混凝-生物接触氧化处理制革废水的工程实践

混凝2生物接触氧化处理制革废水的工程实践
周书葵,许仕荣,左洪泽
(湖南大学土木工程学院,长沙　410082)
摘　要:通过分析制革废水的特点,采用混凝2生物接触氧化法对某制革厂原废水处理工艺进行了改进,经运行证明,该处理工艺具有工程费用低、运行稳定、维护简单、操作方便、效果显著的优点。

为制革废水的处理提供了一种简单而行之有效的方法。

关键词:制革废水;　混凝;　生物接触氧化;　综合过滤;　工程应用中图分类号:X794 文献标识码:A 文章编号:100326504(2004)0420064203
广东省惠州市某制革厂主要从事皮革制造及皮革制品加工等生产。

在生产生、熟皮料加工处理的准备阶段和鞣制阶段的过程中,产生大量的废水。

制革混合废水中主要含有高浓度的有机物、油脂、硫化物、酸性直接染料、单宁等,该废水呈弱碱性,毒及难分解的有机物含量高,外观污浊,气味难闻[1]。

由于原处理方法采用的是调节池+传统活性污泥法+沉淀池,该处理方法在工艺和结构上都存在着不合理之处,致使
排放污水的污染物指标严重超标,对周围环境和水体造成较大的污染。

为了保护环境,厂方对其进行处理,以达到污水排放标准。

1　废水水质水量及排放标准
该制革厂废水排放量为500m 3/d ,其水质经环境保护监测站测得的数据如表1所示。

根据污水治理委托书要求,该废水经处理后要求达到广东省《水污染物排放标准(DB4426-89)》中的二级排放标准,由于该
标准略高于国家污水排放标准的二级排放标准,因此,
废水经处理后也就达到了国家污水排放标准(G B8978
-1996)中的二级排放标准。

其数据分别列入表1。

表1　治理前污水水质实测数据和排放标准项目p H BOD 5
(mg/L )COD (mg/L )Cr 6+(mg/L )T Cr (mg/L )S 2-(mg/L )SS (mg/L )色度(倍)
实测值7～10200～1000
340～1500
2～6
2～10
2～6
260～1300
200～300
排放标准3
DB4426-89
6～9
≤60≤130≤0.5≤1.5≤1.0≤100≤80排放标准3
G B8978-1996
6～9
≤100
≤300
≤0.5
≤1.5
≤1.0
≤150
≤80
3注:表中所列为污水二级排放标准
2　处理工艺流程2.1　处理工艺流程的确定
从该厂生产的工艺特点和实测情况看,制革废水具有水量、水质随时间变化大、污染物浓度高、成分复杂等特点,这给废水的处理带来了一定的难度。

例如,制革废水中含有大量的重金属及其它物质等,这些物质将会对生化处理的处理效果产生不利影响,从而影响出水水质。

因此,在进行生化处理之前,必须首先对这些物质加以处理。

根据该污水的这一特点和广东省的《水污染物排放标准(DB4426-89)》的二级排放标准,再结合厂区地形的实际情况,按照投资省、运行费
作者简介:周书葵(1966-),男,主要研究方向为给排水管网优化、水处理技术。

用低、操作和维护简单、运行可靠、布局合理、处理效果
稳定等原则对原处理工艺结构进行优化设计[2],采用了处理工艺流程如图1所示。

图1　制革废水处理工艺流程图
2.2　处理原理及主要工艺参数2.2.1　格栅沉渣池
格栅沉渣池主要用于拦截污水中的毛发、块片悬
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46・ 第27卷　第4期　2004年7月
环境科学与技术
浮物以及沉淀颗粒较大的无机物,避免对后续设备(如
提升泵等)造成损伤。

主要工艺参数:采用三个格栅分级拦截,栅条间距分别为10mm ,8mm ,和6mm ;污水过栅流速为0.2～0.6m/s ;沉渣池水力停留时间为10～15min 。

