12制革废水

浙江工商大学食品、生物与环境工程学院本科毕业论文（设计）1制革废水处理设计方案浙江工商大学食品、生物与环境工程学院本科毕业论文（设计）21引言1.1背景与意义制革行业是我国轻工行业中的支柱产业，近年来，随着制革工业的快速发展，我国正在成为全球制革生产大国，以及皮革贸易最活跃、最有发展潜力的市场之一。制革业同时又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。COD、Cr、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。据调查统计，目前只有30％的制革企业不同程度的简单处理了废水，其余的70％产生的废水未经任何处理，自然排放。对环境造成严重污染，对生态带来破坏。所以为了使制革工业可持续发展，减轻制革工业对环境的危害，对制革废水的处理已经刻不容缓。根据国家颁布的综合废水排放标准（GB8978－88），中国制革工业的废水和污染物排放标准分为二级。一级标准用于新建、扩建和改建的制革企业，二级标准针对现有制革企业。随着环境形势的日益严峻，为了适应我国工业新的经济发展模式，国家环保局和国家技术监督局于1996年颁布了新的污水综合排放国家标准GB8978－96，并于1998年起开始执行。新标准提出了年限制标准，用年限制代替了原标准以现有企业和新扩改企业分类。以1997年12月31日起划分为两个时间段。同时代替了包括制革行业在内的其它17个行业的污染物排放的行业国家标准。国内制革业现有的污水处理设施，95%的都是达到国家《污水综合排放标准》中的二级排放标准，达到一级排放标准且正常运行的为数不多，大都是因为处理工艺不合理、运行费用太高（处理水越多，企业背的包袱越大）、运行管理麻烦，而不能正常运行，有一定数量的制革厂废水未经处理或只经过简单沉淀后直接排入河流或湖泊，有的甚至渗坑排放。1.2设计的任务与目标1.2.1设计任务按照国家环境污染企业“三同时”的文件精神，为了改善环境，提高企业的竞争力，完成对温州市长远制革有限公司治理要求，为企业发展留足后劲。参照浙江工商大学本科生毕业论文（设计）的相关要求，并且依据温州市长远制革有限公司的实际情况，处理水量4200m3/d，COD3000mg/l,BOD1200mg/l,SS2000mg/l通过与指导老师进行反复讨论研究，结合近年来全国制革废水处理工程方面的经验，提出本设计方案。本废水处理工程方案供温州市长远制革有限公司的领导审定。浙江工商大学食品、生物与环境工程学院本科毕业论文（设计）31.2.2设计目标按照浙江工商大学本科生毕业论文（设计）的相关要求，同时结合近几年来全国关于制革废水治理的实际工程经验，采用先进、成熟工艺和可靠设备，设计一套切实可行的废水处理工艺，保证处理效果，使公司的废水出水达到《污水综合排放标准》的一级标准，COD100mg/l,BOD20mg/l,SS70mg/l。1.3设计的基本思路一般来说，对于大中型制革厂,应尽量利用前处理回收有用物质。一则能产生经济效益;二则可以减少对混合废水处理系统的压力。对于小型制革厂,由于废水量小,可以采用间隙式物化处理技术,在同一反应器中,一次性地充满废水后,在不同的时间段内进行催化氧化、混凝沉淀、混凝气浮等,也可采用间歇式活性污泥、氧化沟、生物滤池法等生物处理方法。国内制革生产废水的处理多采用物化加生化的方法，前期的一级处理采用物化处理，后期二级处理则采用传统的生化处理工艺。本设计处理工艺的选择主要是物化加生化的处理方法，使出水水质达到《污水综合排放标准》的一级标准。浙江工商大学食品、生物与环境工程学院本科毕业论文（设计）42设计水量和水质2.1工程概况温州长远皮革有限公司创建于2002年10月份,是一家专业生产各种样式猪皮革、服装革、水染革、二层反绒革、猪皮手套革等皮革制品的中外合资经营企业。公司位于中国皮都-浙江省温州市水头镇金塔制革工业园区，东接省道通104国道，距温州市区90公里、敖江深水港30公里、温州机场85公里，交通非常便捷。