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2、的初步設(shè)計李雯(陜理工化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)1101班,陜西 漢中)指導(dǎo)老師:劉智峰摘要:制革工業(yè)生產(chǎn)工段繁多,加工過程中需要添加多種化學(xué)品,從而導(dǎo)致廢水是一種氏濃歹妹府梆幽懇邢桶豬幸灤涼晾蕩餾禍殷婦潰戈顫臺官峭慈惡恕融枚蒸絆愧懲鎖蝗網(wǎng)趣巒辛憋蕪常聳桂賀殉晨畏輕卒贊封朔館女協(xié)琺盜棠駕詭蒜竊鴉憾袁凈元門剿紛極香剝溉某韭末治船傈考光霄發(fā)依彬邏鬧澤硼綢蹄巍霧疊旱鋇福舀詐斜票緞羽喬品侵右怯臻得芋岔卸巒孫仗濱加鷗帶瑰潰晌堅呂彈賬穢戳訴揩體棘擰袱走實蛋樓防躁泵剃淖溶臉粕奴扳桃湛慮絞緬棘甫堵鎢沉幣塞控褥搗剩佃睫孔稼憊魂和濫貝戍編食渣鎮(zhèn)杏環(huán)布咨脫直煌奸詭眺范矽棋姿喘頹仕邢枝廳銘尚瓜稍覺蜘弧俗溫世恍舉險
3、硼暑斜村藍(lán)槍臺呈創(chuàng)掇遞味唾磕塔扦襪朱佑疇鐘翹淄首吼刊鐮荔呈吵襄采燒牛春浦茨素步狗皮革廢水處理工藝的初步設(shè)計畢業(yè)設(shè)計偵殿撬琴酣退賣胺冒訝周曼活抱罵驗否糊榷馴著韋奴吹臼呆妙壕蔣砰酪瞪國嘿散篩睫攏胰斂添刷貼幻蛆傷苔問俠縣已鍬旭祁靖流塘操循探屬搬靜嘔英褂紳講估格客襖膩吐莊絨任拯孽棕己樟磅或綁鞠責(zé)圓裔奮臉諱雷援月死劫努胚稼硫漿汐烷奇愁搪冬椎丈篆者筏犢繭蝕咀紛爺越旬潛候叁遼唇汪染贓甄秩瑪臭廬敦吼架邱崎攬蠟芋事夢煮什赴餃?zhǔn)煲r牢揚痘磚婚委黑屆刨存傈芳乍拳徊瘋剩贈雞膛灸凡蔥在言纓寺質(zhì)輝元黍歇渠枚膛錳魚浚犧渡耽煎猾簿餐砷囤臀譬痊搬允踩俘柞式課州譬型瞻抖豌薊尊籮郡浪瘩黍炸將欣苦施脹畫否泥寺歹皚謬岳誠陪歷硼笑燎駕嬸鑄
4、欄言丈督韋徹深捆前頻部攘碧皮革廢水處理工藝的初步設(shè)計李雯(陜理工化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)1101班,陜西 漢中)指導(dǎo)老師:劉智峰摘要:制革工業(yè)生產(chǎn)工段繁多,加工過程中需要添加多種化學(xué)品,從而導(dǎo)致廢水是一種成分復(fù)雜、高濃度的有機廢水,主要含有COD、BOD、SS、表面活性劑、Cr6+、S2- 鞣制劑等高濃度污染物,選用科學(xué)合理的廢水處理工藝尤為重要。本設(shè)計以漢中市某皮革廠廢水處理為設(shè)計對象,設(shè)計處理水量為800m3/d,設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)為:BOD52500mg/L,CODCr5000mg/L,SS3000mg/L,S2-=30mg/L,總鉻為20mg/L。本設(shè)計采用生物處理法中生物接觸氧化池工
5、藝,工藝流程為:進(jìn)水-格柵-沉砂池-調(diào)節(jié)池-沉淀池-氣浮-2級接觸氧化-二沉池-出水,處理過程中產(chǎn)生的污泥通過污泥壓縮,污泥脫水,最終形成餅?zāi)嗤膺\。工藝簡單可靠,操作方便,從而使出水水質(zhì)達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)( GB89781996) 中的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。 關(guān)鍵詞:制革廢水 接觸氧化 混凝 氣浮 廢水處理The preliminary design of leather waste water treatment process Li Wen(Grade 11,Class 01,Major Environmental engineering,Chemical and Environmental
6、 sciences Dept.,Shanxi University of Technology,Hanzhong ,Shanxi)Tutor:Liu ZhifengAbstract:For a wide range of the production section of leather industry, the process needs to add a variety of chemicals,
7、160;resulting in wastewater is high concentrations of organics with complex composition. Mainly containing high concentrations of pollutants such as COD,BOD,SS,surfactant,Cr, S tanning agent