2.2.2　预曝气调节池
由于制革废水具有水量、水质随时间变化大的特
点,通过预曝气调节池,一方面是利用曝气装置释放的气体来搅动污水使污水得以充分混合,达到调节和均匀水量与水质的目的,从而保证了出水水质的稳定性;另一方面,由于进水废水中有机物浓度很高,曝气能使废水充分充氧,防止悬浮物等有机物沉淀和产生厌氧消化而使得污水变质发臭。

主要工艺参数:预曝气调节池调节时间为10～15h ;有效容积为280m 3。

2.2.3　混凝反应池
制革废水中含有的污染物比较多,主要有油脂、碎
皮、肉渣、蛋白质、单宁等,这些物质经初步处理后,因其颗粒小且由于布朗运动的影响而不易沉降,加入混凝剂和助凝剂,使之发生絮凝反应,小悬浮物颗粒凝聚成易于沉降的大颗粒[3]。

另外,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。

主要工艺参数:PAC 30～60mg/L ;Polymer 0.05～0.1mg/L ;水力停留时间20～30min 2.2.4　物化沉淀池
物化沉淀池紧靠近混凝反应池,主要作用是沉淀絮凝反应后形成的较大的絮凝体。

为了防止沉淀下来的污泥产生厌氧反应而发臭,物化沉淀池不宜采用斜管(板)反应池,而采用平流沉淀池。

在进入沉淀池之前加入NaOH ,一方面可以调节进入生化处理之前污水的p H 值,以利提高生化处理的处理效果;NaOH 与污水中的铬离子发生反应,生成难溶于水的氢氧化铬使铬沉淀而得以除去,其反应方程式为:
Cr 3++3OH -=Cr (OH )3↓
主要工艺参数:沉淀时间为2h ;表面负荷为1.2
m 3/(m 2・h );水平流速为3mm/s ;有效水深为3.5m 。

2.2.5　生物接触氧化池
生物接触氧化池是在曝气池中安装固体填料,废
水在压缩空气的搅动下,同填料上附着的微生物不断接触,废水中的有机物就通过填料上生物膜中的微生物吸收和分解,从而使有机物得以降解。

采用填料必须有一定的生物附着力、比表面积大、空隙率高、水流阻力小、强度高、化学和生物稳定性强以及不溶解出有害物质而产生二次污染。

生物接触氧化池具有占地面积小、管理方便、操作简单、运行可靠、耐冲击负荷以及不会产生污泥膨胀等优点[1]。

主要工艺参数:接触时间3h ;生物接触池有效容积为300m 3;容积负荷为0.21m 3/m 3・h 。

2.2.6　生化沉淀池(澄清池)
生化沉淀池的作用是将从生物接触氧化池中出来的水进行泥水分离。

在生化沉淀过程中容易发生污泥上浮、污泥解体而使出水浊度增大等现象,所以必须加强系统运行管理,严格控制生化污泥的排放,注意观察出水水质情况,做好ML SS 、DO 、SV I 的监测工作,防止上述异常情况发生。

主要工艺参数:生化沉淀池有效容积为600m 3;有效水深3m ;表面负荷0.75m 3/m 2・h 。

2.2.7　综合过滤器
利用化学纤维中的毛细纤维较为致密和综合滤料的超细孔表面积大的特点,在处理过程的尾部,对废水进行综合过滤,从而达到全面除去废水中的超细颗粒。

主要工艺参数:滤速2.6mm/s ;截污量3kg/m 2;反冲洗强度12L/s ・m 2。

3　治理效果
该工程竣工后经正式投入正常运行一年来,系统运行稳定、处理效果显著,出水水质良好,经环境监测站在不同的时期测得出水水质各项指标均已达广东省和国家污水排放标准中的二级排放标准,测得的部分结果如表2所示。

表2　治理后废水水质实测数据
日　期
BOD 5(mg/L )COD (mg/L )Cr 6+(mg/L )T Cr (mg/L )S 2-(mg/L )SS (mg/L )色度
(倍)200104287.5324.138.90.0150.0200.02151.3 5.020*******.4315.330.20.0170.0300.00844.3 5.020*******.6518.636.40.0200.0400.00448.8 5.020020521
7.68
20.3
35.7
0.021
0.057
0.017
49.2
5.0
(下转第80页)
・
56・混凝2生物接触氧化处理制革废水的工程实践　周书葵,等
通性能,城市公园、绿地作为“结点”与绿廊组成网络骨架,但对城市生物多样性的承载力有限。

