【污水處理工藝】中小型制革廢水處理工程的調(diào)試
摘要：介紹日排放量為 200 m3的制革廢水的處理工程實(shí)例, 并闡述了制革廢水工藝調(diào)試啟動(dòng)過(guò)程記錄及遇到的問(wèn)題和解決辦法。
1 引言
制革廢水系輕化工污染嚴(yán)重的廢水之一, 其特點(diǎn)主要為: 高色度、 高 SS、 高 pH、 高毒物、 高鹽度、 高有機(jī)物濃度。水量一天之內(nèi)變化較大, 高峰時(shí)段為低峰時(shí)段的 2～ 4 倍, 水質(zhì)與生產(chǎn)工藝密切相關(guān)。
目前處理制革廢水常常采用物理、 化學(xué)、 生物法串聯(lián)處理。國(guó)內(nèi)介紹制革廢水工程調(diào)試啟動(dòng)的資料很少, 制革廢水工程較難調(diào)試, 運(yùn)行參數(shù)因現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)變化與設(shè)計(jì)參數(shù)有所不同。這篇文章, 供廣大工作在制革廢水一線的調(diào)試和運(yùn)行人員參閱。
2 工程概況
某制革廠是一家以豬皮、羊皮為原料的制革企業(yè), 采用常規(guī)鉻鞣工藝。設(shè)計(jì)流量Q 為200 m3/d、CODcr 為2800 mg/L、SS 為300 mg/L、S2- 為40 mg/L、Cr3+為15 mg/L, 處理后執(zhí)行GB8978- 1996Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。該工程已達(dá)標(biāo)驗(yàn)收, 至今平穩(wěn)運(yùn)行。
2.1 廢水設(shè)計(jì)處理工藝流程
2.2.1 格柵渠2.2 工藝說(shuō)明
格柵渠有粗細(xì)兩道格柵, 前段格柵間隙為2 cm, 后段格柵間隙為1 cm, 格柵渠出水堰口到渠底有25 cm,可沉積大量污泥, 定時(shí)人工清掏。
2.2.2 調(diào)節(jié)池
制革廢水排放為間歇排放, 水量水質(zhì)波動(dòng)大。調(diào)節(jié)池按12 h 調(diào)節(jié)容量設(shè)計(jì), 為使水質(zhì)充分混合、防止懸浮物積累、吹脫硫化氫氣體和氨氮, 調(diào)節(jié)池底設(shè)置預(yù)曝氣系統(tǒng), 采用穿孔管曝氣。調(diào)節(jié)池前端有隔油池。
2.2.3 反應(yīng)罐
按藥品與水的反應(yīng)時(shí)間7 min, 計(jì)算其容積為1 m3,保證藥品與水質(zhì)充分混合反應(yīng)。
2.2.4 初沉池
初沉池為豎流沉淀池, 表面負(fù)荷為1.2 m3/m2·h,停留時(shí)間為5 h, 采用靜壓排泥。
2.2.5 接觸氧化池
接觸氧化池為兩段接觸氧化, 每段接觸氧化池后都有沉淀池。在曝氣和水利條件的推動(dòng)混合作用下, 廢水從前端進(jìn)入均勻向前流動(dòng), 并從池尾端流出。從池的首端到尾端, 微生物的組成與數(shù)量、基質(zhì)的組成與數(shù)量都在連續(xù)變化, 有機(jī)物的降解速率和耗氧速率也在連續(xù)變化。采用微孔曝氣, 容積負(fù)荷為1.5 kg CODcr/ m3·d。
2.2.6 氣浮機(jī)
采用渦凹?xì)飧? 進(jìn)水前端加聚合氯化鋁, 在反應(yīng)罐充分反應(yīng), 后進(jìn)入氣浮機(jī)。
3 調(diào)試過(guò)程
2005 年3 月10 日～13 日, 進(jìn)駐工廠開(kāi)始調(diào)試。首先檢查各類(lèi)設(shè)備, 如電機(jī)是否正常、鼓風(fēng)機(jī)的壓力和風(fēng)量是否正常、各類(lèi)提升泵和加藥泵的流量和壓力是否符合設(shè)計(jì)要求、水力流向是否出現(xiàn)短流、電控柜是否正常、接觸氧化池曝氣是否均勻等。關(guān)于各類(lèi)設(shè)備的檢查工作在安裝驗(yàn)收時(shí)已經(jīng)做過(guò), 但在工藝調(diào)試前, 做這個(gè)工作很有必要, 掌握設(shè)備的性能是工藝調(diào)試前的必要一步。
2005 年3 月14 日～20 日, 購(gòu)買(mǎi)分析化驗(yàn)儀器,籌建化驗(yàn)室以便調(diào)試遠(yuǎn)行中監(jiān)測(cè)CODcr、pH 等必要指標(biāo), 用顯微鏡做鏡檢等。由于制革廢水工程調(diào)試的難點(diǎn)在于預(yù)處理即: 硫化物、Cr3+、油脂、懸浮物的去除。在設(shè)計(jì)上, 懸浮物( 石灰、毛發(fā)、肉屑) 以及Cr3+的去除, 主要通過(guò)進(jìn)水格柵渠的沉淀和在初沉池加藥反應(yīng)沉淀; 油脂通過(guò)調(diào)節(jié)池前端隔油池去除; 硫化物主要通過(guò)與FeSO4 反應(yīng)生成FeS 沉淀在初沉池去除。在實(shí)際中, 懸浮物和油脂中的浮油易去除, 溶解性油脂難去除。