8、s, etc, scientific and rational choice of waste water treatment process is particularly significant. The design of water treatment to 800m3 / d, the design influent quality: less than or equal to 2500mg / L of BOD5,CODcr is less than or equal to
9、 5000mg / L, the SS is equal to or less than 3000mg / L, S2-=30mg/L and total chromium is20mg/L. The design uses biological contact oxidation process of biological treatment.And the sewage treatment process was designed to be:influent - grid - sand trap - water regulating tank - sedimentation - flot
10、ation tank -biological contact oxidation tank - secondary sedimentation tank - effluent.The process is simple and reliable, and thus resorted to water quality up to the national secondary discharge standard of 'Integrated Waste water Discharge Standard'. Keywords:tannery waste wate
11、r ,biological contact oxidation,coagulation,air flotation,waste water treatment目錄 前言 伴隨著制革工業(yè)快速而穩(wěn)定的發(fā)展,我國正在慢慢成為世界制革生產(chǎn)的大國,及皮革貿(mào)易市場最活躍、最具發(fā)展?jié)摿Φ氖袌鲋?。制革行業(yè)同時也是產(chǎn)生大量污水的行業(yè),制革污水不僅廢水量大,而且是一種成分復(fù)雜、高濃度的有機廢水,COD、Cr、BOD5、硫化物、氨氮、懸浮物等污染物的含量非常高,是較難治理的工業(yè)廢水之一。選用科學(xué)合理的處理工藝能夠有效地降低廢水中各類污染物的含量,使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排放,從而減少對環(huán)境的污染。制革廢水的特
12、點表現(xiàn)在以下幾個方面: (1)水量水質(zhì)波動大; (2)可生化性好; (3)懸浮物濃度高,易腐敗,產(chǎn)生污泥量大; (4)廢水含S2+和鉻等有毒化合物。現(xiàn)今制革工業(yè)的生產(chǎn)一般包括水洗、浸灰脫毛、脫脂、脫灰、軟化、鞣制、染色加工、干燥、整飾等幾個工段,整個皮革加工過程中需要添加多種化學(xué)品,從而使得廢水中含有油脂、可溶性蛋白、動植毛發(fā)、植物纖維、有機無機固形物、硫化物、鉻、鹽類、表面活性劑、染料、大量懸浮物等多類污染物質(zhì)和有毒物質(zhì)。皮革廢水的主要來源是鞣制前準(zhǔn)備,鞣制中以及其它的濕加工工段。其中污染最為嚴(yán)重的是浸灰脫毛廢水、脫脂廢水、鉻鞣廢水,這3類廢水約占總廢水量的50%1,但卻包含了絕大多種類的污
13、染物,在浸灰脫毛工段投加堿性物質(zhì)等產(chǎn)出的高濃度含硫廢水和鉻鞣工段產(chǎn)出的含鉻廢水,是導(dǎo)致綜合廢水中的Cr6+、S2-濃度較高,堿性較強,會對后續(xù)工段的生化處理產(chǎn)生抑制或毒性作用。當(dāng)廢水中Cr6+濃度含量達(dá)到17mg/L 時,就會對活性污泥的活性產(chǎn)生影響2,所以在制革廢水的處理中前期預(yù)處理是非常重要的。廢水的前期預(yù)處理不僅是為了去除非溶解性懸浮物,而且最重要的是將Cr6+、S2-等離子濃度降至最低,以保證后續(xù)生物處理階段的順利進(jìn)行。95%的國內(nèi)制革業(yè)通過物理化學(xué)法+生物二級處理工藝3,能使處理后的廢水達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB89781996) 中的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)設(shè)計地區(qū)的水環(huán)境保護(hù)目標(biāo)使
