SBR法在制革工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

簡介： 制革廢水是一種高濃度，成分復(fù)雜、較難處理的，嚴(yán)重污染水源生態(tài)環(huán)境工業(yè)廢水。有多種生化處理方法及工藝應(yīng)用于制革廢水的處理，SBR法有其自身的優(yōu)點，應(yīng)用SBR法處理制革廢水，取得不錯的效果，而其費用大大降低。
關(guān)鍵字：制革廢水生化處理活性污泥法 SBR法

制革工業(yè)廢水是一種對水源生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重污染的廢水。它的生化需氧量高，懸浮物多，帶有色澤及臭味，并含有硫化物、鉻、植物鞣劑及酚類合成鞣劑等有害物質(zhì)，是一種較難治理的工業(yè)廢水。我國制革工廠目前有500多家(不包括鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè))，以生產(chǎn)豬、羊、牛皮產(chǎn)品為主。豬皮生產(chǎn)占80％，每年生產(chǎn)豬皮6000-8000(萬張)，牛皮800-900(萬張)，羊皮2000-3000(萬張)。制革行業(yè)每年排放廢水7000萬噸，約占全國工業(yè)廢水總排放量的0.3％。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，目前只有30％的制革企業(yè)不同程度的簡單處理了廢水，其余的70％產(chǎn)生的廢水未經(jīng)任何處理，自然排放。對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，對生態(tài)帶來破壞^[9]。

制革工藝主要包括腌制、浸灰（回軟、脫脂、脫毛）、鞣制、以及后整理工序。大多數(shù)的廢物和污染物是在濕加工過程（浸灰、鞣制）產(chǎn)生。我國大多數(shù)制革廠采用石灰脫毛和鉻鞣技術(shù)，少數(shù)制革廠采用酶脫毛和鉻鞣技術(shù)。

制革廢水的處理方法，可歸納為物理方法、化學(xué)方法和生物處理方法。文獻(xiàn)中介紹的生化處理方法適用于大中型制革廠的廢水治理。本文比較了幾種常用的生化法在處理制革廢水中的應(yīng)用，建議采用SBR法作為處理制革廢水的工藝，具有其實用性和先進(jìn)性。

一、制革工業(yè)廢水的產(chǎn)生及特點

制革工業(yè)排放的廢水特點是有機污染濃度高，懸浮物質(zhì)多，水量大，廢水成份復(fù)雜，其中含有有毒物質(zhì)硫與鉻。按照生產(chǎn)工藝過程制革工業(yè)廢水由七部分組成：高濃度氯化物的原皮洗滌水和酸浸水、含石灰，硫化鈉的強堿性脫毛浸灰廢水、含三價鉻的蘭色鉻鞣廢水、含丹寧和沒食子酸的茶褐色植鞣廢水、含油脂及其皂化物的脫脂廢水、加脂染色廢水、各工段沖洗廢水。其中，以脫脂廢水，脫毛浸灰廢水、鉻鞣廢水污染最為嚴(yán)重。

1．脫脂廢水：我國豬皮生產(chǎn)占制革生產(chǎn)的80％，在豬皮生產(chǎn)的脫脂廢水中，油脂含量高達(dá)10000(mg／L)，CODcr20000(mg／L)。油脂廢水占總廢水4％，但油脂廢水的耗氧負(fù)荷卻占到總負(fù)荷的30-40％。

2．脫水浸灰廢水：脫毛浸灰廢水是硫化物的污染源。廢水CODcr20000-40000(mg/L)，BOD₅4000(mg/L)，硫化鈉1200-1500(mg/L)，pH為12，脫毛浸灰廢水占總廢水的10％，而耗氧負(fù)荷占總負(fù)荷40％。

3．鉻鞣廢水：鉻鞣廢水是三價鉻的污染源。鉻鞣過程，鉻鹽的附著率60％-70％，即有30％-40％的鉻鹽進(jìn)入廢水。鉻鞣度水Cr³^＋3000-4000(mg/L)，CODcr10000(mg/L)，BOD₅2000mg/l。

制革廠的各路廢水集中后，稱為制革綜合廢水。綜合廢水也是高濃度的有機廢水，水質(zhì)一般為pH＝8-10，SS2000-3000(mg/L)，BOD₅500-2000(mg/L)，Cr³⁺60-100(mg/L)。S^2-100-200(mg/L)，C1^-200(mg/L)。　

