皮革產(chǎn)業(yè)基地污水處理廠設(shè)計實例

趙益飛

（浙江富春紫光環(huán)保股份有 限公司 310012）

0 引言

在某產(chǎn)業(yè)基地中，皮革加工過程中會產(chǎn)生大量綜合廢水以及含鉻、廢渣、硫氫化鈉等污染物的廢水，對周邊生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。隨著國家環(huán)保政策的不斷出臺，該皮革產(chǎn)業(yè)基地為提高廢水處理能力，提高自身可持續(xù)發(fā)展水平，擬建一座新的廢水處理廠，設(shè)計規(guī)模為1.0×104m3·d-1。該基地綜合廢水進水水質(zhì)為COD 1200mg·L-1，BOD5為650mg·L-1，SS 質(zhì)量濃度為630mg·L-1，NH3-N 質(zhì)量濃度為120mg·L-1。含鉻污水進水水質(zhì)為總鉻1450mg·L-1，pH 值為4～5，S2-質(zhì)量濃度為80mg·L-1。

1 廢水處理工藝流程

1.1 含鉻廢水預(yù)處理工藝

在含鉻廢水處理之前進行預(yù)處理的主要目的是提高廢水處理質(zhì)量，通過預(yù)處理可以有效降低廢水中Cr3+質(zhì)量濃度，確保廢水在進入綜合廢水處理系統(tǒng)之后，后續(xù)處理工藝可以正常發(fā)揮作用。目前，含鉻廢水預(yù)處理過程中常用的方法為堿沉淀法，通過反應(yīng)產(chǎn)生Cr（OH）3沉淀降低Cr3+含量，含鉻廢水在經(jīng)過本流程處理后，Cr3+含量完全可以滿足我國對污水處理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中一類污染物最高排放濃度的要求。圖1為含鉻廢水預(yù)處理工藝流程圖。

圖1 含鉻廢水預(yù)處理工藝流程圖

1.2 綜合廢水處理工藝

綜合廢水預(yù)處理、二級處理以及深度處理是綜合廢水處理工藝主要的三步流程，本文將對上述三個步驟分別做詳細介紹。

1.2.1 綜合廢水預(yù)處理工藝流程

在綜合廢水預(yù)處理環(huán)節(jié)中，廢水將首先通過格柵渠，機械式粗、細格柵將對污水中較大雜質(zhì)進行初步處理，之后提升泵會將污水代入平流式預(yù)沉池，對污水中包含的顆粒較大的懸浮污染物做進一步處理。隨后污水會進入曝氣調(diào)節(jié)池，在池中，壓縮空氣可以對廢水進行預(yù)曝氣，降低廢水污染負荷，同時也可以降低廢水雜質(zhì)在水中沉淀的幾率[1]。調(diào)節(jié)池的投藥點在進口端以及末端均有設(shè)置，工作人員會根據(jù)實際情況，適當(dāng)投入FeSO4及PAM。之后廢水在經(jīng)過水量水質(zhì)調(diào)節(jié)后將進入輻流式沉淀池進行進一步處理。

1.2.2 二級處理以及深度處理工藝流程

綜合污水二級處理將在A/O 反應(yīng)池中進行，廢水中包含的大部分氮、磷以及有機污染物會在A/O 反應(yīng)池中在微生物的作用下進行去除處理。在完成氮、磷及有機污染物處理后的廢水將自流進入二沉池進行固液分離作業(yè)，隨后上清液會在ABFT 脫氮池中進行氨氮去除處理，之后將經(jīng)由中間水池進入濾池中，滿足國家對廢水處理要求的濾液會進入城市污水處理廠進行下一步處理并排放[2]。圖2 為綜合廢水處理工藝流程圖。

圖2 綜合廢水處理工藝流程圖

2 皮革產(chǎn)業(yè)基地污水處理廠設(shè)計及相關(guān)參數(shù)

