UASB+A/O-HBR工艺处理制革废水工程实例

刘 兴

（苏州淡林环境科技有限公司， 江苏 苏州 215000）

0 引言

皮革制造加工过程中需要添加等多种化工原料和助剂，加上原料利用率只有20%左右，形成的污染物或副产品导致制革废水的成分相当复杂，主要含有酸、碱、染料、硫化物、铬、NH3-N、油脂等多种物质，加上废水水质水量波动大、污染物浓度高的特点，使得该废水已成为了轻工业的重大污染源之一[1-3]。

浙江某制革企业，其排放的生产废水主要来自片皮洗涤以及浸酸鞣制等产线，基于综合排放废水的水量水质特点，结合类似制革废水处理技术，本工程针对性的设计了以UASB+A/O-HBR为主体的生化组合处理工艺，经工程调试、运行评估了该工艺对废水的处理效果，并介绍了工艺中各主要构筑物的设计参数和工程经济指标等情况。

1 废水水量与水质

1.1 废水来源与水质

制革废水主要来自制革生产的湿操作准备工段和鞣制工段，主要由脱脂废水、浸灰脱毛废水、铬鞣废水、加脂染色废水和各工序洗涤废水等5部分组成，其中脱脂废水、浸灰脱毛废水和铬鞣废水3种废水尽管只约占总废水量的50%，但却包含了废水中的绝大部分的污染物[1-3]。

本工程处理对象是企业对生产工序中重点污染源废水（如铬鞣废水等）进行单独收集处理后再与其他来自生产线、设备及地面冲洗水和部分生活污水进行混合形成的综合废水，其具有较高浓度的有机物、硫化物、悬浮物，并具有一定的毒性，废水总量为270 m3/d。工艺设计出水水质达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》二级标准要求，设计进出水水质见表1。

表1 设计进、出水水质mg·L-1

1.2 废水特性

制革废水总的特点是成分复杂、色度深、水质水量波动大、污泥负荷重、悬浮物多、耗氧量高，主要表现在以下几个方面：①水质水量波动大；②污染负荷重；③可生化性较好；④悬浮物浓度高，易腐败，产生污泥量大；⑤废水含硫化物和铬等无机有毒化合物。

2 工艺设计

2.1 工艺选择依据

制革废水的成分相当复杂，在制革过程中脱毛、浸灰工段产生的含硫废水和脱灰软化工段产生的NH3-N废水，对整个废水处理非常不利，如果采用单独的生化法处理，硫化物、铬、NH3-N，高浓度的盐会对生化处理产生抑制作用或毒性作用[4-5]，因此，在制革废水处理中，应采用物化与生化、一级处理和二级相结合的处理原则[6]。

2.2 工艺流程

由表1可以看出，综合废水生化性较好，ρ（BOD）/ρ（COD） ＞ 0.3，属于高浓度可生化性有机废水，另外，NH3-N，SS浓度较高，且含有一定量的重金属离子，针对废水水质特点，本工程设计采用UASB+A/O-HBR为主体的组合生化工艺，结合碱性条件下的混、絮凝预处理措施对该废水进行处理，工艺流程见图1。

图1 废水工艺流程

2.3 工艺说明

各工段废水首先进入设有穿孔曝气搅拌系统调节池，进行匀质、匀量，然后经提升泵提升到pH值调整槽，通过投加Ca(OH)2沉淀去除硫化物，同时降低一部分废水中的COD和NH3-N，废水自流进入混、絮凝槽，通过投加PAC及PAM，使废水中的固体颗粒凝聚成较大的絮体，在初沉池得到去除；上清液自流进入中和池，通过投加H2SO4调节废水pH值至中性后进入设有蒸汽盘管的中间水池，通过蒸汽将废水温度提高到35℃，为后续UASB厌氧微生物保持活性提供条件。

