合成革废水处理工程实例

吴志坚，穆文华，陈朱虹，庄淑芳

合成革废水处理工程实例

吴志坚1，穆文华2，陈朱虹2，庄淑芳2

（1.浙江水美环保工程有限公司，浙江杭州310000；2.福建爱唯美环保科技有限公司，福建厦门361000）

针对合成革废水COD高、TN高的特点，采用“气浮+UASB+缺氧+接触氧化”组合工艺对合成革综合废水进行处理，出水达到了《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）中的一级标准，其中COD、BOD5去除率分别达到了98.1%、99.1%。当内循环比为200%、接触氧化池出水溶解氧为2.0mg/L时，在各项指标达标的前提下，系统出水氨氮含量最低。

合成革废水；UASB；缺氧；接触氧化

浙江某革业有限公司主要生产箱包革、鞋革、沙发革等PU皮革产品。拥有“六干六湿”生产流水线以及后续印刷、压花、磨皮、喷涂等配套设备。为贯彻环保“三同时”制度，建厂的同时新建废水处理站1座，设计处理量为200m3/d，工程于2012年9月调试成功，出水达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》中一级标准。

1　废水来源及水质

浙江某革业有限公司废水主要来源于生产废水和生活污水。生产废水包括：（1）冲槽废水，水量7 m3/d，浓度较高，主要含DMF（N，N-二甲基甲酰胺）等有机污染物，COD约13 000mg/L、SS约100mg/L；（2）冲塔废水，每季水量25m3，浓度较高，主要含DMF、乙二胺等污染物，COD约15 000～40 000mg/L、NH3-N约200～300mg/L、SS约300mg/L；（3）地面冲洗及洗桶水（包括干、湿法车间及印刷车间系统废水），水量10m3/d，含DMF等有机污染物及少量固体悬浮物，COD约13000mg/L、SS约150mg/L；（4）水鞣废水、喷涂废水、设备循环冷却水，主要含DMF、丁酯等有机污染物，水量25m3/d，COD≤1000mg/L、NH3-N≤50mg/L，SS约100mg/L、色度（稀释倍数）70～100倍；（5）生活污水，水量30m3/d，COD≤500mg/L、NH3-N≤35mg/L。

通过对废水污染源分析，可以把废水分为三类：（1）高浓度生产废水（冲槽废水、冲塔废水、地面冲洗水及洗桶水），含有DMF、乙二胺等有机污染物，特点是间歇式排放，水质水量波动大、有机物浓度高，氨氮含量高、SS含量高、色度大〔1〕；（2）低浓度生产废水（包括水鞣废水、喷涂废水、设备循环冷却水），主要含有DMF、丁酯等污染物及少量悬浮物；（3）生活污水。

2　工程设计

2.1设计水质、水量

设计水量为200 t/d，24 h运行，设计进出水质如表1所示。

表1　设计进出水质

2.2废水处理工艺流程

废水处理工艺流程如图1所示。

2.3工艺流程说明

根据废水排放情况，对高浓度废水、低浓度废水采取分别收集的方式，高浓度废水先进入高浓度集水池，然后根据排放周期每天均配打入综合废水调节池，低浓度废水则经低浓度废水集水池收集后用泵提升至综合废水调节池，高、低浓度废水集水池中分别布置细格栅1套，以去除较大的漂浮物，以保证后续设备的正常运行。综合废水中含有DMF、丁酯、乙二胺、毛屑、悬浮固体等污染因子，在调节池混合均匀后提升至气浮反应器，投加PAC、PAM，经过气浮处理后废水中悬浮固体物、油类物质得到有效去除，保证了后续生化处理的连续稳定运行。气浮出水进入上流式厌氧污泥床（UASB）〔2〕，在厌氧微生物的作用下废水中部分有机物得到去除，与此同时废水中的有机氮以氨氮的形式（氨化）释放出来，UASB出水进入由缺氧池、接触氧化池组成的A/O系统（前置反硝化生物脱氮），接触氧化池混合液回流至缺氧池，废水中有机物在缺氧池中被反硝化菌作为碳源利用，与此同时硝化液中的NO3-、NO2-在反硝化细菌的作用下转化成N2被除去，在接触氧化池中废水中的有机物被微生物进一步生化降解，同时废水中的氨态氮在硝化菌的作用下转化成NO3-、NO2-，接触氧化池出水溢流入斜管沉淀池，废水中悬浮物被去除经标排口达标排放。气浮浮渣、沉渣排至污泥池，斜管沉淀池60%污泥回流，剩余污泥排至污泥池，再提升至污泥浓缩池进行重力浓缩，污泥含水率约从98%下降至96%，再由螺杆泵输送至箱式压滤机进行脱水处理，泥饼（含水率约80%）外运处置。

