高新紅，張玉華

（河南省商丘生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，河南 商丘 476000）

前言

制革行業(yè)的競爭不外乎質(zhì)量、成本、管理競爭，降低成本是增強(qiáng)競爭能力的重要手段之一。某制革企業(yè)從生產(chǎn)源頭到生產(chǎn)過程控制以及污水處理系統(tǒng)，引入清潔生產(chǎn)的理念，在全廠開展了清潔生產(chǎn)審核工作，而污水處理單元作為審核重點(diǎn)，污水處理系統(tǒng)工程改造被納入清潔生產(chǎn)高費(fèi)方案，通過改造以達(dá)到降低廢水處理成本、減少污染物排放的目的。

1 企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀

該制革企業(yè)始建于1976年，原來屬于鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，2013年6月改制為公司制。公司現(xiàn)有員工80人，擁有三條皮革生產(chǎn)線，年加工羊皮革400萬張。工藝流程概況如下：毛皮→浸水→去肉→革鞣→復(fù)鞣→染色→擠水→干燥→噴涂→成品。該企業(yè)排放的生產(chǎn)廢水主要來自脫脂、脫毛與脫灰廢水、片皮洗滌廢水、浸酸鞣制廢水、染色加脂廢水。因含有較高的有機(jī)物、硫化物、懸浮物等，而具有較深的顏色，強(qiáng)烈的臭味和較大的毒性。又由于廢水是從每個工序轉(zhuǎn)鼓中傾倒出來的，因此其排放方式屬間歇排放，有很強(qiáng)的瞬時性。

表1 改造前后環(huán)境效益對比一覽表
Tab.1 Comparison of environmental benefits before and after transformation(mg/L)

處理單元 改造前 改造后 預(yù)處理 出水COD≤1200 出水COD≤500 生化 出水COD≤100 出水COD≤60 芬頓 出水COD≤45 出水COD≤30 處理系統(tǒng) 出水COD為41.7、氨氮為4.33 出水COD為15、氨氮為3

污水處理系統(tǒng)原有處理工藝有以下兩種：

（1）含鉻廢水處理工藝：含鉻廢水采用“加堿沉淀工藝”，具體是：鞣制廢水進(jìn)入反應(yīng)池后，向其中加入液堿，將pH調(diào)到10～10.5（反應(yīng)終點(diǎn)pH在8～9.5），使鞣制廢水中的鉻轉(zhuǎn)化為沉淀物，從而將鉻從廢水中分離出來。反應(yīng)池中設(shè)置空氣攪拌，充分反應(yīng)不小于2 h。反應(yīng)后的混合物泵入沉淀池，上清液達(dá)到一類污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[1]后進(jìn)入綜合廢水處理系統(tǒng)進(jìn)一步處理。

（2）綜合廢水處理工藝[2]：綜合廢水處理站設(shè)計(jì)處理規(guī)模為日處理廢水2000 m3/d（100 m3/h），采用“預(yù)曝氣調(diào)節(jié)池→初沉→氧化溝→二沉池→芬頓→斜管沉淀池”工藝，達(dá)到《惠濟(jì)河流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB41/918-2014）外排。改造前處理工藝流程見圖1。

圖1 改造前處理工藝流程Fig.1 Treatment process before transformation

2 存在的問題

隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，目前現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)雖可達(dá)標(biāo)運(yùn)行，但運(yùn)行費(fèi)用較高，僅藥耗、電耗、人工費(fèi)和維修折舊，每噸水處理費(fèi)用為15.16元，同時每小時100 m3的水量對生化單元負(fù)荷壓力較大，滿足處理要求愈來愈困難。通過清潔生產(chǎn)審核工作，將污水處理系統(tǒng)工程改造納入高費(fèi)方案進(jìn)行優(yōu)化改造，以達(dá)到減污增效的目的。

3 優(yōu)化改造內(nèi)容

3.1 生化處理工藝優(yōu)化改造[3-4]

利用原有構(gòu)筑物增加預(yù)缺氧池。用以承受來自初沉池上清液的沖擊負(fù)荷，依靠大污泥量吸附水中污染物質(zhì)，降低有害物質(zhì)對后續(xù)的影響，為后續(xù)A池反硝化營造良好的運(yùn)行環(huán)境。預(yù)缺氧池的設(shè)置還可以優(yōu)化活性污泥菌種，減少絲狀菌的繁殖，控制氧化溝泡沫問題，極大的改善冬季廠區(qū)運(yùn)行環(huán)境；預(yù)缺氧池控制要點(diǎn)主要集中在將硝化液與初沉池出水和池內(nèi)活性污泥充分混合。

