制革廢水是治理難度較大的高濃度有機廢水，含有大量有機污染物、硫化物、SS、NH3-N等，具有成分復雜、色度高、懸浮物多、耗氧量高、水質水量變化較大等特點。目前處理制革廢水的方法有活性污泥法、生物接觸氧化法、生物濾池、UASB、ABR、MBR 等。
隨著環保要求的日益嚴格，有必要采用合理的工藝組合，使污水處理系統安全穩定運行，具有良好的環境和經濟效益。
1 廢水水質及特征
河南項城某皮革有限公司隨著生產規模的擴大和生產工藝的升級，目前的廢水處理系統及配套設備已不能滿足生產廢水水量、水質的要求，因此需對現有廢水處理系統及配套設施進行升級改造。設計規模為3 000 m3/d，處理后的水質要求達到《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)一級標準要求。制革廢水水質及排放標準見表 1。
表 1 廢水水質及排放標準
2 原處理工藝及問題分析
原污水 處理工藝如圖 1所示。
圖 1 原廢水處理工藝流程
原廢水處理工藝存在以下問題：(1)無pH調節系統，無法對廢水進行加酸調節，尤其在廢水間歇排放時，有時pH可達到10~12，堿性很強，會對后續生物處理系統中微生物的呼吸作用及代謝功能產生障礙，嚴重影響生物處理系統的處理效果。(2)初沉池由于設計缺陷，沉淀時間較長，且不能及時排泥，沉淀污泥在池內停留時間較長。廢水中油脂、碎肉和皮屑等含有大量蛋白質，在長時間缺氧條件下發生氨化反應，蛋白質水解為氨氮進入廢水中，給后續的生化脫氮帶來負擔，造成出水氨氮超標。(3)二級生化處理采用氧化溝工藝，缺少缺氧段，同一溝中好氧區與缺氧區各自的體積和溶解氧濃度很難準確地控制，因此無法保證對氨氮和總氮的去除效果。(4)氧化溝溝道較長，倒傘曝氣氧利用率低，且缺少推流器，機械攪拌強度不夠，造成溝內污泥沉積，泥水混合不均，處理效果差。(5)現有工藝缺少部分深度處理設施，無法保證出水穩定達標排放。
3 工藝改造方案及分析
3.1 改造工藝流程
根據該工程的特點，改造時針對特征污染物，結合原有廢水處理設施，采用預處理+生物處理系統+深度處理組合處理工藝，即由預沉池+曝氣調節+一沉池+水解酸化+A/O+二沉池+曝氣生物濾池+斜管沉淀池組成的主體處理工藝，確保污水處理后達標排放。剩余污泥利用原有污泥處理設施，采用污泥濃縮+污泥機械脫水的工藝處理。改造后的工藝流程如圖 2所示。
圖 2 改造后的處理工藝流程
3.2 主要構筑物及設計參數
(1)格柵渠。利用原有機械格柵，鋼混結構， 1座，尺寸為2 m×1 m×2.85 m，用于截留污水中的漂浮物及皮屑等。
(2)集水井。利用原有集水井，鋼混結構，1座，尺寸為10 m×3 m×4 m，利用原有提升泵2臺，1用1備。
(3)1#沉淀池。新建，鋼混結構，1座;反應區尺寸為3.7 m×6.7 m×4.3 m，沉淀區尺寸為27.5 m× 6.7 m×3.3 m，表面負荷0.81 m3/(m2·h)，沉淀時間3.75 h;設旋轉過濾機和桁車式泵吸泥機1臺。
(4)預曝氣調節池。利用原有調節池，鋼混結構，2座;單座尺寸為17 m×16.3 m×4.5 m，水力停留時間14.8 h;利用現有提升泵、鼓風機和FeSO4投加裝置。將原有穿孔管曝氣系統更換為旋切式曝氣系統。
(5)2#沉淀池。利用原有沉淀池，鋼混結構，1座;尺寸為D 14 m×3.5 m，表面負荷0.81 m3/(m2·h)，沉淀時間3.0 h;利用原有單周邊傳動刮泥機1臺。
(6)1#中間水池。新建，鋼混結構，1座;尺寸為3.5 m×3.5 m×4.3 m，有效容積為49 m3，設置提升泵3臺，2用1備。
(7)水解酸化池。新建，鋼混結構，數量2座，單座尺寸為13 m×6.5 m×6.3 m，總有效容積1 014 m3，停留時間8.1 h，上升流速0.74 m/h;池內設置彈性立體填料，池底設置布水系統和排泥系統。
