SBR法在制革工业废水处理中的应用

SBR法在制革工业废水处理中的应用制革工业废水是一种对水源生态环境严重污染的废水。它的生化需氧量高，悬浮物多，带有色泽及臭味，并含有硫化物、铬、植物鞣剂及酚类合成鞣剂等有害物质，是一种较难治理的工业废水。我国制革工厂目前有500多家(不包括乡镇企业)，以生产猪、羊、牛皮产品为主。猪皮生产占80％，每年生产猪皮6000-8000(万张)，牛皮800-900(万张)，羊皮2000-3000(万张)。制革行业每年排放废水7000万吨，约占全国工业废水总排放量的0.3％。据调查统计，目前只有30％的制革企业不同程度的简单处理了废水，其余的70％产生的废水未经任何处理，自然排放。对环境造成严重污染，对生态带来破坏[9]。制革工艺主要包括腌制、浸灰（回软、脱脂、脱毛）、鞣制、以及后整理工序。大多数的废物和污染物是在湿加工过程（浸灰、鞣制）产生。我国大多数制革厂采用石灰脱毛和铬鞣技术，少数制革厂采用酶脱毛和铬鞣技术。制革废水的处理方法，可归纳为物理方法、化学方法和生物处理方法。文献中介绍的生化处理方法适用于大中型制革厂的废水治理。本文比较了几种常用的生化法在处理制革废水中的应用，建议采用SBR法作为处理制革废水的工艺，具有其实用性和先进性。一、制革工业废水的产生及特点制革工业排放的废水特点是有机污染浓度高，悬浮物质多，水量大，废水成份复杂，其中含有有毒物质硫与铬。按照生产工艺过程制革工业废水由七部分组成：高浓度氯化物的原皮洗涤水和酸浸水、含石灰，硫化钠的强碱性脱毛浸灰废水、含三价铬的兰色铬鞣废水、含丹宁和没食子酸的茶褐色植鞣废水、含油脂及其皂化物的脱脂废水、加脂染色废水、各工段冲洗废水。其中，以脱脂废水，脱毛浸灰废水、铬鞣废水污染最为严重。1．脱脂废水：我国猪皮生产占制革生产的80％，在猪皮生产的脱脂废水中，油脂含量高达10000(mg／L)，CODcr20000(mg／L)。油脂废水占总废水4％，但油脂废水的耗氧负荷却占到总负荷的30-40％。2．脱水浸灰废水：脱毛浸灰废水是硫化物的污染源。废水CODcr20000-40000(mg/L)，BOD54000(mg/L)，硫化钠1200-1500(mg/L)，pH为12，脱毛浸灰废水占总废水的10％，而耗氧负荷占总负荷40％。3．铬鞣废水：铬鞣废水是三价铬的污染源。铬鞣过程，铬盐的附着率60％-70％，即有30％-40％的铬盐进入废水。铬鞣度水Cr3＋3000-4000(mg/L)，CODcr10000(mg/L)，BOD52000mg/l。制革厂的各路废水集中后，称为制革综合废水。综合废水也是高浓度的有机废水，水质一般为pH＝8-10，SS2000-3000(mg/L)，BOD5500-2000(mg/L)，Cr3+60-100(mg/L)。S2-100-200(mg/L)，C1-200(mg/L)。二、几种常用制革工业废水生化处理方式及特点制革废水经过适当预处理废水中的硫化物、铬等对生化有抑制物质均可以降至要求以内，BOD／COD值约在0.35~0.40左右，生物降解性较好。因此生物处理技术广泛用于制革废水处理。1．传统活性污泥法：活性污泥法创建于1917年，是利用河川自净原理的人工强化高效处理工艺，已成为有机性污水生物处理的主体。在制革废水的处理中，活性污泥法的应用是相当普遍的，如西德的Wam制革污水处理厂、LonisSonwe-izer皮革厂，日本“室”皮革株式会社，国内北京东风制革厂、常州皮革厂、哈尔滨制革厂等采用活性污泥法，该法对生化需氧量去除率在90％以上，化学需氧量在60％-80％之间。色度在50％-90％之间，硫化物在85％-98％之间。传统活性物泥法处理效率高，适用于处理要求高二水质相对稳定的污水，但它要求进水浓度尤其是有抑制物浓度不能高，而制革废水中的硫化物及铬在超过一定浓度时对生化有抑制，同时它不适应冲击负荷，需要高的动力和基建费用。[7]2．氧化沟：氧化沟法是活性污泥法的一种变种。氧化沟处理制革废水，处理效果稳定，操作管理简单，运行成本较低，日益受到人们的重视,氧化沟有多种池型：CARROUSEL型、Orbel型、双沟型、三沟型。江苏南京制革厂、浙江海宁制革厂、湖北十堰制革厂等均采用氧化沟技术，该法对有机物去除率BOD5在95％以上，CODcr在95％，硫化物在99％-100％，悬浮固体75％左右，石油类99％以上。[7]3．接触氧化：接触氧化法是介于活性污泥法与生物膜法之间的生物处理方法。