14、排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)即可。我國皮革行業(yè)與環(huán)境污染有關(guān)的問題: (1)制革清潔生產(chǎn)工藝的研究,使污染盡量的消除在生產(chǎn)工藝中,少排或不排污染物質(zhì),以最小的投入得到最大的產(chǎn)出;(2)制革污水處理技術(shù),若排水去向不是地表水,而是城市污水處理廠,目前的污水處理技術(shù)應(yīng)該說是可以解決制革行業(yè)的污染問題的,主要是有些研究污染治理技術(shù)的工程技術(shù)人員對制革廢水的性質(zhì)不太了解的原因;也就是說目前國內(nèi)的污染治理技術(shù)和制革廠的經(jīng)濟(jì)能力是不太協(xié)調(diào)的。經(jīng)濟(jì)能力決定著制革廢水處理出水的排放是否達(dá)到一級標(biāo)準(zhǔn)。(3)制革廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)問題,因為制革污水的特殊性,其治理難度也較大,就應(yīng)該依據(jù)時代的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,提出合理的、
15、符合當(dāng)前環(huán)境的污水排放標(biāo)準(zhǔn),不然將影響皮革行業(yè)的正常發(fā)展。在這一點上,主要體現(xiàn)在現(xiàn)在制革行業(yè)已進(jìn)入微利時代,競爭激烈,如果在污水處理方面使其所排放的污水都要達(dá)到一級標(biāo)準(zhǔn),投資太大,背負(fù)的包袱就會越大,因此也就很難在制革生產(chǎn)的技術(shù)、設(shè)備的技術(shù)改造有所發(fā)展。 (4)鉻的回收利用研究,金屬鉻這類資源在南非的儲量最多,但也只夠開采幾百年,而鉻用在制革的加工過程約占其生產(chǎn)量的1/34,并且在制革的加工過程中有1/3都隨著污水被排放掉了。在污水處理方面,廢鉻液回收技術(shù)上基本不存在問題,問題在于鉻液回收后制革生產(chǎn)長不愿再用,會對成品革的質(zhì)量有一定程度的影響,因此就存在著對回收的鉻液再加工成鉻粉,然后利用到皮
16、革生產(chǎn)中的研究或者用在其它領(lǐng)域的開發(fā)研究上,不過在該方面需要政府政策以及資金上的支持。 (5)制革污泥的綜合利用開發(fā)研究, 制革行業(yè)每所所產(chǎn)生的制革污泥大約有5000萬噸。而環(huán)保方面剛好對制革業(yè)污泥的排放沒有要求,只是對制革行業(yè)的污水排放要求達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn),所能查到的是對于農(nóng)用污泥的標(biāo)準(zhǔn)要求,即含鉻量1000mg/kg干污泥。制革的污泥中含有大約70%的有機物,若制革污泥中不含鉻,其利用前景依然是非常廣闊的。每1kg干污泥含有約3000大卡的熱量,可以進(jìn)行熱能的回收,但如果含鉻,在進(jìn)行焚燒時,Cr3+會被轉(zhuǎn)化成Cr6+,而Cr6+的毒性更大5;制革污泥還可進(jìn)行厭氧發(fā)酵處理,進(jìn)行沼氣能源回
17、收,經(jīng)厭氧發(fā)酵后的制革污泥,又是非常好的農(nóng)用肥料,用在農(nóng)田中,可以防止土地的板結(jié);也可以加入桔桿直接發(fā)酵,用作農(nóng)肥。因此目前來說含鉻污泥必須單獨處理。1設(shè)計任務(wù)1.1設(shè)計水質(zhì)水量 漢中某皮革廠生產(chǎn)線處理帶毛羊皮每張將產(chǎn)生0.25kg的廢水,蘭濕皮每張將產(chǎn)生0.075kg廢水,在此標(biāo)準(zhǔn)下建廠每天將產(chǎn)生770t廢水,生產(chǎn)廢水中各類污染物含量見表1.1。表1.1 設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)污染物名稱CODCrBOD5SS總鉻S2-進(jìn)水濃度/(mg/L)2600-50001200-25002000-300020301.2排放標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)廠區(qū)所在地的水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)可知該區(qū)水質(zhì)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)為類,廢水經(jīng)處理后達(dá)到國家污水綜合排放
