皮革涂飾是皮革加工過程中的一道重要工序，具有美化皮革外觀、修復(fù)傷殘缺陷、提高耐用性能、增加花色品種等作用。但在皮革涂飾過程中，會產(chǎn)生成分復(fù)雜、治理難度大的皮革涂飾廢水〔1〕。皮革涂飾廢水與傳統(tǒng)皮革加工行業(yè)排放的綜合廢水的水質(zhì)特征存在一定差別，且國內(nèi)外針對皮革涂飾廢水處理技術(shù)的報(bào)道還較少。筆者通過對高濃度有機(jī)物廢水處理技術(shù)比選，并結(jié)合生產(chǎn)廠家要求和室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)運(yùn)行結(jié)果，確定采用“混凝—水解酸化—接觸氧化—砂濾—活性炭吸附”工藝對鈺錦盛皮業(yè)有限公司生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理〔2〕。該污水處理工程投入運(yùn)行半年來，工藝運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果良好，出水水質(zhì)達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，為企業(yè)贏得了良好的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。
1 工程概況及處理標(biāo)準(zhǔn)
鈺錦盛皮業(yè)有限公司主要從事羊皮加工涂飾業(yè)務(wù)，其生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水中含有大量殘余的丙烯酸樹脂、氨基樹脂、硝化纖維類成膜劑、水溶性染料類著色劑、光亮劑、表面活性劑及其他添加劑，具有有機(jī)物含量高、色度高、懸浮物高、可生化性差等特點(diǎn)。該公司污水處理站設(shè)計(jì)水量為100 m3/d，每天24 h平均進(jìn)水，廢水處理后主要用于車間設(shè)備、地面的清洗及鍋爐用水，因此設(shè)計(jì)出水要求達(dá)到《城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)》(GB/T 19923—2005)中洗滌用水、鍋爐補(bǔ)給水水質(zhì)要求。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及出水需達(dá)到的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見表 1。
2 皮革涂飾廢水處理工藝及說明
2.1 工藝流程
筆者通過比選相似水質(zhì)污水處理成功經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室模擬工藝實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定采用混凝—水解酸化—接觸氧化—砂濾—活性炭吸附工藝處理該企業(yè)廢水，具體流程見圖 1。
圖 1 皮革涂飾廢水處理工藝流程
2.2 工藝說明
該處理工藝主要由預(yù)處理單元、混凝沉淀單元、生物處理單元、深度處理單元、污泥處理單元組成。
2.2.1 預(yù)處理單元
預(yù)處理單元包括格柵和調(diào)節(jié)池。
(1)格柵。格柵主要用于去除進(jìn)水中的皮屑、浮渣和較大顆粒的懸浮物。格柵尺寸：400 mm×2 800 mm，柵條間距10 mm;格柵井尺寸：2 500 mm×400 mm× 1 300 mm。
(2)調(diào)節(jié)池。由于皮革涂飾顏色種類較多，噴涂不同顏色產(chǎn)品時(shí)所采用的染料不盡相同，致使產(chǎn)生的廢水成分、顏色差別較大，故設(shè)置調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，使其充分均質(zhì)〔3〕。調(diào)節(jié)池尺寸：8 000 mm×4 000 mm×4 200 mm，有效水深3.0 m。設(shè)置QJB0.85/8-260/3-740C型潛水?dāng)嚢铏C(jī)1臺，防止懸浮固體在調(diào)節(jié)池底沉降聚集;設(shè)置QW50-10-14型潛污提升泵2臺(1用1備)，用以對后續(xù)工藝進(jìn)行連續(xù)均勻供水，并配置GSK-1型液位控制器2個(gè)。
2.2.2 混凝沉淀單元
混凝沉淀單元主要包括管式混合器、混凝罐、初沉池。
(1)管式混合器。管式混合器用于將藥劑與廢水充分混合，為混凝沉淀設(shè)備中的混凝反應(yīng)創(chuàng)造良好的混凝條件。管式混合器為H-50型。配套JY-I/1.0型計(jì)量泵1臺，PAC、PAM加藥裝置各1套。