2.1 含鉻廢水儲池設(shè)計

含鉻廢水儲池的規(guī)格為外形尺寸28.0m×6.0m×4.0m，有效水深為3.5m，有效容積為670m3，制革產(chǎn)生的含鉻廢水會經(jīng)由管道進入儲池，再由泵將其提升至反應(yīng)沉淀池，在此環(huán)節(jié)需要注意的一點是廢水呈酸性，對泵具有腐蝕效果，因此，泵的種類應(yīng)選擇耐腐蝕類型，同時儲池防腐形式選擇內(nèi)襯玻璃鋼[3]。

2.2 含鉻廢水反應(yīng)沉淀池設(shè)計

沉淀池設(shè)計處理水量為720m3·d-1，共設(shè)置兩組沉淀池采取間歇運行方式。廢水進入沉淀池將歷時兩小時，反應(yīng)周期保持在6 小時以內(nèi)，廢水在沉淀池中的處理流程為進入沉淀池10～30 分鐘內(nèi)投放堿液；隨后通入壓縮空氣保持15～30 分鐘的混合攪拌；確保pH 控制在8.3～8.5范圍內(nèi)后進行靜止沉淀，歷時兩小時，隨后進行歷時一小時的排泥閑置[4]。最后達到排放標(biāo)準(zhǔn)的上清液將進入綜合處理系統(tǒng)進行下一步處理。

2.3 預(yù)處理系統(tǒng)綜合設(shè)備間設(shè)計

為確保預(yù)處理系統(tǒng)可以滿足廢水處理要求，該基地在綜合設(shè)備間設(shè)置了鼓風(fēng)機房、脫水機以及加藥間。

設(shè)置鼓風(fēng)機房的主要目的是給含鉻廢水反應(yīng)沉淀池通入壓縮空氣以進行混合攪拌步驟，因此，鼓風(fēng)機房采用羅茨鼓風(fēng)機，流量可達58m3·min-1。在通入壓縮空氣時，氣水體積比約為（2～3）：1。

設(shè)置脫水機房的主要目的是處理含鉻廢水經(jīng)過沉淀產(chǎn)生鉻泥，主要形式是采用板框壓濾機對鉻泥進行脫水處理。經(jīng)過反應(yīng)沉淀池處理，廢水中產(chǎn)生的Cr(OH)3干重約為2.8t·d-1。經(jīng)過脫水處理后鉻泥含固率約為30%[5]。

加藥系統(tǒng)會在廢水中投入NaOH 以控制pH 范圍，NaOH 投加質(zhì)量分數(shù)為35%，將pH 范圍控制在8.4～8.6之間。

2.4 格柵以及提升泵房設(shè)計

格柵渠中的粗、細格柵均采用回轉(zhuǎn)式機械格柵，粗格柵寬800mm，細格柵寬900mm，兩種格柵在建設(shè)時均應(yīng)準(zhǔn)備兩套，一套正常使用，另一套備用，同時兩種格柵均應(yīng)預(yù)留一套格柵位。提升泵種類選擇不堵塞泵，共設(shè)置5 臺，其中4 臺正常使用，1 臺備用。

2.5 平流式初淀池設(shè)計

該基地在設(shè)計平流式初淀池時，為確保設(shè)施可以對雜質(zhì)進行有效去除共設(shè)置2 座，總有效容積達到2600m3，單池外形尺寸設(shè)計為60m×8m×3.5m。制革產(chǎn)生的廢水在經(jīng)過該設(shè)施處理后，大顆粒雜質(zhì)將得到有效處理，便于后續(xù)工藝進一步對廢水進行處理。

2.6 曝氣調(diào)節(jié)池設(shè)計

該基地曝氣調(diào)節(jié)池設(shè)計中，外形尺寸數(shù)據(jù)為55m×40m×4.5m，有效容積可達7600m3。通過曝氣調(diào)節(jié)池處理，廢水污染負荷可以得到有效降低，同時還能避免懸浮物在池內(nèi)沉積，影響設(shè)施運行可靠性。