城郊公园、自然风景区、森林公园、苗圃、果园、休闲观光农业区作为城市基质的斑块,除本身有较高的生物多样性承载力外,通过良好的网络连通能很好地实现物种的迁徙、转移,有利于增加城市生物多样性[10]。

3.3.5　重视动、植物园、水族馆建设[11]
植物园、动物园、水族馆是生物多样性保护中物种异地(迁地)保护的理想场所。

所以城市园林建设和管理中,在充分发挥这些园地科普教育、观赏功能的同时,借助这些园地的条件和技术优势,有力地进行以濒危、平分秋色动植物异地保护、优势物种驯化为重点的物种层次的多样性保护。

3.3.6　加强国际间合作
不能忽视的还有不断加强在改善城市环境方面的国际合作。

发达国家在城市环境建设与城市生物多样性保护理论与实践方面积累了不少先进经验。

这是人类社会文明和科技发展的共同成果。

我国作为一个发展中的大国,面临四个现代化的重任,应当优先借鉴发达国家的经验、学习他们先进的管理和技术,为我所用。

事实证明,国际间合作不仅有利于我国的城市生物多样性的保护与城市环境的建设的协调开展,而且对获得广泛的信息,成熟的技术,丰富的知识,及至争取国际资本投入等均有很大的益处。

近几年来,中国加强了国际上的联系,并取得可喜的成果。

3.3.7　注重人文环境建设
城市环境建设中生物多样性保护与人文环境建设
并重。

在重视城市生物多样性保护法律法规建设的同时,加强人文环境建设。

其指导思想是让市民了解生物多样性是地球生命发展进化的产物,是大自然赋予人类的宝贵财富,也是人类起源、进化乃至生存的物质基础。

从某种意义上看,保护生物多样性就是保护人类自己生存与发展。

提倡从生态论理学的角度看待、
善待生物多样性,尊重地球上各种生命形式,尊重其存在与发展的权利,培养热爱、崇尚、尊重生物多样性的情感与保护意识,创造一个与自然界芸芸众生和谐相处、互利共生的环境。

赖于教育水平和国民素质,这一措施的实施可能会有困难,但它确是城市建设与生物多样性保护步入良性循环的有效途径。

[参考文献]
[1]　李克逵.城市环境建设问题与对策[J ].建筑学报,
2002,(1):43245.
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[5]　张泽钧,段彪,胡锦矗.生物多样性浅谈[J ].四川动物,
2001,20(2):1102113.
[6]　李斌,蒋步新,李化雨.论生物多样性的价值[J ].环境
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3712374.
(收稿:2003205203:修回:2003207215)
(上接第65页)4　结束语
制革废水在工业废水中,属于处理难度较大的一
种废水,本治理方案对原处理方法进行了改进,克服了其存在的不足之处,采用了一种实用、简单、可靠、安全的处理方法,方案实施和工程竣工后,经过一年多正常运行证明,整个系统运行可靠、管理方便、剩余污泥量少、污泥性质稳定、耐冲击负荷、处理效果显著,出水水质良好。

监测结果表明:处理后污水水质均达到国家和广东省污水排放标准的二级排放标准,而且工程基建和运行费用低,经实际核算:运行费用(包括电费和
药费)为0.88元/m 3污水,处理效果受到了厂方、有关专家和部门的高度评价。