(8)缺氧池。新建，鋼混結構，2座，每座分3個廊道，單廊道尺寸13 m×4 m×5.5 m，總有效容積 1 560 m3，停留時間12.48 h;池內設置6臺低速潛水推流器。
(9)好氧池。利用原有氧化溝改造而成，鋼混結構，分4個廊道，單廊道尺寸為58 m×6 m×3.7 m，總有效容積為4 454.4 m3，停留時間35.6 h，BOD5污泥負荷0.085 kg/(kg·d)，各廊道內設置低速潛水推流器1臺進行攪拌;池底設置旋切式曝氣器，設置離心泵5臺進行混合液回流，4用1備，回流比300%。
(10)二沉池。利用原有二沉池，鋼混結構，1座;尺寸為D 18 m×3.5 m，表面負荷0.49 m3/(m2·h);利用原有污泥泵進行污泥回流和剩余污泥排放。
(11)2#中間水池。利用原有水池，鋼混結構， 1座;尺寸為8 m×6 m×3 m，有效容積為129.6 m3，設置提升泵5臺，3用2備。
(12)曝氣生物濾池。利用原有2座，新增1座，鋼結構，單座尺寸D 5 m×6.4 m，BOD5容積負荷0.86 kg/(m3·d)，NH3-N負荷0.93 kg/(m3·d)，濾速2.12 m/h;利用原有風機進行鼓風曝氣。
(13)斜管沉淀池。新建，鋼混結構，數量1座;前端設混凝反應區，尺寸為3.25 m×7.5 m×3.8 m，沉淀區尺寸為7.5 m×7.5 m×4.7 m，表面負荷2.44 m3/(m2·h);池內設置斜管填料。
(14)清水池。利用原有清水池，鋼混結構，數量1座，尺寸為15 m×6 m×2.5 m，有效容積198 m3，利用原有反沖洗泵定時進行反沖洗。
(15)1#污泥貯池。新建，鋼混結構，數量1座，尺寸為8 m×4.5 m×4.5 m，有效容積144 m3;池內設高速潛水推流器1臺進行機械攪拌。
(16)2#污泥貯池。利用原有設施，鋼混結構，數量1座，尺寸為17 m×4 m×4.5 m，有效容積272 m3，利用原有攪拌設施。
(17)污泥脫水間。利用原有設施，磚混結構，數量1座，尺寸為18 m×12 m×5.2 m，利用原有污泥脫水系統。
(18)鼓風機房、配電室。新建，磚混結構，數量1座，尺寸為19.8 m×4.2 m×4.2 m，房內設置三葉羅茨鼓風機6臺，4用2備。(19)加藥間。新建，磚混結構，數量1座，尺寸為9 m×3 m×4.2 m，房內設置加酸、加PAC、加PAM設備各1套。
4 運行效果
改造后各工段運行穩定，水質處理效果穩定，出水穩定達標，運行數據見表 2。由表 2可以看出，改造后的處理工藝對COD、BOD5、NH3-N、SS的去除率分別為98.3%、99.4%、97.0%、98.9%，出水水質達到了《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)一級標準要求。
表 2 改造后各工段運行效果
5 經濟分析
工程改造費用為802.62萬元，包括構(建)筑物、設備等直接投資650.54萬元;設計費、調試費等間接投資152.08萬元。運行成本主要包括電費、人工費以及藥劑費等，運行費用總計10 462.20元/d，折合噸水成本為3.49元/m3。具體參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。
6 結論
(1)在改造工程實施過程中，充分利用原有處理設施和設備，從運行效果來看，改造后整個處理系統安全可靠，運行穩定，處理效果好，處理后的廢水水質能夠達到GB 8978—1996一級標準的要求。
(2)采用預處理+生物處理系統+深度處理組合工藝處理廢水，具有工藝先進、技術合理、耐沖擊性強、出水水質穩定的特點，具有較好的環境效益和經濟效益，同時其處理效果穩定可靠，操作簡單，具有良好的推廣價值。
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