硫化物的去除有兩個(gè)問(wèn)題: ①由于調(diào)節(jié)池出水不易均勻, 加FeSO4 的量也就隨著變化, 造成制革廢水的加藥量不容易控制。②加FeSO4 后, 特別是FeSO4的用量在100 mg/L 以上時(shí), 出水的顏色呈黑色, 產(chǎn)生大量的黑色污泥, 且不容易沉淀。針對(duì)以上情況, 首先在化驗(yàn)室燒杯里做加藥反應(yīng)沉淀實(shí)驗(yàn), 觀察沉淀情況以確定加藥量。FeSO4 加藥量的確定: 首先取加FeSO4反應(yīng)后的污水上清液, 再用少量的FeSO4 與之反應(yīng), 若無(wú)黑色沉淀物, 則硫化物的去除較為徹底, 反之硫化物沒(méi)有被大量去除。在實(shí)際中發(fā)現(xiàn), 很難做到完全去除硫化物。當(dāng)然也沒(méi)有必要完全去除, 因?yàn)橹灰蚧锏臐舛鹊陀?0 mg/L[1], 微生物生長(zhǎng)就能正常。另外, 針對(duì)反應(yīng)生成的黑色沉淀物較難沉淀的情況, 在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)加PAC 能加速沉淀, 并且PAC 對(duì)染色廢水有較好的脫色效果。故決定在反應(yīng)罐前重新開(kāi)一個(gè)注入口, 用加藥泵加PAC, 轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制流量。
這樣在初沉池處可以同時(shí)有兩種藥劑與污水反應(yīng)。2005 年3 月21 日～31 日, 購(gòu)買(mǎi)抗生素制藥廠二沉池經(jīng)壓濾機(jī)壓濾后的污泥5 t, 用于接種。購(gòu)買(mǎi)的污泥顏色呈褐黃色, 置于水中呈絮狀, 由于抗生素藥廠的污泥抗毒性較好, 比較適合做菌種。接觸氧化池中的水一半為經(jīng)預(yù)處理后的污水, 一半為清水。悶曝期共一周左右, 在此期間加入蔗糖、畜糞, 維持接觸氧化池中CODcr 為700 mg/L 左右, 制革廢水中有N、P, 故沒(méi)有加N 源、P 源。接觸氧化池DO 維持在2.5～3.0mg/L 左右, 投加污泥3～4 d 后, 污泥呈淺黃色, 取少量接觸氧化池填料污泥加水置于量筒內(nèi), 觀察發(fā)現(xiàn)污泥呈細(xì)顆粒漂浮狀, 不易沉淀, 做鏡檢發(fā)現(xiàn)有少量的游動(dòng)性纖毛蟲(chóng), 表明微生物初步適應(yīng)制革廢水了。
2005 年4 月1 日～15 日, 每天進(jìn)污水70 m3 左右, 測(cè)得調(diào)節(jié)池CODcr 為2500 mg/L 左右, 經(jīng)過(guò)格柵、調(diào)節(jié)池預(yù)曝氣、初沉池加藥反應(yīng)沉淀后, 測(cè)得初沉池出水CODcr 為1200～1400 mg/L 左右。在此期間觀察發(fā)現(xiàn), 接觸氧化池半軟性填料上有少量黃色污泥, 鏡檢發(fā)現(xiàn)指示性原生動(dòng)物不是很活躍, 測(cè)得接觸氧化池1 中CODcr 為950 mg/L 左右, 氧化池2 中CODcr為500 mg/L 左右。加藥量FeSO4: 80 mg/L, PAC:50 mg/L。
2005 年4 月16 日～30 日, 每天進(jìn)水150 m3 左右, 觀察發(fā)現(xiàn)接觸氧化池內(nèi)污泥比前期有微量增長(zhǎng),但不是很明顯, 指示性微生物仍然不是很活躍。另外初沉池的含F(xiàn)eS 的黑色沉淀物沉淀之后, 隔一段時(shí)間( 大約5 min) 后, 沉淀物又呈團(tuán)狀漂浮到初沉池頂部, 隨水進(jìn)入接觸氧化池, 影響接觸氧化池微生物的增長(zhǎng)及去除效果。針對(duì)以上情況, 初步分析認(rèn)為: 可能進(jìn)入接觸氧化池的硫化物、或者Cr3+、或者NaCl( 制革過(guò)程產(chǎn)生) 過(guò)多, 影響微生物的生長(zhǎng)。沉淀物上浮可能是加藥量不對(duì), 或者加藥種類(lèi)不對(duì)。
針對(duì)微生物增長(zhǎng)不快采取的方法為: ①每天及時(shí)清掏格柵渠。②調(diào)節(jié)池預(yù)曝氣每隔1 h 開(kāi)啟10 min,攪拌中和含酸、含堿的廢水, 其余時(shí)間為靜置沉淀, 起到沉淀Cr3+和懸浮物的作用。