2.4主要构筑物及设计参数

（1）格栅井。地下式钢筋混凝土结构，尺寸1.25m× 0.875m×1.50m，主要作用是去除废水中的部分悬浮物、毛屑等，以保证后续设备的稳定运行，高浓度、低浓度废水各1座。

（2）集水池。地下式钢筋混凝土结构，尺寸3.625m×2.5m×4.0m，有效容积27m3，内设自耦式排污泵1台，控制方式为手动/自动，自动时由电缆式浮球控制，高浓度、低浓度废水各1座。

（3）综合废水调节池。半地埋式钢筋混凝土结构，尺寸7.50m×4.70m×5.0m，主要作用是调节水质水量，HRT=18 h，考虑到位差不同，调节池空气搅拌采用独立风机（SSR50，Qs=1.20m3/min，ΔP=53.9 kPa，1用1备），气水体积比5∶1，设提升泵2台。

（4）气浮反应器。Q235结构，尺寸4.70m×1.50m× 2.00m，主要是去除废水中悬浮物，以保证后续生化系统的稳定运行，处理量Q为10～15m3/h，溶气水量为3～5m3/h，HRT为40min，分离区10m2，刮泥机功率0.55 kW。

（5）上流式厌氧污泥床（UASB）。地上式钢筋混凝土结构，尺寸15.0m×5.40m×6.50m（2格），在厌氧微生物的作用下废水中部分有机物得到去除，有机氮进行氨化。污泥质量浓度为30 g/L、容积负荷为1.875 kg/（m3·d），配套设施有循环泵、三相分离器、布水器、出水堰等，实际运行时控制DO≤0.2mg/L。

（6）缺氧池。地上式钢筋混凝土结构，尺寸11.50m×5.40m×5.00m，主要作用是水解酸化和缺氧反硝化作用，污泥质量浓度为10 g/L、容积负荷0.80 kg/（m3·d），缺氧池采用折流板形式，池内设有组合生化填料，同时底部设有穿孔曝气装置，实际运行时控制DO≤0.5mg/L。

（7）接触氧化池。地上式钢筋混凝土结构，尺寸10.85m×6.80m×5.00m（3格），主要作用是好氧生物氧化和硝化作用，污泥质量浓度6 g/L，容积负荷0.3 kg/（m3·d），内设KBB型微孔曝气装置及组合生化填料，微孔曝气采用独立风机（SSR100，Qs=4.13 m3/min，ΔP=58.8 kPa，1用1备），3格的曝气量分别为45%、30%、25%，实际运行时控制出水溶解氧2～3 mg/L，出水混合液回流至缺氧池。

（8）沉淀池。地上式钢筋混凝土结构，沉淀池采用斜管沉淀，尺寸8.00m×2.00m×5.00m，主要作用是去除接触氧化池出水中固体悬浮物，表面负荷0.625m3/（m2·h），HRT为2 h，污泥部分回流至缺氧池，剩余部分至污泥池。

（9）污泥浓缩池。地上钢筋混凝土结构，浓缩池采用竖流式浓缩池，尺寸2.00m×1.50m×5.50m，污泥固体负荷为35 kg/（m2·d），浓缩时间18 h，浓缩后上清液回流至调节池。

（10）压滤机房。砖砌结构，配套设施有螺杆泵（G35-1，流量为5m3/h，扬程为60m，转速为520～710 r/min，1用1备）、厢式压滤机（XAYJ12/630-UK，过滤面积为12m2，滤室总容量为150 L），运行周期为4～6 h/d。

3　运行过程及结果

工程于2012年6月初开始调试，经过4个月的调试于9月底通过了当地环保部门的检测，考虑到A/O系统的回流比、出水溶解氧对生物脱氮的影响很大，因而在调试期间分别就两者对生物脱氮效果进行了试验性研究。