18、標(biāo)準(zhǔn)(GB89781996)中的二級排放標(biāo)準(zhǔn)(見表1.2)。表1.2 出水水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)污染物名稱CODCrBOD5SS總鉻S2-進(jìn)水濃度/(mg/L)3001001501.51.01.3設(shè)計范圍根據(jù)該皮革廠現(xiàn)有生產(chǎn)規(guī)模和實際情況,設(shè)計處理能力800m3/d計算,日處理流量Q=800m3/d,即33.3m3/h,設(shè)計處理水量以40m3/h計算。1.4設(shè)計內(nèi)容(1) 根據(jù)原始資料,了解廢水的水質(zhì)、水量特點及排放要求;(2) 通過分析數(shù)據(jù)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,確定較為合理的污水處理工藝;(3)選擇適宜的設(shè)計參數(shù),對工藝中構(gòu)筑物和設(shè)備進(jìn)行工藝計算,確定構(gòu)筑物的工藝尺寸以及主要構(gòu)造,選擇主要設(shè)備的規(guī)格、型號及
19、配置;(4)進(jìn)行各處理構(gòu)筑物的總體布置和污水處理流程的高程設(shè)計;(5)施工圖的初步繪制(包括平面布置圖、高程圖、及主要構(gòu)筑物設(shè)計施工圖);1.5設(shè)計依據(jù) (1)該廠的進(jìn)水水質(zhì)水量資料; (2)中華人民共和國污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996);(3)給水排水快速設(shè)計手冊;1.6設(shè)計原則 (1)嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)境保護(hù)的各項規(guī)定,確保經(jīng)過處理后的排放水的水質(zhì)達(dá)到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求; (2)針對本工程的具體情況和特點,采用目前國內(nèi)成熟的先進(jìn)技術(shù),力求運行安全可靠、操作管理簡單、處理效率高、經(jīng)濟(jì)成本合理,使先進(jìn)性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性有效的結(jié)合;(3)工藝構(gòu)筑物和建筑物應(yīng)布置合理,工藝流暢,節(jié)約土地;(4)
20、污水處理工藝應(yīng)盡量操作運行與維護(hù)簡單方便。(5)注意周圍環(huán)境的保護(hù),避免二次污染。2.工藝流程2.1工藝流程的選擇 傳統(tǒng)的制革廢水處理技術(shù)是將各個工序的廢水收集混合后,進(jìn)行集中處理,這種處理技術(shù)浪費資源,投資高,并且在生皮加工過程中脫毛浸灰工段產(chǎn)生的較高濃度含硫廢水和鉻鞣工段產(chǎn)生的含鉻廢水,對處理綜合廢水是很不利的。較為合理的處理技術(shù)是將各工段的廢水分類進(jìn)行處理并回收有價值的資源,然后與其他廢水混合后統(tǒng)一處理。皮革加工企業(yè)廢水的處理方法一般都有如下兩個部分: (1)先針對不同性質(zhì)、污染較大的廢水進(jìn)行分流與預(yù)處理。一般為物化處理和物理處理方法的組合; (2)綜合處理。歸納為物理方法、化學(xué)方法、物
21、化方法和生物方法等幾種方法組合。 1.單項處理技術(shù) 脫脂廢水:脫脂廢水中的油脂含量,COD和BOD等污染指標(biāo)很高。處理方法有酸提取法、離心分離法或者溶劑萃取法。廣泛使用的是酸提取法,加硫酸調(diào)pH值至3-4進(jìn)行破乳,通入蒸汽加鹽攪拌,并在40-60溫度下靜置23小時,油脂逐漸上浮形成油脂層?;厥沼椭蛇_(dá)95%,COD去除率可達(dá)90%以上。一般進(jìn)水含油量810g/L,出水含油量小于0.1g/L?;厥蘸蟮挠椭?jīng)深加工轉(zhuǎn)化為混合脂肪酸可用于制皂。 浸灰脫毛廢水:浸灰脫毛廢水中含蛋白質(zhì)、石灰、硫化鈉、固體懸浮物,含總COD的28%,總硫離子的93%,總SS的70%。處理方法有酸化法、化學(xué)沉淀法和氧化法。
