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(jìn)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(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(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，廢水將首先通過格柵渠，機(jī)械式粗、細(xì)格柵將對污水中較大雜質(zhì)進(jìn)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(jìn)一步處理。隨后污水會進(jìn)入曝氣調(diào)節(jié)池，在池中，壓縮空氣可以對廢水進(jìn)行預(yù)曝氣，降低廢水污染負(fù)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(diǎn)在進(jìn)口端以及末端均有設(shè)置，工作人員會根據(jù)實(shí)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(jìn)入輻流式沉淀池進(jìn)行進(jìn)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(jìn)行，廢水中包含的大部分氮、磷以及有機(jī)污染物會在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，滿足國家對廢水處理要求的濾液會進(jìn)入城市污水處理廠進(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。

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(jìn)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(diǎn)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(yùn)行方式。廢水進(jìn)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(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，歷時兩小時，隨后進(jìn)行歷時一小時的排泥閑置[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

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(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，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)過沉淀產(chǎn)生鉻泥，主要形式是采用板框壓濾機(jī)對鉻泥進(jìn)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?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

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(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(jìn)一步對廢水進(jìn)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(dá)7600m3。通過曝氣調(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

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(jìn)入混合反應(yīng)池進(jìn)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(dá)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(fù)荷為0.70m3·m-2·h-1。廢水進(jìn)入沉淀池后，將進(jìn)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(dá)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(fù)荷為0.70m3·m-2·h-1。污水經(jīng)過A/O 池處理后進(jìn)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(dá)2400m3，投放率可達(dá)50%，其中NH3-N 容積負(fù)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(dá)17m·h-1；13L·s-1·m-2為反沖洗風(fēng)機(jī)氣洗強(qiáng)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(jī)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(jìn)料濃度3%，脫水機(jī)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(yùn)輸進(jìn)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(yùn)行后，有相關(guān)單位對該處理廠處理完成的水質(zhì)進(jìn)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(dá)99.9%和98.8%，其他各項指標(biāo)均達(dá)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(jì)收益部分，經(jīng)核算，該基地新建處理廠處理費(fèi)用為0.4 元·m-3。新處理廠的建成對保護(hù)生態(tài)環(huán)境，推動基地可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。