3.1内回流比对生物脱氮的影响

控制其他条件不变，调整混合液内回流比分别为100%、200%、300%、400%，结果如图2所示。

图2　内回流比对出水NH3-N的影响

由图2可见，内回流比在200%时，出水中氨氮含量最低，主要是因为硝化菌是自养型微生物，必须等水中BOD5降低到一定程度才能发生硝化反应，当提高内回流比时接触氧化池实际水力停留时间缩短，留给硝化反应的时间缩短致使部分NH4+还未来得及发生硝化反应〔3〕。

3.2出水溶解氧对生物脱氮的影响

在其他条件不变的情况下，通过控制供氧量的变化调整接触氧化池出水溶解氧含量来考察出水溶解氧对出水氨氮的影响，结果如图3所示。

图3　出水溶解氧对出水NH3-N的影响

由图3可见，当接触氧化池出水溶解氧为2.0 mg/L时，系统出水氨氮已达到较好的效果，继续提高溶解氧含量时，变化不大。提高溶解氧不仅增加了能量消耗，而且溶解氧过高不利于缺氧池的反硝化反应（DO≤0.5mg/L），不利于TN的去除。

3.3处理效果

确定最佳的内回流比为200%，接触氧化池出水溶解氧为2.0mg/L，对整个系统各项指标进行了15 d的连续监测，结果如图4所示。

由图4可见，系统出水COD、BOD5、NH3-N平均值分别为78、13、3.5mg/L，达到了《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）中一级标准，其中COD、BOD5总去除率分别达到了98.1%、99.1%。

4　经济分析

废水处理站总占地面积480m2，工程总投资95万元，折合单位投资4750元/t，运行费用如下所示。

电费：根据设备的运行时间，耗电约200 kW·h/d，折合处理费用约0.7元/t；药剂费：PAC用量25 kg/d，PAM用量1 kg/d，折合处理费用约0.35元/t；人工费：安排两名工人，按月工资1 500元计，折合处理费用约0.5元/t；折旧、维修费用约0.3元/t；合计运行费用为1.85元/t。

5　结论

（1）采用“气浮+UASB+缺氧+生物接触氧化+沉淀”工艺处理COD高、TN高的合成革综合废水是可行的。

（2）实际运行过程中，A/O系统的内回流比、出水溶解氧控制对于系统的氨氮去除具有很重要的作用，工程实际运行中最佳内回流比为200%、接触氧化池出水溶解氧为2.0mg/L。

（3）实际运行过程中，生化段出水水质良好，后续斜管沉淀工艺未投加混凝剂，不仅降低了污水处理运行费用，而且也减少了后续的污泥处理费用。

（4）从工程的实际运行来看，对合成革综合废水再进行深度处理达到中水回用是完全可行的。

［1］徐远雄，张杰，陈慧佳．高含氮合成革废水处理工程实例［J］．工业用水与废水，2008，39（3）：17-19．

［2］马溪平．厌氧微生物学与污水处理［M］．北京：化学工业出版社，2005：82-84．

［3］唐受印，戴友芝．水处理工程师手册［M］．北京：化学工业出版社，2000：518-520．

Case study on the treatmentofsynthetic leatherwastewater

Wu Zhijian，MuWenhua，Chen Zhuhong，Zhuang Shufang
（1.Zhejiang SuperMax Environmental Engineering Co.，Ltd.，Hangzhou 310000，China；2.Fujian Love Clear EnvironmentalCo.，Ltd.，Xiamen 361000，China）

Since the synthetic leatherwastewater is characterized by high COD and high total nitrogen，the combined process，floatation+UASB+anoxia+contact oxidation has been used for its treatment.The results show that the effluent reaches the first level standard specified in the Integrated Wastewater Discharge Standard（GB 8978—1996），inwhich the removing ratesof COD and BOD5are98.1%and 99.1%，respectively.When the innercirculating ratio is200%，and the effluent dissolved oxygen content in the contactoxidation pond is2.0mg/L，under the precondition thatevery index reaches the standard，theammonia-nitrogen content in the system effluent is the lowest.

synthetic leatherwastewater；UASB；anoxia；contactoxidation

X703.1

A

1005-829X（2016）09-0099-04

吴志坚（1985—），环保工程师。E-mail：wuzhijianagd@ 163.com。

2016-06-24（修改稿）