尺寸：30 m×6 m×2.5 m

設(shè)備：a、鼓風(fēng)機(jī)1臺，風(fēng)量30 m3/min，風(fēng)壓34.3 kPa；b、提升泵1臺，流量60 m3/h，揚(yáng)程30 m

利用原有構(gòu)筑物增加A池。A池主要利用厭氧調(diào)節(jié)下，反硝化細(xì)菌將水中回流的硝酸鹽轉(zhuǎn)化成為氮?dú)?，從而達(dá)到去除總氮目的。由于制革廢水碳氮比較低，多低于反硝化菌營養(yǎng)所需要的碳氮比4～6，所以必須外加足夠的碳源，來滿足菌膠團(tuán)和反硝化細(xì)菌的需要。A池的控制要點(diǎn)主要集中在溶解氧和碳氮比。

尺寸：30 m×6 m×2.5 m

設(shè)備：a、攪拌器3臺，功率1.5 kW；b、提升泵1臺，流量260 m3/h，揚(yáng)程30 m

將原有的氧化溝改造成純好氧的O池。由于前段增加了預(yù)缺氧池和A池，滿足了反硝化的需求，而且由于水中污染物在預(yù)缺氧池和A池已經(jīng)降解絕大部分，因此O池對溶解氧的需求大幅度減少，表面曝氣機(jī)由原來需要同時開啟4臺下降為同時開啟2臺，即可滿足氧氣需求，又大大減少了電耗，節(jié)約運(yùn)行電費(fèi)成本。而且由于生化總池容由原來的2600 m3擴(kuò)大至3600 m3，生物容量大幅度增加，系統(tǒng)對制革廢水去除能力大大增加，降低了生化系統(tǒng)的氨氮、COD的出水濃度。改造后處理工藝流程見圖2。

圖2 改造后處理工藝流程Fig.2 Treatment process after transformation

尺寸：38 m×22 m×3.2 m

設(shè)備：a、攪拌器3臺，功率1.5kW；b、提升泵1臺，流量200 m3/h，揚(yáng)程30 m

3.2 芬頓單元優(yōu)化改造

芬頓氧化單元（改造）：芬頓高級氧化是指在酸性條件下，通過雙氧水和亞鐵產(chǎn)生的羥基氧化水中難降解物質(zhì)；由于羥基氧化電位較高為2.8 V高于絕大部分有機(jī)物，因此可有效氧化分解水中的有機(jī)物，將其分解為二氧化碳和水。芬頓的控制主要集中在反應(yīng)條件控制和根據(jù)進(jìn)水COD的變化調(diào)整加藥量，由于前段生化池容的增加，二沉出水COD大大降低，從而降低了芬頓藥耗，直接降低了芬頓溶藥系統(tǒng)的勞動壓力和運(yùn)行成本。

設(shè)備：a、反應(yīng)器1套；b、提升泵1臺，流量60 m3/h，揚(yáng)程30 m

3.3 優(yōu)化運(yùn)行方式

在上述工藝優(yōu)化改造的基礎(chǔ)上，原來系統(tǒng)每小時進(jìn)水量為100 m3，現(xiàn)調(diào)整每小時處理量至60 m3，減少了沉淀池的負(fù)荷，延長了污水在系統(tǒng)中的停留時間，增加了處理效果。原來的氧化溝控制污泥濃度較高，在之后的運(yùn)行中，生化污泥齡控制在30～50 d，定期排泥，定期更新活性污泥。

4 改造前后經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益分析

4.1 改造前后經(jīng)濟(jì)效益分析

污水處理系統(tǒng)工程改造完成后，經(jīng)過一段時間的調(diào)試，在達(dá)到正常運(yùn)行后，按照藥耗、電耗、人工費(fèi)和維修折舊核算，噸水處理費(fèi)用為13.74元，較改造前噸水處理費(fèi)用1.42元。

4.2 改造前后環(huán)境效益分析

經(jīng)過對改造后污水處理系統(tǒng)的檢測，污水處理預(yù)處理、生化、芬頓單元以及處理系統(tǒng)COD、氨氮出水濃度較改造前均有明顯下降，見表1。

5 結(jié)語

（1）廢水處理系統(tǒng)工程改造后，由于預(yù)處理的改善與生化效果提高，系統(tǒng)整體加藥量減少，運(yùn)行成本及勞動強(qiáng)度大大降低。

（2）改造后每噸水較改造前節(jié)約1.42元，按照2019年廢水排放總量21萬噸核算，年節(jié)約廢水處理費(fèi)用近30萬元。

（3）提高了污水處理站對COD、氨氮等處理效果，降低了污染物排放濃度，減少了COD、氨氮排放量。經(jīng)核算年減少COD排放量5.6噸、減少氨氮排放量0.28 t。