皮革產(chǎn)業(yè)基地污水處理廠(chǎng)設(shè)計(jì)研究

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摘要：皮革在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)出大量含鉻廢水以及綜合廢水，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定影響，因此要求皮革產(chǎn)業(yè)基地內(nèi)具備處理含鉻廢水以及A/O深度處理工藝，并確保廢水在經(jīng)過(guò)處理后符合國(guó)家制定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：皮革產(chǎn)業(yè)基地；污水處理；設(shè)計(jì)實(shí)例

引言

在某產(chǎn)業(yè)基地中，皮革加工過(guò)程中會(huì)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(duì)周邊生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。隨著國(guó)家環(huán)保政策的不斷出臺(tái)，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(chǎng)，設(shè)計(jì)規(guī)模為1.0×104m3•d-1。該基地綜合廢水進(jìn)水水質(zhì)為COD1200mg•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(jìn)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(jìn)行預(yù)處理的主要目的是提高廢水處理質(zhì)量，通過(guò)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(jìn)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(guò)程中常用的方法為堿沉淀法，通過(guò)反應(yīng)產(chǎn)生Cr（OH）3沉淀降低Cr3+含量，含鉻廢水在經(jīng)過(guò)本流程處理后，Cr3+含量完全可以滿(mǎn)足我國(guó)對(duì)污水處理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中一類(lèi)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。

1.2綜合廢水處理工藝

綜合廢水預(yù)處理、二級(jí)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(duì)上述三個(gè)步驟分別做詳細(xì)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(guò)格柵渠，機(jī)械式粗、細(xì)格柵將對(duì)污水中較大雜質(zhì)進(jìn)行初步處理，之后提升泵會(huì)將污水代入平流式預(yù)沉池，對(duì)污水中包含的顆粒較大的懸浮污染物做進(jìn)一步處理。隨后污水會(huì)進(jìn)入曝氣調(diào)節(jié)池，在池中，壓縮空氣可以對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)曝氣，降低廢水污染負(fù)荷，同時(shí)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(diǎn)在進(jìn)口端以及末端均有設(shè)置，工作人員會(huì)根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)投入FeSO4及PAM。之后廢水在經(jīng)過(guò)水量水質(zhì)調(diào)節(jié)后將進(jìn)入輻流式沉淀池進(jìn)行進(jìn)一步處理。

1.2.2二級(jí)處理以及深度處理工藝流程綜合污水二級(jí)處理將在A/O反應(yīng)池中進(jìn)行，廢水中包含的大部分氮、磷以及有機(jī)污染物會(huì)在A/O反應(yīng)池中在微生物的作用下進(jìn)行去除處理。在完成氮、磷及有機(jī)污染物處理后的廢水將自流進(jìn)入二沉池進(jìn)行固液分離作業(yè)，隨后上清液會(huì)在ABFT脫氮池中進(jìn)行氨氮去除處理，之后將經(jīng)由中間水池進(jìn)入濾池中，滿(mǎn)足國(guó)家對(duì)廢水處理要求的濾液會(huì)進(jìn)入城市污水處理廠(chǎng)進(jìn)行下一步處理并排放[2]。圖2為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(chǎng)設(shè)計(jì)及相關(guān)參數(shù)

2.1含鉻廢水儲(chǔ)池設(shè)計(jì)

含鉻廢水儲(chǔ)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(huì)經(jīng)由管道進(jìn)入儲(chǔ)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(diǎn)是廢水呈酸性，對(duì)泵具有腐蝕效果，因此，泵的種類(lèi)應(yīng)選擇耐腐蝕類(lèi)型，同時(shí)儲(chǔ)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(jì)

沉淀池設(shè)計(jì)處理水量為720m3•d-1，共設(shè)置兩組沉淀池采取間歇運(yùn)行方式。廢水進(jìn)入沉淀池將歷時(shí)兩小時(shí)，反應(yīng)周期保持在6小時(shí)以?xún)?nèi)，廢水在沉淀池中的處理流程為進(jìn)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(jìn)行靜止沉淀，歷時(shí)兩小時(shí)，隨后進(jìn)行歷時(shí)一小時(shí)的排泥閑置[4]。最后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的上清液將進(jìn)入綜合處理系統(tǒng)進(jìn)行下一步處理。

2.3預(yù)處理系統(tǒng)綜合設(shè)備間設(shè)計(jì)

為確保預(yù)處理系統(tǒng)可以滿(mǎn)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(jī)房、脫水機(jī)以及加藥間。設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)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(jìn)行混合攪拌步驟，因此，鼓風(fēng)機(jī)房采用羅茨鼓風(fēng)機(jī)，流量可達(dá)58m3•min-1。在通入壓縮空氣時(shí)，氣水體積比約為（2～3）：1。設(shè)置脫水機(jī)房的主要目的是處理含鉻廢水經(jīng)過(guò)沉淀產(chǎn)生鉻泥，主要形式是采用板框壓濾機(jī)對(duì)鉻泥進(jìn)行脫水處理。經(jīng)過(guò)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(guò)脫水處理后鉻泥含固率約為30％[5]。加藥系統(tǒng)會(huì)在廢水中投入NaOH以控制pH范圍，NaOH投加質(zhì)量分?jǐn)?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(jì)