(2)混凝罐。采用圓柱形隔板式混凝罐，高2 900 mm，直徑800 mm。混凝罐內(nèi)設(shè)置12層隔板，隔板直徑750 mm，隔板上按一定規(guī)則設(shè)置一定數(shù)量、直徑的圓孔，圓孔直徑分25、35、40 mm 3種，間隔200 mm，并使相鄰2層圓孔交叉布置。廢水由混凝罐底部進(jìn)入，自下而上依次通過隔板與藥劑充分反應(yīng)，水流速度逐漸減慢有利于絮體的形成和增大〔4〕。
(3)初沉池。初沉池采用逆流斜板沉淀池，中心進(jìn)水，周邊出水。初沉池有效容積18 m3，外部尺寸：DN 3 000 mm×3 700 mm，內(nèi)置1.0 m高斜板層。通過初沉池可實(shí)現(xiàn)絮體和懸浮物的沉淀，有效去除水中SS和色度，以及去除部分COD，減輕后續(xù)處理負(fù)荷。
2.2.3 生物處理單元
生物處理單元包括水解酸化池、接觸氧化池和二沉池。
(1)水解酸化池。水解酸化池有效容積90 m3，有效水深3.0 m，外部尺寸：6 000 mm×5 000 mm×3 500 mm，池內(nèi)安裝D 150 mm型組合填料束，束間距離0.15 m。利用池中大量水解菌群和產(chǎn)酸菌群的作用可將廢水中難生物降解的大分子有機(jī)物降解為小分子物質(zhì)，提高廢水可生化性，從而降低后續(xù)好氧處理環(huán)節(jié)負(fù)荷，提高處理效果〔5〕。
(2)接觸氧化池。接觸氧化池有效容積90 m3，有效水深3.0 m，外部尺寸：6 000 mm×5 000 mm×3 500 mm，接觸氧化池內(nèi)安裝D 150 mm型高效組合填料束，束間距離0.15 m，填料上附著好氧微生物菌群。在鼓入空氣攪拌作用下，微生物菌群能有效降解水中的有機(jī)物、氮磷等〔6〕。
(3)二沉池。接觸氧化池出水進(jìn)入二沉池進(jìn)行固液分離，底部沉淀物排入污泥濃縮池，上清液進(jìn)入砂濾罐。二沉池有效容積18 m3，外部尺寸：DN 3 000 mm×3 700 mm。
2.2.4 深度處理單元
深度處理單元包括砂濾罐、活性炭吸附罐、消毒池(清水池)。
(1)砂濾罐。通過砂濾能進(jìn)一步去除廢水中微小懸浮物質(zhì)、色度和部分有機(jī)物，有效提高出水水質(zhì)。砂濾罐尺寸：DN 2 200 mm×3 000 mm，濾層厚度1.2 m，濾料粒徑0.7～2.0 mm。配備50QW18-15-1.5型水泵進(jìn)行反沖洗。
(2)活性炭吸附罐。活性炭吸附能有效去除廢水色度，以及廢水中的有機(jī)物、氮磷、微生物等，經(jīng)活性炭吸附后廢水中的有機(jī)物可得到比較徹底地去除，出水主要指標(biāo)達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。活性炭吸附罐尺寸：DN 2 600 mm×3 000 mm，吸附層厚度1.0 m，采用直徑為3 mm的柱狀活性炭。活性炭吸附罐與砂濾罐共用1臺反沖洗水泵。
(3)消毒池(清水池)。為使消毒劑與廢水在清水池中能較長時(shí)間接觸，采用在清水池進(jìn)水端投加二氧化氯進(jìn)行消毒，殺滅廢水中大部分微生物和病原菌。清水池尺寸：4 000 mm×3 000 mm×4 300 mm，有效水深3.0 m。經(jīng)深度處理單元處理后的出水可達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，通過回用水泵供給車間和鍋爐房用水。
2.2.5 污泥處理單元
污泥處理單元包括污泥濃縮池和疊螺式污泥脫水機(jī)。
(1)污泥濃縮池。混凝罐、初沉池、二沉池的沉淀污泥通過底部排泥管道排入污泥濃縮池進(jìn)行存儲、濃縮，降低污泥含水率。污泥濃縮池尺寸：3 000 mm×2 000 mm×2 000 mm，有效深度1.7 m。
(2)疊螺式污泥脫水機(jī)。由于皮革涂飾廢水產(chǎn)泥油脂含量較高，故采用疊螺式污泥脫水機(jī)進(jìn)行污泥脫水。疊螺式污泥脫水機(jī)外部尺寸：2 500 mm×1 000 mm×1 270 mm。通過污泥泵將污泥濃縮池底部污泥打入疊螺式污泥脫水機(jī)前部攪拌混合箱，同時(shí)注入PAM溶液充分?jǐn)嚢杌旌希缓筮M(jìn)入疊螺式污泥脫水機(jī)進(jìn)行污泥脫水，泥餅外運(yùn)。
3 低溫啟動(dòng)及調(diào)試
通過室內(nèi)燒杯實(shí)驗(yàn)確定混凝處理單元PAC、PAM投藥量及投藥比例，通過觀察混凝罐絮體數(shù)量和大小，并結(jié)合進(jìn)水、初沉池出水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果及時(shí)調(diào)整投藥量。
由于生產(chǎn)需要，污水處理站在較低溫度狀態(tài)下進(jìn)行啟動(dòng)調(diào)試工作。調(diào)試工作開始時(shí)，當(dāng)?shù)乇容^高氣溫為0 ℃左右，平均氣溫為-5 ℃。由于溫度過低不利于系統(tǒng)運(yùn)行和微生物培養(yǎng)，因此在啟動(dòng)調(diào)試過程中采取了一些升溫、保溫措施，主要包括：(1)對初沉池進(jìn)行覆蓋，形成外保溫層，并配置電加熱系統(tǒng);(2)對水解酸化池、接觸氧化池進(jìn)行覆蓋，形成保溫層;(3)在生物處理單元進(jìn)行污泥接種前，先向其中投加熱水，提高池內(nèi)水溫，確保接種微生物成活和有效繁殖。經(jīng)上述處理后，水解酸化池水溫能保持在13～18 ℃左右，接觸氧化池水溫維持在10～15 ℃，基本確保了微生物生存所需溫度條件。