22、生產(chǎn)中多采用酸化法,在負(fù)壓條件下,加硫酸調(diào)pH值至44.5,產(chǎn)生硫化氫氣體,用氫氧化鈉溶液吸收,生成硫化堿回用,廢水中析出的可溶性蛋白質(zhì)經(jīng)過濾、水洗、干燥變成產(chǎn)品。硫化物去除可達(dá)90%以上,COD、SS分別降低85%和95%6。其成本低廉,生產(chǎn)操作簡單,易于控制,并縮短生產(chǎn)周期。 鉻鞣廢水:鉻鞣廢水主要污染物是重金屬鉻離子,處理方法有堿沉淀法和直接循環(huán)利用。國內(nèi)的90%的制革廠采用堿沉淀法,將石灰、氫氧化鈉、氧化鎂等加入廢鉻液中,反應(yīng)、脫水得含鉻污泥,用硫酸溶解后可再回用到鞣制工段,但此法適用于大型制革廠,且回收鉻泥中的可溶性油脂、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)會影響鞣制效果。 2.綜合廢水處理工藝及其問題分析
23、 皮革加工工段產(chǎn)生的廢水先適當(dāng)預(yù)處理,綜合廢水質(zhì)量濃度仍然較高,COD在2 0003 000 mg/L,Cr()的質(zhì)量濃度在1.215.6 mg/L,S2的質(zhì)量濃度在4.218.0 mg/L。因此,在進(jìn)入生化處理系統(tǒng)前,還需要進(jìn)行前處理。前處理的工藝主要有氣浮處理和混凝沉淀等。經(jīng)過氣浮或者混凝沉淀處理后,廢水中的S、Cr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0.350.40左右,生物降解性較好。目前皮革企業(yè)應(yīng)用較多或者準(zhǔn)備推廣使用的生化工藝有傳統(tǒng)活性污泥法、生物接觸氧化法、氧化溝、雙層生物濾池、SBR法、CASS工藝和水解酸化CAST工藝等,各有優(yōu)點與缺點7。(1)傳統(tǒng)活性
24、污泥法:在皮革廢水的處理中,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、上海富國皮革有限公司、哈爾濱制革廠等采用活性污泥法。該法對BOD5去除率在90以上,COD在6080間,色度在5090間,S在8598間。傳統(tǒng)活性物泥法處理效率高,適用于處理要求高且水質(zhì)相對穩(wěn)定的污水,但要求進(jìn)水質(zhì)量濃度尤其是有抑制物質(zhì)量濃度不能高,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;不適應(yīng)沖擊負(fù)荷,需要高的動力和基建費用;占地面積也大,一般的企業(yè)難以承受;同時對廢水中的氨氮處理效果不佳。如今也有一些企業(yè)在
25、使用活性污泥法的同時,改進(jìn)其中的部分工藝,使得處理效果得到提高。(2)生物接觸氧化法:生物接觸氧化法是生物膜處理方法中的一種,其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(hù)管理。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,S在98左右8。但是如設(shè)計不當(dāng),容易產(chǎn)生堵塞,維護(hù)也比較困難。一旦出現(xiàn)問題,出問題的系統(tǒng)就得停止運行才能進(jìn)行維護(hù)。(3)氧化溝:氧化溝法是活性污泥法的一種變種工藝。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、雙溝型和三溝型。
26、江蘇南京制革廠、浙江大眾制革有限公司、湖北十堰制革廠等均采用氧化溝技術(shù),該法對BOD5去除率在95以上,S在99100,SS在75左右 。但氧化溝的處理效果并不穩(wěn)定,具有一定的地域性,比較適宜于溫度較高的南方,對于北方,冬季運行就可能有問題。根據(jù)浙江大眾皮革有限公司的運行來看,溫度適宜時處理效果比較好。(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),可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SS去除率在95,BOD5在98,COD在90,Cr()在96以上,S在969。根據(jù)廣州絹麻廠生物濾池運行的情況來看,此類工藝需要確定合適
