皮革產業基地污水處理廠設計實例

趙益飛

（浙江富春紫光環保股份有 限公司 310012）

0 引言

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

1 廢水處理工藝流程

1.1 含鉻廢水預處理工藝

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

圖1 含鉻廢水預處理工藝流程圖

1.2 綜合廢水處理工藝

綜合廢水預處理、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 綜合廢水預處理工藝流程

在綜合廢水預處理環節中，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進行初步處理，之后提升泵會將污水代入平流式預沉池，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節池，在池中，壓縮空氣可以對廢水進行預曝氣，降低廢水污染負荷，同時也可以降低廢水雜質在水中沉淀的幾率[1]。調節池的投藥點在進口端以及末端均有設置，工作人員會根據實際情況，適當投入FeSO4及PAM。之后廢水在經過水量水質調節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，隨后上清液會在ABFT 脫氮池中進行氨氮去除處理，之后將經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 皮革產業基地污水處理廠設計及相關參數

2.1 含鉻廢水儲池設計

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

2.2 含鉻廢水反應沉淀池設計

沉淀池設計處理水量為720m3·d-1，共設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，反應周期保持在6 小時以內，廢水在沉淀池中的處理流程為進入沉淀池10～30 分鐘內投放堿液；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]。最后達到排放標準的上清液將進入綜合處理系統進行下一步處理。

2.3 預處理系統綜合設備間設計

為確保預處理系統可以滿足廢水處理要求，該基地在綜合設備間設置了鼓風機房、脫水機以及加藥間。

設置鼓風機房的主要目的是給含鉻廢水反應沉淀池通入壓縮空氣以進行混合攪拌步驟，因此，鼓風機房采用羅茨鼓風機，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。

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

加藥系統會在廢水中投入NaOH 以控制pH 范圍，NaOH 投加質量分數為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計

格柵渠中的粗、細格柵均采用回轉式機械格柵，粗格柵寬800mm，細格柵寬900mm，兩種格柵在建設時均應準備兩套，一套正常使用，另一套備用，同時兩種格柵均應預留一套格柵位。提升泵種類選擇不堵塞泵，共設置5 臺，其中4 臺正常使用，1 臺備用。

2.5 平流式初淀池設計

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

2.6 曝氣調節池設計

該基地曝氣調節池設計中，外形尺寸數據為55m×40m×4.5m，有效容積可達7600m3。通過曝氣調節池處理，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沉積，影響設施運行可靠性。

2.7 混凝反應池設計

混凝反應池分為混合池以及反應池兩個部分，廢水在經過調節、加藥處理后會進入混合反應池進行下一步處理。該基地設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時間為30s；該基地設計的反應池外部尺寸為4m×11m×3m。

2.8 混凝沉淀池設計

該基地共設置混凝沉淀池1 座，沉淀池直徑28m，池邊水深3.6m，經計算其表面負荷為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池設計

該基地共設置兩座A/O 反應池，總有效容積可達3.8×104m3，設計流量為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 生化池設計規格。

表1 A/O 生化池設計規格

2.10 二沉池設計

該基地污水處理廠設計的二沉池直徑為28m，池邊水深為3.6m，經計算其表面負荷為0.70m3·m-2·h-1。污水經過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生物脫氮池設計

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

2.12 中間水池及反沖洗水池設計

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 過濾車間設計

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

2.14 污泥濃縮池設計

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

2.15 脫水間設計

該基地在設計脫水間時，將脫水間與加藥間、變電所、鼓風機房共同規劃。污水處理過程中產生的總污泥干重約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 結語

該基地新建污水處理廠建成后，經過一段時間運行后，有相關單位對該處理廠處理完成的水質進行檢測，最終得出結論，制革污水經過處理后總鉻以及S2-去除率分別可達99.9%和98.8%，其他各項指標均達到預期狀態完全符合國家相關標準，同時，在經濟收益部分，經核算，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環境，推動基地可持續發展具有重要意義。