中间水池内废水由泵提升进入UASB厌氧反应器，UASB采用了滞留型厌氧生物处理技术，利用厌氧微生物在毋需提供外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，改善可生化性，提供高的去除率[7-8]；然后，废水自UASB上部自流进入兼具A/O，SND，短程硝化反硝化的功能的前置反硝化的多泥混合A/O-HBR高效生物组合单元，有效实现COD和NH3-N的降解去除。含有污泥的废水自流进入二沉池进行泥水分离，上清液即可达标排放，底部污泥排入污泥池，脱水后的泥饼委外处理。

2.4 主要构筑物设计

工艺主要构筑物及设计参数见表2。

表2 主要构筑物的设计参数

3 调试与运行效果

3.1 系统调试

该工艺调试主要是生化系统的调试，而关键是UASB厌氧系统的调试与运行。

（1）UASB 系统

接种污泥量对系统的启动具有较大影响[7]，本工程采用某工业区污水处理厂的絮状厌氧污泥，控制接种污泥量在15kg/m3。在系统启动初期，控制厌氧反应器内容积负荷不超过0.5 kg/(m3·d)，控制厌氧进水pH值为中性，水温35 ℃，ρ（COD）/ρ（SO42-）＞ 3.3[7]，通过调整进水水量及COD浓度，逐渐提高负荷，每次提高幅度不超过20%，经过为期1个月的提负运行，系统负荷达到2.2 kg/(m3.d)，对COD的去除率稳定在60%以上，厌氧系统启动完成，进入稳定运行阶段。

（2）好氧系统

接种某工业区污水处理厂的好氧污泥，接种污泥含水率85%，接种污泥量15 t。投加污泥后，闷曝2 d，待污泥恢复活性后进入正式驯化阶段。控制A/O-HBR缺氧池ρ(DO)在0.5 mg/L，进水COD质量浓度在500 mg/L以下；开启A/O-HBR好氧池的曝气系统，控制DO质量浓度在2～4 mg/L，逐步提高进水流量和进水浓度，并根据情况在生化池中适当投加葡糖营养剂，以改善废水水质，利于活性污泥生长。根据水质水量情况调节污泥回流量，并定期排放剩余污泥。期间各单元运行效果见图2。

3.2 系统稳定运行效果

图2 系统各单元运行效果

接种污泥完成驯化后，废水处理系统进入稳定运行阶段。为了检测系统运行效果，在调节池、中间水池、UASB出水口及二沉池出水口设置取样点进行连续监测。其运行稳定期间监测数据平均值见表3。

从表3可知，UASB+A/O-HBR为主体的组合生化工艺处理制革废水，可有效的去除废水中的COD，BOD，NH3-N，SS，SO42-， 其中有机污染物总去除率稳定在88%以上，出水水质优于GB 8978—1996《污水综合排放标准》二级排放标准。运行期间，虽原水水质频繁波动，但系统运行稳定，说明系统具有良好的抗冲击负荷性能。

表3 系统各单元运行效果mg·L-1

4 经济分析

该工程总投资185.75万元，其中工程直接费144.9万元。

该工程日耗电量为28.4 kW·h，电费按0.8元/kW·h计算，则日耗电费545.28元；污水含工作人员4人，人均工资为2 000元/月，则人工费为266元/d；系统运行过程中，药剂费为216元/d，则直接运行费为1 027.9元/d，折合成水运行费用为3.8元/t。

5 结论

（1）工程运行效果表明，采用UASB+A/O-HBR为主体的组合生化工艺处理制革废水是可行的，其工艺流程具有出水稳定达标、运行稳定可靠、抗冲击负荷能力强、能耗以及工程造价低等技术特点，出水水质优于GB 8978—1996《污水综合排放标准》二级排放标准。

（2）生化系统的管理与调控是工艺能否稳定运行的重点所在，但由于制革废水水质波动大，NH3-N，COD浓度高且含有一定量的重金属及SO42-，应当充分重视调节池以及预处理在系统中发挥的作用，以免对后续工艺的运行造成不利影响。在系统启动运行过程中，要严格控制进水条件，有组织有计划的逐步增加负荷。