制革行业污水处理工程设计要点的分析

王小聪 王 梦

（1.武汉佳园环境工程有限公司，湖北 武汉 430070；2.武汉高德红外股份有限公司，湖北 武汉 430205）

随着制革工业的迅猛发展，制革企业在满足人们需求，并带来经济增长的同时，也造成了诸多环境问题，其中水污染问题尤为严重。据估算，我国制革及毛皮加工行业每年产生废水量高达1.6亿多吨[1]。制革废水有机物含量高，悬浮物多，色度高，同时含有大量的酸、碱、硫化物及含铬化合物，成分复杂。因此，如何针对制革废水的特点，优化制革废水处理的工艺设计，有效地治理制革废水，促进皮革行业的健康可持续发展，是一项值得研究的紧迫课题。

1 污水分类分质收集

不同于化工印染废水，制革废水来自多个工段，包括：浸水、脱脂、浸灰、鞣制、染色等多道工序，不同工段产生的废水差异性较大。浸灰废水的排放量仅为制革废水总量的20%左右，主要污染物为硫化物、酸碱和CODCr，同时悬浮物和浊度也很大。鞣制工序多采用铬盐鞣剂，废水中铬含量高达3～4 g/L[2]。如果不进行处理，铬盐和硫化物都会对后段的生化处理工艺产生毒化或抑制作用。研究表明，微生物对硫化物和含铬化合物的耐受浓度分别为25 mg/L和5 mg/L[3]。因此，制革废水应采取雨污分流、清污分流的原则，将制革各工段废水进行分类收集，然后针对各工段水质特点进行分别处理。采用分类收集、分别处理可降低废水处理难度和处理成本，便于回收利用硫化物和含铬化合物，符合清洁生产的要求[4]。

2 含铬、浸灰废水预处理工艺选择

目前，含铬废水的预处理主要有直接循环法、碱沉淀法、吸附法、离子交换法、生物法、电化学法等多种方法[5]，但直接循环法和碱沉淀法的应用较多。直接循环回用法，即将使用过的废铬液经过滤除杂后直接回用于后段的鞣制、复鞣工序；直接循环法易使杂质积累，影响皮革成色，具有一定的局限性。碱沉淀法处理效果好，运行管理方便，但加药量大，运行成本高、化学污泥量大。当废水中铬含量较高时，沉淀剂可选用NaOH，若废水中铬含量较低时，可选用石灰。

浸灰废水的预处理方法有物理法和化学法两种。物理处理法包括自然沉淀法、气浮法、曝气法、超滤法等；化学处理法分为酸化吸收法、催化氧化法、化学沉淀法和吸附法等[6]。物理处理法只能去除部分S2-，处理效果差；酸化法对设备要求严格，药剂消耗量大，应用较少[7]。锰盐催化氧化法效果良好，成本低廉，目前已得到大规模应用。

3 预处理混凝沉淀池设计

制革工业的原料是大量动物的皮毛，每吨原皮1/5的原料以上成为皮边毛、蓝边皮和皮屑；这些动物皮毛中含有大量泥砂和油脂，也附着大量血渍，经过脱毛、浸灰、去肉等准备工段后，皮毛中的大量油脂、碎肉、皮渣、石灰、毛、泥沙、血污，以及其他工段产生的蛋白絮等都进入综合废水中，导致制革废水的悬浮物浓度很高，SS浓度高达1 500～4 000 mg/L。

加碱沉淀和混凝沉淀是制革废水常见的处理工艺。由于制革废水成分复杂，无机和有机杂质多，加之废水悬浮物浓度高，因此，沉淀池的污泥量大、粘度高、流动性差。沉淀池设计时，建议采用辐流式沉淀池，并设置刮吸泥机，通过机械作用减少污泥在池底的附着沉积；若采用重力式沉淀池，方形池壁坡度应保证大于55°，圆形池壁坡度应保证大于50°，重力排泥时应增加排泥频率，以免池底污泥固结。排泥泵应采用不易堵塞的隔膜泵，若采用螺杆泵，应在污泥泵进口安装污泥切割装置，以免泵体堵塞或损坏。

4 预处理设备及管件选择

制革废水不同工段的废水腐蚀性差别较大，浸灰工序废水pH为13～14，浸酸工序废水为2～3，鞣制工序废水为3～4.5[8]，而且制革废水的水温较高，具有强腐蚀性，对管道及管件的要求很高。在设计皮革污水处理工程时，要注意采用耐酸碱、耐腐蚀的管材。现有的耐腐蚀管材有PE管、不锈钢管等。PE管以耐磨、耐腐蚀、耐高温和耐高压等优点被广泛用于污水处理行业。不锈钢管由于其优异的耐化学性能被广泛用于化工、石油和机械行业的耐腐蚀部位，也常用于输送强腐蚀性介质、低温或高温介质以及纯度很高的其它介质。316不锈钢管是含钼不锈钢种，相比于其他不锈钢，它还具有良好的耐氯化物侵蚀的性能。制革废水中氯化物含量在3 500～5 000 mg/L，主要来自原皮保藏、浸酸和鞣制工序。在进行工程设计时，预处理前段由于制革废水的成分复杂，一般采用316不锈钢管，预处理后段硫化物、金属铬的含量大大减少，一般采用PE管。

制革污水预处理提升泵有潜污泵、自吸泵、干式离心泵等。潜污泵结构紧凑、占地面积小，安装维修方便，在污水处理中应用广泛。但是制革废水腐蚀性强，悬浮物浓度高，特别是碎皮屑等杂质含量高，极容易发生潜污泵腐蚀和泵体堵塞，检修更换工作量大，限制了潜污泵在制革废水预处理中的应用。建议采用自吸泵或干式离心泵，其运行管理方便，可有效克服潜污泵的缺点。自吸泵和干式离心泵在使用中，应注意安装高度，满足正常使用的要求。特别是干式离心泵替代自吸泵时，建议加设中间储水罐，以满足泵启动的要求。

5 生化处理工艺选择

生化处理是目前制革综合废水处理最广泛采用的处理技术，技术成熟，效果良好，运行成本低。常用技术有厌氧和好氧处理工艺，其中厌氧技术应充分考虑制革废水中硫化物、硫酸盐、铬、碳氮比等因素对厌氧菌的抑制作用，可采用水解酸化、UASB厌氧处理技术。

制革废水好氧处理是生化处理的关键，宜选用有机负荷低、抗冲击负荷能力强，具有脱氮功能的工艺。常见的制革废水生物处理工艺有：氧化沟、SBR工艺、A/O工艺、生物膜法等[9]。

A/O工艺是处理高氨氮废水比较实用有效地技术，其运行管理简单、出水水质好，系统可稳定高效的脱氮。李建政[10]采用四段A/O工艺对制革废水进行处理，出水NH4+-N浓度为3.6 mg/L，研究表明，该工艺适合高氨氮制革废水的生物脱氮处理。多段AO工艺能实现良好的额氨氮和总氮去除效果，多段A/O工艺水力停留时间长，可以有效缓冲废水水质和水量波动，可避免硝化液回流，节约碳源，目前在制革废水处理中已有案例[10-11]，在未来制革废水处理工程建设和现有制革污水的改造中，将得到更广泛的应用。

6 结论

制革废水污染严重，如何有效地处理制革废水中的污染物，任重而道远。基于多年制革废水处理经验，我们总结了制革废水处理中需要注意的几点问题：废水分类分质收集、预处理工艺选择、沉淀池设计、预处理设备和管件选择、生物处理工艺选择，研究提出了各要点的设计思路和具体要求，供有关单位和个人参考。