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

2.5平流式初淀池設(shè)計(jì)

該基地在設(shè)計(jì)平流式初淀池時(shí)，為確保設(shè)施可以對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行有效去除共設(shè)置2座，總有效容積達(dá)到2600m3，單池外形尺寸設(shè)計(jì)為60m×8m×3.5m。制革產(chǎn)生的廢水在經(jīng)過(guò)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(jìn)一步對(duì)廢水進(jìn)行處理。

2.6曝氣調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)

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

2.7混凝反應(yīng)池設(shè)計(jì)

混凝反應(yīng)池分為混合池以及反應(yīng)池兩個(gè)部分，廢水在經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)、加藥處理后會(huì)進(jìn)入混合反應(yīng)池進(jìn)行下一步處理。該基地設(shè)計(jì)的混合池外形尺寸為1.5m×1.5m×2.0m，有效容積可達(dá)35m3，廢水在混合池中反應(yīng)時(shí)間為30s；該基地設(shè)計(jì)的反應(yīng)池外部尺寸為4m×11m×3m。

2.8混凝沉淀池設(shè)計(jì)

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(jì)算其表面負(fù)荷為0.70m3•m-2•h-1。廢水進(jìn)入沉淀池后，將進(jìn)行歷時(shí)3h的沉淀。2.9A/O池設(shè)計(jì)該基地共設(shè)置兩座A/O反應(yīng)池，總有效容積可達(dá)3.8×104m3，設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)格。

2.10二沉池設(shè)計(jì)

該基地污水處理廠(chǎng)設(shè)計(jì)的二沉池直徑為28m，池邊水深為3.6m，經(jīng)計(jì)算其表面負(fù)荷為0.70m3•m-2•h-1。污水經(jīng)過(guò)A/O池處理后進(jìn)入輻流式沉淀池，沉淀時(shí)間歷時(shí)3小時(shí)。

2.11ABFT生物脫氮池設(shè)計(jì)

該基地設(shè)計(jì)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(dá)2400m3，投放率可達(dá)50％，其中NH3-N容積負(fù)荷經(jīng)計(jì)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(jì)

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(guò)濾車(chē)間設(shè)計(jì)

砂濾系統(tǒng)、沖洗系統(tǒng)、控制系統(tǒng)是過(guò)濾車(chē)間主要在組成部分[6]。該車(chē)間設(shè)計(jì)平面尺寸為21m×12m×6.5m。中速過(guò)濾器設(shè)計(jì)直徑為2.8m，濾速可達(dá)17m•h-1；13L•s-1•m-2為反沖洗風(fēng)機(jī)氣洗強(qiáng)度；過(guò)濾車(chē)間功率為15kW，4.66m•3min-1.

2.14污泥濃縮池設(shè)計(jì)

廢水中排除的污泥干重總量約34t•d-1。該基地在設(shè)計(jì)污泥濃縮池時(shí)，將直徑設(shè)計(jì)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(chǎng)濃縮。

2.15脫水間設(shè)計(jì)

3結(jié)語(yǔ)

該基地新建污水處理廠(chǎng)建成后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行后，有相關(guān)單位對(duì)該處理廠(chǎng)處理完成的水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，最終得出結(jié)論，制革污水經(jīng)過(guò)處理后總鉻以及S2-去除率分別可達(dá)99.9％和98.8％，其他各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到預(yù)期狀態(tài)完全符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，在經(jīng)濟(jì)收益部分，經(jīng)核算，該基地新建處理廠(chǎng)處理費(fèi)用為0.4元•m-3。新處理廠(chǎng)的建成對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，推動(dòng)基地可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]鮑震宇.以皮革廢水為主的工業(yè)園區(qū)污水處理廠(chǎng)技術(shù)改造實(shí)例[J].科技與企業(yè),2015(13):92-93.

[2]茍曉東,陳華東,滕龍,等.某皮革企業(yè)廢水處理改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)實(shí)例[J].中國(guó)給水排水,2017(18):105-109.

[3]周婧斐.江西廣昌工業(yè)園區(qū)污水處理廠(chǎng)工程設(shè)計(jì)實(shí)例[J].科技與創(chuàng)新,2019(12).

[4]張秋月.三種高級(jí)氧化工藝對(duì)改善皮革工業(yè)污水處理廠(chǎng)出水可生化性的對(duì)比分析[J].黑龍江環(huán)境通報(bào),2018(1).

[5]劉靜,劉強(qiáng),賀曉蕾.皮革工業(yè)集聚區(qū)廢水處理技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].環(huán)境科技,2012(01):69-72.

[6]茍曉東,陳華東,滕龍,等.某皮革企業(yè)廢水處理改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)實(shí)例[J].中國(guó)給水排水,2017(18):105-109.

作者：趙益飛 單位：浙江富春紫光環(huán)保股份有限公司