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制革废水是治理难度较大的高浓度有机废水,含有大量有机污染物、硫化物、SS、NH3-N等,具有成分复杂、色度高、悬浮物多、耗氧量高、水质水量变化较大等特点。目前处理制革废水的方法有活性污泥法、生物接触氧化法、生物滤池、UASB、ABR、MBR等。
随着环保要求的日益严格,有必要采用合理的工艺组合,使污水处理系统安全稳定运行,具有良好的环境和经济效益。
1废水水质及特征
河南项城某皮革有限公司随着生产规模的扩大和生产工艺的升级,目前的废水处理系统及配套设备已不能满足生产废水水量、水质的要求,因此需对现有废水处理系统及配套设施进行升级改造。设计规模为3000m3/d,处理后的水质要求达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准要求。制革废水水质及排放标准见表1。
表1废水水质及排放标准
2原处理工艺及问题分析
原污水处理工艺如图1所示。
图1原废水处理工艺流程
原废水处理工艺存在以下问题:(1)无pH调节系统,无法对废水进行加酸调节,尤其在废水间歇排放时,有时pH可达到10~12,碱性很强,会对后续生物处理系统中微生物的呼吸作用及代谢功能产生障碍,严重影响生物处理系统的处理效果。(2)初沉池由于设计缺陷,沉淀时间较长,且不能及时排泥,沉淀污泥在池内停留时间较长。废水中油脂、碎肉和皮屑等含有大量蛋白质,在长时间缺氧条件下发生氨化反应,蛋白质水解为氨氮进入废水中,给后续的生化脱氮带来负担,造成出水氨氮超标。(3)二级生化处理采用氧化沟工艺,缺少缺氧段,同一沟中好氧区与缺氧区各自的体积和溶解氧浓度很难准确地控制,因此无法保证对氨氮和总氮的去除效果。(4)氧化沟沟道较长,倒伞曝气氧利用率低,且缺少推流器,机械搅拌强度不够,造成沟内污泥沉积,泥水混合不均,处理效果差。(5)现有工艺缺少部分深度处理设施,无法保证出水稳定达标排放。
3工艺改造方案及分析
3.1改造工艺流程
根据该工程的特点,改造时针对特征污染物,结合原有废水处理设施,采用预处理+生物处理系统+深度处理组合处理工艺,即由预沉池+曝气调节+一沉池+水解酸化+A/O+二沉池+曝气生物滤池+斜管沉淀池组成的主体处理工艺,确保污水处理后达标排放。剩余污泥利用原有污泥处理设施,采用污泥浓缩+污泥机械脱水的工艺处理。改造后的工艺流程如图2所示。
图2改造后的处理工艺流程
3.2主要构筑物及设计参数
(1)格栅渠。利用原有机械格栅,钢混结构,1座,尺寸为2m×1m×2.85m,用于截留污水中的漂浮物及皮屑等。
(2)集水井。利用原有集水井,钢混结构,1座,尺寸为10m×3m×4m,利用原有提升泵2台,1用1备。
(3)1#沉淀池。新建,钢混结构,1座;反应区尺寸为3.7m×6.7m×4.3m,沉淀区尺寸为27.5m×6.7m×3.3m,表面负荷0.81m3/(m2˙h),沉淀时间3.75h;设旋转过滤机和桁车式泵吸泥机1台。
(4)预曝气调节池。利用原有调节池,钢混结构,2座;单座尺寸为17m×16.3m×4.5m,水力停留时间14.8h;利用现有提升泵、鼓风机和FeSO4投加装置。将原有穿孔管曝气系统更换为旋切式曝气系统。
(5)2#沉淀池。利用原有沉淀池,钢混结构,1座;尺寸为D14m×3.5m,表面负荷0.81m3/(m2˙h),沉淀时间3.0h;利用原有单周边传动刮泥机1台。
(6)1#中间水池。新建,钢混结构,1座;尺寸为3.5m×3.5m×4.3m,有效容积为49m3,设置提升泵3台,2用1备。
(7)水解酸化池。新建,钢混结构,数量2座,单座尺寸为13m×6.5m×6.3m,总有效容积1014m3,停留时间8.1h,上升流速0.74m/h;池内设置弹性立体填料,池底设置布水系统和排泥系统。
(8)缺氧池。新建,钢混结构,2座,每座分3个廊道,单廊道尺寸13m×4m×5.5m,总有效容积1560m3,停留时间12.48h;池内设置6台低速潜水推流器。
(9)好氧池。利用原有氧化沟改造而成,钢混结构,分4个廊道,单廊道尺寸为58m×6m×3.7m,总有效容积为4454.4m3,停留时间35.6h,BOD5污泥负荷0.085kg/(kg˙d),各廊道内设置低速潜水推流器1台进行搅拌;池底设置旋切式曝气器,设置离心泵5台进行混合液回流,4用1备,回流比300%。
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