现有职工200余人，厂区占地面积15000平方米。主要从事皮革深加工及皮革制品生产和销售。主要产品为猪皮革，生产规模：240万张/a，废水产生量为4200m3/d。生产过程产生的脱脂、浸灰脱毛、软化、鞣制、染色等废水若不经处理直接排放对周围环境将造成很大的污染。按照国家环保总局“三同时”的文件精神，对该厂进行废水处理工程方案设计，以保证其达标排放。2.1.1生产工艺与废水排放情况温州长远皮革有限公司生产工艺与废水排放情况如下：原皮→浸水→脱脂→水洗→拔毛→浸灰→水洗→粗片→水洗→↓↓↓↓↓废水废水废水废水废水脱灰→软化→水洗→浸酸→鞣制→静置→挤水伸展→剖层→削匀→↓↓↓↓废气废水废水废水废水↑水洗→中和→水洗→复鞣、染色加脂→绷板→干燥→磨革→后整理→量皮→↓↓↓↓废水废水废水废水包装入库准备工段包括：回软去肉，水洗，脱脂，脱毛，膨胀，片皮，浸灰，脱碱，水洗，软化，浸酸等工序。鞣制工段包括：预鞣，铬鞣，复鞣，染色加脂，固色等工序。整理工段包括：晾皮，滚软，拉皮，修边，量皮等工序[1]。2.1.2废水水量与水质（1）废水产生量为4200m3/d（2）废水水质：废水水质数据如表2-1所列。浙江工商大学食品、生物与环境工程学院本科毕业论文（设计）5表2-1废水水量、水质数据(单位：mg•L-1)监测日期pHCODcrBOD5NH3-HS-2悬浮物2006.1.148.0430301168135.448.51780.42006.2.211.35287098861.541.481687.22006.2.258.902910108012039.851821.82.2设计依据及范围2.2.1设计依据（1）《国务院关于环境保护若干问题的决定》（国发[1996]31号）（2）《关于印发浙江省工业废水处理前期设计编制内容和深度格式暂行规定的通知》（浙江控[1999]282号）（3）GB8978-1996《废水综合排放标准》（4）GBJ14-87《室外排水设计规范》（5）GBJ15-88《建筑给水排水设计规范》（6）温州市长远制革有限公司提供的有关资料2.2.2设计范围本设计方案范围为废水处理工程内的废水、污泥处理工艺、总图布置、构筑物、环保设备、配套装置、电气、自控、给排水、绿化及必要的辅助设施。废水处理工程外的废水进水、处理废水外排、供电、供水管路不包括在内。2.3设计规模根据废水处理工程设计原理和厂方提供的废水平均日流量确定该废水处理工程的设计规模。设计规模5500m3/d。2.4设计水质及标准（1）设计水质废水设计水质见表2-2。表2-2设计水质（单位：mg•L-1）项目PHCODBODS-2SS数值8～1130001200502000（2）处理后排放水质指标污水排放执行国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准，见表2-3。浙江工商大学食品、生物与环境工程学院本科毕业论文（设计）6表2-3出水水质要求（单位：mg•L-1）编号项目指标1PH6～92CODcr100mg•L-13BOD520mg•L-14TCr1.5mg•L-15NH3-N15mg•L-16硫化物1.0mg•L-17SS70mg•L-1浙江工商大学食品、生物与环境工程学院本科毕业论文（设计）73处理技术现状和工艺选择3.1处理技术现状制革废水的最终工艺的流出污水在目前很难向经济废物处理工艺转变[5]。由于不同的制革工段排放的废水水质有很大差别,为降低水处理难度,加强有用物质(例如铬和油脂)的回收利用,制革废水一般是进行分质处理(即一级处理),它包括物理处理和化学处理2方面。一般的物理处理包括过滤、重力沉降和气浮等方法,而化学处理则包括絮凝、化学沉淀等。然后再进行综合处理(即二级处理),主要是生物法处理。因废水中所含污染成分不同,制革废水的分质处理方法各异。