二、幾種常用制革工業(yè)廢水生化處理方式及特點

制革廢水經(jīng)過適當(dāng)預(yù)處理廢水中的硫化物、鉻等對生化有抑制物質(zhì)均可以降至要求以內(nèi)，BOD／COD值約在0.35~0.40左右，生物降解性較好。因此生物處理技術(shù)廣泛用于制革廢水處理。

1．傳統(tǒng)活性污泥法：活性污泥法創(chuàng)建于1917年，是利用河川自凈原理的人工強化高效處理工藝，已成為有機性污水生物處理的主體。在制革廢水的處理中，活性污泥法的應(yīng)用是相當(dāng)普遍的，如西德的Wam制革污水處理廠、Lonis Sonwe-izer皮革廠，日本“室”皮革株式會社，國內(nèi)北京東風(fēng)制革廠、常州皮革廠、哈爾濱制革廠等采用活性污泥法，該法對生化需氧量去除率在90％以上，化學(xué)需氧量在60％-80％之間。色度在50％-90％之間，硫化物在85％-98％之間。傳統(tǒng)活性物泥法處理效率高，適用于處理要求高二水質(zhì)相對穩(wěn)定的污水，但它要求進(jìn)水濃度尤其是有抑制物濃度不能高，而制革廢水中的硫化物及鉻在超過一定濃度時對生化有抑制，同時它不適應(yīng)沖擊負(fù)荷，需要高的動力和基建費用。^[7]

2．氧化溝：氧化溝法是活性污泥法的一種變種。氧化溝處理制革廢水，處理效果穩(wěn)定，操作管理簡單，運行成本較低，日益受到人們的重視, 氧化溝有多種池型：CARROUSEL型、Orbel型、雙溝型、三溝型。江蘇南京制革廠、浙江海寧制革廠、湖北十堰制革廠等均采用氧化溝技術(shù)，該法對有機物去除率BOD₅在95％以上，COD_cr在95％，硫化物在99％-100％，懸浮固體75％左右，石油類99％以上。^[7]

3．接觸氧化：接觸氧化法是介于活性污泥法與生物膜法之間的生物處理方法。接觸氧化法具有較強的耐沖擊負(fù)荷能力，污泥生成量少，無污泥膨脹，易維護管理，如設(shè)計不當(dāng)，容易產(chǎn)生堵塞。廣東江門制革廠，揚州制革廠，采用此法。該法對有機物去除率BOD₅在95％左右，COD在92％左右。硫化物在98％左右。^[7]

4．雙層生物濾池：雙層生物濾池是新開發(fā)的一種生物處理技術(shù)，它省去生物處理過程中必不可少的二次沉淀池。該法結(jié)構(gòu)簡單，高負(fù)荷運行。江蘇吳江制革廠采用此法。該法對各種污染物的去除率：懸浮固體95％，生化需氧量98％，化學(xué)需氧量90％，三價鉻96％以上，硫化物96％。^[7]

四、SBR法在制革污水處理中的應(yīng)用

SBR法全稱為間隙式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process），是在單一的反應(yīng)器中，按時間順序進(jìn)行進(jìn)水、反應(yīng)（曝氣）、沉淀、出水、待機（閑置）等基本操作，從污水流入開始到待機時間結(jié)束為一個周期，這種周期周而復(fù)始，從而達(dá)到污水處理的目的。

1、SBR生化處理法特點^[4]

