應(yīng)（DO≤0.5mg/L），不利于TN的去除。

3.3處理效果

確定最佳的內(nèi)回流比為200%，接觸氧化池出水溶解氧為2.0mg/L，對整個系統(tǒng)各項指標(biāo)進(jìn)行了15 d的連續(xù)監(jiān)測，結(jié)果如圖4所示。

由圖4可見，系統(tǒng)出水COD、BOD5、NH3-N平均值分別為78、13、3.5mg/L，達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中一級標(biāo)準(zhǔn)，其中COD、BOD5總?cè)コ史謩e達(dá)到了98.1%、99.1%。

4　經(jīng)濟分析

廢水處理站總占地面積480m2，工程總投資95萬元，折合單位投資4750元/t，運行費用如下所示。

電費：根據(jù)設(shè)備的運行時間，耗電約200 kW·h/d，折合處理費用約0.7元/t；藥劑費：PAC用量25 kg/d，PAM用量1 kg/d，折合處理費用約0.35元/t；人工費：安排兩名工人，按月工資1 500元計，折合處理費用約0.5元/t；折舊、維修費用約0.3元/t；合計運行費用為1.85元/t。

5　結(jié)論

（1）采用“氣浮+UASB+缺氧+生物接觸氧化+沉淀”工藝處理COD高、TN高的合成革綜合廢水是可行的。

（2）實際運行過程中，A/O系統(tǒng)的內(nèi)回流比、出水溶解氧控制對于系統(tǒng)的氨氮去除具有很重要的作用，工程實際運行中最佳內(nèi)回流比為200%、接觸氧化池出水溶解氧為2.0mg/L。

（3）實際運行過程中，生化段出水水質(zhì)良好，后續(xù)斜管沉淀工藝未投加混凝劑，不僅降低了污水處理運行費用，而且也減少了后續(xù)的污泥處理費用。

（4）從工程的實際運行來看，對合成革綜合廢水再進(jìn)行深度處理達(dá)到中水回用是完全可行的。

［1］徐遠(yuǎn)雄，張杰，陳慧佳．高含氮合成革廢水處理工程實例［J］．工業(yè)用水與廢水，2008，39（3）：17-19．

［2］馬溪平．厭氧微生物學(xué)與污水處理［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005：82-84．

［3］唐受印，戴友芝．水處理工程師手冊［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000：518-520．

Case study on the treatmentofsynthetic leatherwastewater

Wu Zhijian，MuWenhua，Chen Zhuhong，Zhuang Shufang
（1.Zhejiang SuperMax Environmental Engineering Co.，Ltd.，Hangzhou 310000，China；2.Fujian Love Clear EnvironmentalCo.，Ltd.，Xiamen 361000，China）

Since the synthetic leatherwastewater is characterized by high COD and high total nitrogen，the combined process，floatation+UASB+anoxia+contact oxidation has been used for its treatment.The results show that the effluent reaches the first level standard specified in the Integrated Wastewater Discharge Standard（GB 8978—1996），inwhich the removing ratesof COD and BOD5are98.1%and 99.1%，respectively.When the innercirculating ratio is200%，and the effluent dissolved oxygen content in the contactoxidation pond is2.0mg/L，under the precondition thatevery index reaches the standard，theammonia-nitrogen content in the system effluent is the lowest.

synthetic leatherwastewater；UASB；anoxia；contactoxidation

X703.1

A

1005-829X（2016）09-0099-04

吳志堅（1985—），環(huán)保工程師。E-mail：wuzhijianagd@ 163.com。

2016-06-24（修改稿）