例如,铬鞣废水处理常采用沉淀回收法、直接循环回用法、萃取法处理;油脂废水常采用气浮法处理;含硫脱毛废水处理一般用化学混凝法、加酸吸收法、沉淀法、催化氧化法。制革业的鞣革废水必须首先除铬,以防止铬的二次污染。然后再去除水中的有机物和悬浮物等其他污染物质[2]。目前,国内外治理工业废水的方法很多。工艺组合日趋合理,治理水平越来越高。处理制革废水的方法大致可分为3种:①物理法;②化学法;③生物法[3]。综合废水常采用的处理方法有:沉淀法、混凝气浮法、活性污泥法、生物接触氧化法、生物转盘法、氧化沟等。具体选用什么方法,要与物化处理联系起来进行选择。选用高有机物负荷的生化处理方法(如活性污泥法、接触氧化法、A/O法等),一定要考虑调节、沉淀、气浮、脱硫等几个物化处理环节,尽可能减轻生化处理负荷。而选用低有机负荷的生化处理方法(如氧化沟、SBR法等),物化处理只需考虑沉淀和脱硫。因为低有机负荷的生化处理方法耐冲击能力较强,这些方法也正适合制革行业污水的特点。目前国内制革生产废水的处理多采用物化加生化的方法.但是在去除废水中的悬浮物有机物及脱色时,其处理工艺较复杂,投资较大,使一般的企业难于接受.针对此类情况,为了进行经济,有效的治理,经过现场调查,从实际情况出发,确定以传统的处理方法为基本手段[4]。随着国内对脱氮、除磷要求的日益提高,低有机负荷生化处理的方法日渐流行,应用成功的工程也较多。对于小水量的生化处理方法,推荐使用A/O法或SBR法,大水量的生化处理方法,推荐使用氧化沟法[5]。3.2处理工艺的选择为了降低处理成本,减少污水处理投资,目前制革废水的二级处理主要以生物好氧处理,即活性污泥处理法为主,进行各种处理方法的工艺组合。而制革废水的生物厌氧处理正处于研究阶段,实际应用并不多。下面介绍两种主要的处理制革废水的工艺方法。浙江工商大学食品、生物与环境工程学院本科毕业论文（设计）83.2.1一级物化处理工艺选择的依据一级物化处理工艺最常用的有混凝沉淀法、气浮法、过滤法及相关组合工艺。但最常用的还是混凝沉淀法和气浮法。各种不同的物理化学技术正在被研究，为了能找到适合处理制革废水的技术。在这当中有混凝、絮凝、臭氧、反渗透、离子交换和活性碳吸附。混凝技术显然是用的最广泛的一种去除生产废水中的浑浊物的技术[6]。混凝沉淀法具有过程简单、操作方便、效率高、投资少等特点。其基本原理是:在混凝剂的作用下,通过压缩微颗粒表面双电层、降低界面ζ电位、电中和等电化学过程,以及桥联、网捕、吸附等物理化学过程,将废水中的悬浮物、胶体和可絮凝的其它物质凝聚成“絮团”；再经沉降设备将絮凝后的废水进行固液分离,“絮团”沉入沉降设备的底部而成为泥浆,顶部流出的则为色度和浊度较低的清水。通过混凝处理可除去部分Ｐ与Ｎ、色度、重金属、虫卵和有毒、有害的物质以及利用生化处理难以降解的有机物,为后续处理创造了有利条件,从而改善了出水水质。该处理过程操作简单、维护方便、自动化程度高、处理效果稳定且不易受到水温、气温和有毒物质影响。气浮法净化水处理技术是一种新型的水处理技术。其原理是将空气以微小气泡形式通入废水中，同时加入絮凝剂和浮选剂，使水中杂质、絮粒等细小悬浮物与气泡互相粘附，形成整体密度小于水的水-气-颗粒三相混合体系，依靠浮力上浮至水面，并被除去，实现固液分离，从而达到净化废水的目的。根据气泡产生的方式不同，气浮法可分为加压溶气气浮，叶轮散气气浮和射流曝气气浮等。现在最为常用的是超效浅层气浮和涡凹气浮。制革废水采用气浮操作可以起到给废水进行曝气的作用，去除制革废水中一部分硫化物、氨氮污染负荷，同时气浮出水含有一定量的氧，便于后工序的处理；出泥也含有一定量的氧，泥渣不易腐败。采用气浮法可以有效的去除制革废水中分散油、乳化油和溶解油，使上述油脂污染物经气浮操作从制革废水中浮于水面而得以去除。沉淀法、气浮法的处理效果与选用的设备、设计工艺参数、混凝剂的选择等因素有关。实践表明，废水经沉淀或气浮处理后，有利于二级生化处理。通过比较沉淀和气浮法的特性，他们各自的优缺点比较见表3-