1）構(gòu)筑物少，可省去初沉池；無二沉池和污泥回流系統(tǒng)。與其它生化處理法相

比，基建和運行費用低，維護管理方便；

2）SBR的進(jìn)水工序均化了污水逐時變化的水質(zhì)、水量，一般不需設(shè)置調(diào)節(jié)池；

3）SBR工藝在時間上是理想的推流過程，在空間上是完全混合式，因此耐沖擊負(fù)荷；

4）污泥的SVI值較低，一般不會發(fā)生污泥膨脹；

5）運行方式靈活，可同時實現(xiàn)對氮磷的去除；

6）SBR工藝的沉淀過程是在靜止的狀態(tài)下進(jìn)行，處理水質(zhì)優(yōu)于連續(xù)式活性污泥法；

7）運行操作、參數(shù)控制易實施自動化管理。

2．SBR法應(yīng)用于制革廢水處理的工程實踐

江山制革廠是專業(yè)生產(chǎn)豬皮革的企業(yè)，2000年生產(chǎn)豬皮近300萬張，是江山市重點骨干企業(yè)。企業(yè)于2000年4月委托我院對原有污水處理設(shè)施進(jìn)行重新設(shè)計、改造和調(diào)試工作。經(jīng)多方調(diào)查研究，總結(jié)國內(nèi)外制革污水處理的成功經(jīng)驗，利用企業(yè)已有污水處理設(shè)施，對系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計，設(shè)計處理能力3000m³/d，處理進(jìn)水COD_Cr為2600mg/L，生化處理系統(tǒng)主體采用SBR法，。于2001年8月由衢州市環(huán)境保護局主持通過驗收。

1）處理系統(tǒng)流程

前工段制革廢水先經(jīng)機械格柵除去碎皮毛、皮屑等雜物后，與后工段染色廢水混合后，進(jìn)入初沉池，除去大量的麩糠等懸浮物后自流入預(yù)曝調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)，并脫除一部分的硫化物。然后經(jīng)一級加藥氣浮裝置除去大部分懸浮物、總鉻后進(jìn)入SBR池進(jìn)行好氧生化處理，通過好氧細(xì)菌的新陳代謝作用除去大部分有機污染物后，出水經(jīng)潷水器達(dá)標(biāo)排放。

2）SBR反應(yīng)池工藝參數(shù)

SBR反應(yīng)池平面尺寸30×16×4.5m，分成2格，總深4.5米，有效水深4m，有效容積3840m³，停留時間30h；配TSE150型羅茨風(fēng)機兩臺，單臺風(fēng)量：36.3m³/min·臺，風(fēng)壓：5mH₂O；反應(yīng)池底布置ZH-80微孔曝氣管200套，風(fēng)量：3~4m³/m.h，服務(wù)面積：~0.5m²/套；設(shè)SHB-500型潷水器兩臺，單臺潷水量500m³/h，有效潷水深度1m，最大潷水深度1.2m，堰口長3m；單池運行周期8h，周期進(jìn)水量500 m³/周期，進(jìn)水約4h，分曝氣6h，沉淀1h，排水閑置1h?？刂芐V%在25%~30%左右，SVI100左右，DO為2~4mg/L左右。由于企業(yè)要求，SBR池采用手動方式運行。

3）處理效果

系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)水COD_Cr2600 mg/L，硫化物80mg/L，總鉻80mg/L，實際平均進(jìn)水

COD_Cr4040 mg/L，硫化物51.5mg/L，總鉻28.59mg/L，最高時COD_Cr6580 mg/L，硫化物173mg/L，總鉻85.5mg/L；SBR反應(yīng)器設(shè)計進(jìn)水COD_Cr800~900 mg/L，實際平均進(jìn)水COD_Cr2240mg/L，最高達(dá)3350mg/L。調(diào)試完成后，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，出水各項指標(biāo)均達(dá)到GB8978-96《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn)要求，處理效果高，對COD_Cr、S^2-、SS、總鉻的去除率分別為93.3%、99.0%、90.3%、99.4%。

4）技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

在不計折舊、管理費用下處理每噸水直接費用為1.02元/m³，處理噸水用電0.96度/m³。扣除預(yù)處理可節(jié)省費用每噸水直接費用為0.8元/m³，處理噸水用電0.8度/m³。

五、結(jié)論

1．與其它生化處理方法相比，SBR法具有生化處理的一般優(yōu)點；

2．SBR法適用于制革廢水處理；，

3．應(yīng)用SBR法處理制革污水，可以節(jié)約工程基建投資，降低處理費用，同時易于實現(xiàn)自動控制，方便維護管理；

參考文獻(xiàn)

1．成都大學(xué)等編《制革化學(xué)及工藝學(xué)》輕工出版社，1982

2．江山恒昌皮革有限公司污水處理工程竣工驗收及報告

3．哈爾濱建筑工程學(xué)院主編《排水工程》下冊，中國建筑工業(yè)出版社，1994

4．孫力平等主編《污水處理新工藝與設(shè)計計算實例》，科學(xué)出版社，2001.5

5．吳浩汀著《南京制革廠的污水處理技術(shù)[1990]》、《浙江江富邦皮革有限公司廢水處理工程[1994]》、《浙江海寧制革總廠廢水處理工程[1998]》