采用漸進(jìn)式進(jìn)水及污泥接種馴化法對生物處理單元進(jìn)行啟動(dòng)調(diào)試〔7〕，其中接種污泥取自保定市魯崗污水處理廠污泥濃縮池。將廢水、熱水、接種污泥按體積比5∶3∶2投加到接觸氧化池中，悶曝12 h，然后按設(shè)計(jì)進(jìn)水量每天進(jìn)水6 h，其余時(shí)間持續(xù)曝氣。根據(jù)出水水質(zhì)及鏡檢結(jié)果逐步加大進(jìn)水量直至設(shè)計(jì)水量。水解酸化池中按體積比6∶3∶1投加廢水、熱水、接種污泥，按設(shè)計(jì)水量每天進(jìn)水6 h，持續(xù)進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測和微生物鏡檢，并根據(jù)結(jié)果適當(dāng)投加氮磷等營養(yǎng)元素調(diào)整C、N、P比例。監(jiān)測結(jié)果顯示，接觸氧化池和水解酸化池微生物活性恢復(fù)、形成優(yōu)勢種群時(shí)間分別為10 d和40 d左右。
接觸氧化池微生物活性恢復(fù)后，二沉池較為穩(wěn)定的出水經(jīng)砂濾罐及活性炭吸附罐進(jìn)入清水/消毒池。監(jiān)測各處理單元的進(jìn)出水水質(zhì)，及時(shí)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。另外，對污泥濃縮池、脫水機(jī)、電器控制系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試，各單元運(yùn)行穩(wěn)定，效果良好。
4 工程處理效果
調(diào)試工作自2014年2月9日開始，至2014年4月25日結(jié)束，歷時(shí)70余天，實(shí)現(xiàn)了皮革涂飾廢水處理工程較低溫度下的啟動(dòng)與調(diào)試運(yùn)行，有效地保障了企業(yè)的正常生產(chǎn)。正常運(yùn)行期間，系統(tǒng)各主要處理單元出水水質(zhì)見表 2。
運(yùn)行結(jié)果表明，出水水質(zhì)穩(wěn)定，并達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。疊螺式污泥脫水機(jī)處理后外運(yùn)泥餅含水率<80%。
5 工程經(jīng)濟(jì)效益分析
工程設(shè)計(jì)處理能力為100 m3/d，目前實(shí)際處理水量為80 m3/d。處理成本包括動(dòng)力費(fèi)、藥劑費(fèi)和人工費(fèi)3部分，其中動(dòng)力費(fèi)約為1.31元/m3，藥劑費(fèi)約為0.50元/m3，人工費(fèi)約為0.80元/m3，則該工程處理成本約為2.61元/m3。處理出水進(jìn)行廠區(qū)回用，滿足廠區(qū)部分用水需求，回用量約為50 m3/d，當(dāng)?shù)毓I(yè)用水水價(jià)為6元/m3，則每天可節(jié)省水費(fèi)約300元，扣除污水處理成本，每天回用節(jié)水盈余約為100元。具體參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
6 結(jié)語
(1)采用“混凝—水解酸化—接觸氧化—砂濾—活性炭吸附”工藝對鈺錦盛皮業(yè)有限公司皮革涂飾廢水進(jìn)行了處理，處理出水達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，回用水可用于設(shè)備、車間地面的清洗及鍋爐用水。
(2)皮革涂飾廢水SS和色度均較高，混凝沉淀環(huán)節(jié)能有效去除廢水中的SS和色度，避免了懸浮物大量進(jìn)入生物處理單元對填料、處理效果產(chǎn)生影響。
(3)皮革涂飾廢水中氮磷等營養(yǎng)元素含量相對較低，為保障生物處理單元正常運(yùn)行，可將廠區(qū)生活污水與生產(chǎn)廢水合并處理，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果在生物處理單元適量投加營養(yǎng)元素。
(4)采用對構(gòu)筑物安裝保溫層、頂部覆蓋以及投加熱水等方法實(shí)現(xiàn)了水解酸化池和接觸氧化池低溫快速啟動(dòng)，確保了調(diào)試工作順利進(jìn)行。
(5)扣除污水處理站運(yùn)行成本后，回用水節(jié)水略有盈余，為企業(yè)產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)效益。