針對(duì)含F(xiàn)eS 的沉淀物上浮的問(wèn)題采取的方法為:在初沉池采取不同的加藥劑, 即:( Ⅰ) FeSO4 溶液+PAM溶液;( Ⅱ) FeSO4 溶液+PAC 溶液。結(jié)果發(fā)現(xiàn)前者的效果比較好, 但是費(fèi)用比較高, 另外也沒(méi)有完全解決沉淀物上浮的問(wèn)題; 后者采用了不同的加藥量,經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn), 確定100 mg/L FeSO4 與60 mg/L PAC比較適合本廠的廢水, 當(dāng)然也不是絕對(duì)不變的, 如當(dāng)脫毛廢水多時(shí)多加FeSO4, 染色廢水多時(shí)多加PAC。
總之, 化驗(yàn)結(jié)果與實(shí)地觀察相結(jié)合指導(dǎo)加藥量。采取這種方法后, 沉淀物仍然上浮, 通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)上查詢(xún)發(fā)現(xiàn)其它制革廢水廠也有類(lèi)似情況, 但是沒(méi)有明確的解決方法。
2005 年5 月1 日～15 日, 提高污水進(jìn)水量至200m3/d。這期間, 鼓風(fēng)機(jī)的電機(jī)因缺相燒線圈, 停止曝氣2 d, 對(duì)微生物有一定的影響。另外從資料上看到: 在催化劑錳鹽的作用下, 用空氣將硫化物氧化成無(wú)毒的硫代硫酸鹽或硫酸鹽, 錳鹽的濃度在100 mg/L 左右。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)這種方法①成本較高②因?yàn)檎{(diào)節(jié)池內(nèi)有較多污泥, 加錳鹽后, 通入空氣進(jìn)行氧化, 發(fā)現(xiàn)效果不是很理想。
2005 年5 月16 日～31 日, 接觸氧化池發(fā)現(xiàn)填料上污泥較少。針對(duì)這種情況: 改進(jìn)生物系統(tǒng), 提高生物濃度, 采用生物膜、活性污泥混合曝氣系統(tǒng)[2]。具體操作為: 在接觸氧化池后沉淀池里的集泥系統(tǒng)里安裝污泥回流系統(tǒng), 實(shí)際中發(fā)現(xiàn)效果不錯(cuò), 污泥濃度明顯上升, 填料上膜生長(zhǎng)良好。從資料中發(fā)現(xiàn)制革廢水加堿處理是個(gè)不錯(cuò)的方法, 在實(shí)際中用石灰乳的上清液投加到調(diào)節(jié)池中, 再開(kāi)啟調(diào)節(jié)池的預(yù)曝氣系統(tǒng)攪拌, 使之pH 在8.5 左右, 然后在反應(yīng)罐中加入FeSO4100 mg/L與PAC 60 mg/L。發(fā)現(xiàn)初沉池沉淀效果很好, 初沉池也沒(méi)有黑色污泥( FeS) 上浮, 大大減輕了接觸氧化池的負(fù)荷。由于FeSO4 顯酸性, 初沉池出水pH 在7.5～8.0 左右, 適合接觸氧化池內(nèi)微生物的生長(zhǎng)要求, 接觸氧化池內(nèi)污泥明顯增多, 處理效果變好。期間接觸氧化池進(jìn)水指標(biāo)CODcr 為1300 mg/L 左右, 出水指標(biāo)CODcr 為170 mg/L 左右。
2005 年6 月1 日～20 日, 這段時(shí)間內(nèi), 對(duì)各工藝段做細(xì)小的調(diào)整, 同時(shí)使微生物進(jìn)一步適應(yīng)制革廢水。接觸氧化池出水進(jìn)入氣浮機(jī), 調(diào)節(jié)氣浮機(jī)加藥量,出水CODcr 保持在80～90 mg/L, 經(jīng)環(huán)監(jiān)站監(jiān)測(cè), 各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo)。整個(gè)工藝調(diào)試完成。
4 運(yùn)行效果
(1) 由于條件限制, 現(xiàn)場(chǎng)只能做簡(jiǎn)單的CODcr 監(jiān)測(cè), BOD5、SS、Cr3+、硫化物的數(shù)據(jù)在調(diào)試過(guò)程中無(wú)法測(cè)定。運(yùn)行管理極為不便, 帶有一定的盲目性。5 結(jié)語(yǔ)
(2) 制革廢水處理工程運(yùn)行管理較難, 運(yùn)行所需知識(shí)包含物理、化學(xué)、生物知識(shí), 中小型制革廠的運(yùn)行管理人員很難保證出水的穩(wěn)定達(dá)標(biāo), 制革廠應(yīng)該集中修建在制革工業(yè)園, 廢水集中處理。
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