接触氧化法具有较强的耐冲击负荷能力，污泥生成量少，无污泥膨胀，易维护管理，如设计不当，容易产生堵塞。广东江门制革厂，扬州制革厂，采用此法。该法对有机物去除率BOD5在95％左右，COD在92％左右。硫化物在98％左右。[7]4．双层生物滤池：双层生物滤池是新开发的一种生物处理技术，它省去生物处理过程中必不可少的二次沉淀池。该法结构简单，高负荷运行。江苏吴江制革厂采用此法。该法对各种污染物的去除率：悬浮固体95％，生化需氧量98％，化学需氧量90％，三价铬96％以上，硫化物96％。[7]四、SBR法在制革污水处理中的应用SBR法全称为间隙式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess），是在单一的反应器中，按时间顺序进行进水、反应（曝气）、沉淀、出水、待机（闲置）等基本操作，从污水流入开始到待机时间结束为一个周期，这种周期周而复始，从而达到污水处理的目的。1、SBR生化处理法特点[4]1）构筑物少，可省去初沉池；无二沉池和污泥回流系统。与其它生化处理法相比，基建和运行费用低，维护管理方便；2）SBR的进水工序均化了污水逐时变化的水质、水量，一般不需设置调节池；3）SBR工艺在时间上是理想的推流过程，在空间上是完全混合式，因此耐冲击负荷；4）污泥的SVI值较低，一般不会发生污泥膨胀；5）运行方式灵活，可同时实现对氮磷的去除；6）SBR工艺的沉淀过程是在静止的状态下进行，处理水质优于连续式活性污泥法；7）运行操作、参数控制易实施自动化管理。2．SBR法应用于制革废水处理的工程实践江山制革厂是专业生产猪皮革的企业，2000年生产猪皮近300万张，是江山市重点骨干企业。企业于2000年4月委托我院对原有污水处理设施进行重新设计、改造和调试工作。经多方调查研究，总结国内外制革污水处理的成功经验，利用企业已有污水处理设施，对系统进行重新设计，设计处理能力3000m3/d，处理进水CODCr为2600mg/L，生化处理系统主体采用SBR法，。于2001年8月由衢州市环境保护局主持通过验收。1）处理系统流程前工段制革废水先经机械格栅除去碎皮毛、皮屑等杂物后，与后工段染色废水混合后，进入初沉池，除去大量的麸糠等悬浮物后自流入预曝调节池进行水质水量调节，并脱除一部分的硫化物。然后经一级加药气浮装置除去大部分悬浮物、总铬后进入SBR池进行好氧生化处理，通过好氧细菌的新陈代谢作用除去大部分有机污染物后，出水经滗水器达标排放。2）SBR反应池工艺参数SBR反应池平面尺寸30×16×4.5m，分成2格，总深4.5米，有效水深4m，有效容积3840m3，停留时间30h；配TSE150型罗茨风机两台，单台风量：36.3m3/min·台，风压：5mH2O；反应池底布置ZH-80微孔曝气管200套，风量：3~4m3/m.h，服务面积：~0.5m2/套；设SHB-500型滗水器两台，单台滗水量500m3/h，有效滗水深度1m，最大滗水深度1.2m，堰口长3m；单池运行周期8h，周期进水量500m3/周期，进水约4h，分曝气6h，沉淀1h，排水闲置1h。控制SV%在25%~30%左右，SVI100左右，DO为2~4mg/L左右。由于企业要求，SBR池采用手动方式运行。3）处理效果系统设计进水CODCr2600mg/L，硫化物80mg/L，总铬80mg/L，实际平均进水CODCr4040mg/L，硫化物51.5mg/L，总铬28.59mg/L，最高时CODCr6580mg/L，硫化物173mg/L，总铬85.5mg/L；SBR反应器设计进水CODCr800~900mg/L，实际平均进水CODCr2240mg/L，最高达3350mg/L。调试完成后，系统运行稳定，出水各项指标均达到GB8978-96《污水综合排放标准》二级标准要求，处理效果高，对CODCr、S2-、SS、总铬的去除率分别为93.3%、99.0%、90.3%、99.4%。4）技术经济指标在不计折旧、管理费用下处理每吨水直接费用为1.02元/m3，处理吨水用电0.96度/m3。扣除预处理可节省费用每吨水直接费用为0.8元/m3，处理吨水用电0.8度/m3。五、结论1．与其它生化处理方法相比，SBR法具有生化处理的一般优点；2．SBR法适用于制革废水处理；，3．应用SBR法处理制革污水，可以节约工程基建投资，降低处理费用，同时易于实现自动控制，方便维护管理