[参考文献]
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(收稿:2003203215;修回:2003206223)
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08・ 第27卷　第4期　2004年7月 环境科学与技术
cussed.Results showed that com pound ferrous coagulant was worth applying for its cost effectiveness.
K ey w ords:pickling waste liquor;compound ferrous coagulant; performance;application
Experimental Study on T reatment of Mixed
W aste w ater from an Automobile Manufactory
by C atalyzed Ozonation
J IN La2hua,HUAN G Bao2yuan
(Depart ment of Environmental Engineering,
Jinan U niversity,Guangz hou510632)
Abstract:Based on the elementary principles of ozone oxidation, lab experiments was made to determine degradation rate and final removal percentage of organic pollutants and cyanides in mixed wastewater from an automobile manufactory by method of ozona2 tion catalyzed with Fe2+,Cu2+,H2O2and Fe2++H2O2.Results showed that the combined technology of O3+H2O2+Fe2+can ef2 fectively remove organic pollutants and cyanides from wastewater, and water quality of effluent can satisfy the first grade of National Criteria.
K ey w ords:ozonation;mixed wastewater;wastewater treatment
Application of Coagulate2biological Contact Oxidizing
to T an W aste w ater T reatment
ZHOU Shu2kui,XU Shi2rong,ZOU Hong2zhe (College of Civil Engineering,Hunan University,Changsha410082) Abstract:The process to treat wastewater of a tan works was im2 proved based on analysis of its characteristics by method of coagu2 late2biological contact oxidizing.The operation proved that the technology is a simple,least cost2effective method for tan wastew2 ater treatment.
K ey w ords:tan wastewater;coagulate;biological contact oxidiz2 ing;synthetic filter;application
Pilot2scale Study on Membrane Bioreactor
for W aste w ater R euse
ZHAN G Yun2xia,XIN G Guo2ping,ZHU Wen2ting,
SUN Bao2sheng,ZHAO Xin2hua
(School of Environment Science and Engineering,
Tianjin U niversity,Tianjin300072)
Abstract:A pilot2scale study on treatment of bathing wastewater from a university dormitory was carried out using a combined pro2 cess of biological contact oxidization and membrane bioreactor.Re2 sults showed that removal efficiency of SS,color,COD Cr,LAS and NH3-H was99%,95%,90%,95%and95%res pectively with contact time of5h.The combined process prospective in wastewater reclamation has some characteristics of stable perfor2 mance,simple operation and easy management,and effluent can meet discharge criteria.
K ey w ords:bathing wastewater;biological contact oxidization;membrane bioreactor
Selection of Complex Flocculant for R ef inery
W aste w ater T reatment
YAN Jia2bao1,XIA Ming2gui2,YU Feng2
(1.W uhan U niversity of Science and Technology,
W uhan430081;
2.W uhan Pet rochemical Works,W uhan430080) Abstract:Flocculant for refinery wastewater treatment was selected by experiments.Results showed that the selected organic high molecule flocculants(PAM or HL-704)combined with inorganic flocculant PAC remarkably increase removal efficiency of oil and COD.The complex flocculants have advantages of stronger adapt2 ability and lower dosage than any flocculant used individually.
K ey w ords:refinery wastewater;flocculant;selection
Practice on CAST Process for Municipal
W aste w ater T reatment
CHEN Ke2ling,ZHAN Jian
(Cent ral South M unicipal Engineering Design Institute,
W uhan430010)
Abstract:Application of CAST process to a wastewater treatment plant was introduced,and theory of CAST process,design of tank structure,aeration system,water discharge system,mixed water return system and sludge discharge system were described.Advan2 tages and attentions were also summarized.
K ey w ords:CAST process;tank structure;aeration;water dis2 charge;return;discharge
N anostructure Design of H armf ul G as
Decontaminate Material
Zhang Zhi2jie,SU Da2gen
(College of M aterial,South China U niversity of Technology,
Guangz hou510640)
Abstract:The design of nanostructure and processing of Ti2pilared montmorillonites was been described in this paper.The material has excellent harmful gas decontaminate function because of its TiO2nanometer particle and huge surface area.
K ey w ords:photocatalysis;nanostructure;pillared clay;harmful gas decontaminate
Industrial Experiment on T reatment of T ail G as of Methyl Mercaptan by Chlorine Oxidation Process
XU Ning,M EN G Qing2jian,HAO Li2yong,
CHEN Xiao2quan,WU Kai2rong
(School of Engineering,Taishan Medical College,
Tai’an271000)
Abstract:A new technique to deal with methyl mercaptan by chlo2 rine oxidation was introduced.Industrial ex periment proved that the technique is simple operational,cost effective and better than
Ⅴ
Environmental Science and Technology
Vol.27,No.4　J uly2004
Abstract。