2.7 混凝反應(yīng)池設(shè)計

混凝反應(yīng)池分為混合池以及反應(yīng)池兩個部分，廢水在經(jīng)過調(diào)節(jié)、加藥處理后會進入混合反應(yīng)池進行下一步處理。該基地設(shè)計的混合池外形尺寸為1.5m×1.5m×2.0m，有效容積可達35m3，廢水在混合池中反應(yīng)時間為30s；該基地設(shè)計的反應(yīng)池外部尺寸為4m×11m×3m。

2.8 混凝沉淀池設(shè)計

該基地共設(shè)置混凝沉淀池1 座，沉淀池直徑28m，池邊水深3.6m，經(jīng)計算其表面負荷為0.70m3·m-2·h-1。廢水進入沉淀池后，將進行歷時3h 的沉淀。

2.9 A/O池設(shè)計

該基地共設(shè)置兩座A/O 反應(yīng)池，總有效容積可達3.8×104m3，設(shè)計流量為1×104m3·d-1。A/O 生化池由缺氧池以及好氧池兩部分構(gòu)成，其中缺氧池以及好氧池容積分別為0.62×104m3，2.48×104m3。表1 為A/O 生化池設(shè)計規(guī)格。

表1 A/O 生化池設(shè)計規(guī)格

2.10 二沉池設(shè)計

該基地污水處理廠設(shè)計的二沉池直徑為28m，池邊水深為3.6m，經(jīng)計算其表面負荷為0.70m3·m-2·h-1。污水經(jīng)過A/O 池處理后進入輻流式沉淀池，沉淀時間歷時3 小時。

2.11 ABFT生物脫氮池設(shè)計

該基地設(shè)計的脫氮池平面尺寸為51.8m×32.2m，深6.8m，該脫氮池填料區(qū)有效容積為4800m3，物料在填料區(qū)停留23.04h，單池投放載體量可達2400m3，投放率可達50%，其中NH3-N 容積負荷經(jīng)計算得出為0.3125kg·m-3·d-1。

2.12 中間水池及反沖洗水池設(shè)計

10m×10m×5.4m 為該基地新建中間水池及反沖洗水池的平面尺寸，中間水池及反沖洗水池有效容積分別為400m3，100m3。

2.13 過濾車間設(shè)計

砂濾系統(tǒng)、沖洗系統(tǒng)、控制系統(tǒng)是過濾車間主要在組成部分[6]。該車間設(shè)計平面尺寸為21m×12m×6.5m。中速過濾器設(shè)計直徑為2.8m，濾速可達17m·h-1；13L·s-1·m-2為反沖洗風(fēng)機氣洗強度；過濾車間功率為15kW，4.66m·3min-1.

2.14 污泥濃縮池設(shè)計

廢水中排除的污泥干重總量約34t·d-1。該基地在設(shè)計污泥濃縮池時，將直徑設(shè)計為20m，濃縮池固體通量為2.5kg·m-2·h-1，污泥將在10h 內(nèi)完場濃縮。

2.15 脫水間設(shè)計

該基地在設(shè)計脫水間時，將脫水間與加藥間、變電所、鼓風(fēng)機房共同規(guī)劃。污水處理過程中產(chǎn)生的總污泥干重約34t，工作效率以進料濃度3%，脫水機工作16h 計。PAM 投加量以污泥總干重的0.4%計算，濃度為0.1%。污泥在完成脫水后將由汽車運輸進行最后的無害化處理。

3 結(jié)語

該基地新建污水處理廠建成后，經(jīng)過一段時間運行后，有相關(guān)單位對該處理廠處理完成的水質(zhì)進行檢測，最終得出結(jié)論，制革污水經(jīng)過處理后總鉻以及S2-去除率分別可達99.9%和98.8%，其他各項指標(biāo)均達到預(yù)期狀態(tài)完全符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同時，在經(jīng)濟收益部分，經(jīng)核算，該基地新建處理廠處理費用為0.4 元·m-3。新處理廠的建成對保護生態(tài)環(huán)境，推動基地可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。