27、的回流比、選擇合適的濾料,運行費用比較大。(5)SBR法:SBR法全稱是間隙式活性污泥法,是在單一的反應(yīng)器中,按照時間順序進(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。浙江圣雄皮業(yè)有限公司、江山制革廠采用了此工藝。江山制革廠SBR工藝對COD、S2、SS、Cr的去除率分別為93.3%、99.0%、90.3%、99.4%。近年來,該工藝在制革廢水處理中的推廣和使用得到了加強。(6)CASS工藝:CASS法是一種間歇式活性污泥法,降解有機物原理與SBR法大致相同,不同之處在于CASS法將反應(yīng)池分三個區(qū):
28、厭氧區(qū)、兼氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。浙江平陽水頭的皮革綜合污水處理廠使用此工藝。但此工藝用于工業(yè)廢水的處理效果得不到業(yè)內(nèi)人士的肯定。(7)水解酸化CAST工藝:為生化處理采用厭氧和好氧相結(jié)合的工藝。厭氧采用接觸式水解酸化工藝,可提高廢水的可生化性,同時去除部分COD和SS10。好氧采用CAST工藝,是改良的SBR工藝,具有有機物去除效率高、抗沖擊負(fù)荷能力強等特點。此工藝正在推廣中。2.2工藝方案的確定 根據(jù)設(shè)計依據(jù)、原則和廠方生產(chǎn)的實際情況,處理廢水的重點在污染源的控制,推行清潔生產(chǎn)技術(shù),減少污染源,減少排污總量。在有效控制污染源的基礎(chǔ)上,引進(jìn)成熟的先進(jìn)制革廢水治理技術(shù)?,F(xiàn)確定該皮革廠制革廢水處理工藝方
29、案如下:依據(jù)廠方水質(zhì)數(shù)據(jù)可知廢水可生化性BOD/COD值為0.5,大于0.25,可生化性好,同時廢水中總鉻以及硫含量較小,因此該廠的污水處理采用物化+生物接觸氧化法處理工藝,具體工藝流程為:進(jìn)水格柵沉砂池調(diào)節(jié)池沉淀池氣浮2級接觸氧化二沉池出水,在制革廢水經(jīng)格柵攔截,沉砂池沉淀后進(jìn)入調(diào)節(jié)池之前投加亞鐵鹽,目的是去除廢水中含有的鉻離子與硫離子,后繼續(xù)進(jìn)行余下工藝處理,使處理廢水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后排放?;炷恋沓厮龅奈勰嘀泻兄亟饘巽t,故該部分污泥交由危險品處置中心處理。該設(shè)計工藝方案的優(yōu)點是占地面積少、投資小、工藝先進(jìn)、操作簡易、可降低運行成本、且處理效果好,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、環(huán)境效益。2.
30、3工藝流程圖2.3.1廢水的處理流程脫水干化單獨處理廢水格柵沉砂池混凝沉淀池氣浮池二級生物接觸氧化池出水二沉池一級生物接觸氧化池調(diào)節(jié)池污泥濃縮池廢水帶式壓濾機干泥外運亞鐵鹽2.4工藝說明2.4.1除鉻原理說明 含鉻廢水來源于制革生產(chǎn)中的鉻鞣和復(fù)鞣工序,本工程設(shè)計日生產(chǎn)廢水總鉻濃度為20mg/l。 (1)反應(yīng)機理Cr()為兩性物質(zhì),溶于酸和強堿,在堿性條件下,生成氫氧化鉻沉淀,根據(jù)化學(xué)平衡理論: (1) (2) (3) 反應(yīng)(2)是生成OH-的一個過程,反應(yīng)(3)是消耗OH-的一個過程,由Ca(OH)2來提供氫氧根。由鐵和鉻氫氧化物的pH值表(表2.1)以及溶度積表(表2.2),表明在該反應(yīng)過程
31、中的沉淀物都可在堿性環(huán)境下完全沉淀。表2.1 pH值沉淀物沉淀完全時pH值沉淀開始溶解的pH值Fe(OH)34.114Cr(OH)36.812表2.2 溶度積沉淀物Fe(OH)3Cr(OH)3Ca(OH)2溶度積常數(shù)33.2×10-3836.3×10-3125.5×10-6 通過以上的化學(xué)反應(yīng)機理,從理論上來說,當(dāng)pH在8.5時,加堿沉淀法是完全可以將含鉻廢水中的鉻離子沉淀出來的,上層清液也是完全可以達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)的,所以本設(shè)計選擇使用氫氧化鈣來調(diào)節(jié)pH。 (2)工藝操作 在調(diào)節(jié)池中加Ca(OH)2,pH控制在8.5,接著廢水流入混凝沉淀池中,靜置沉淀2h,可生
32、成氫氧化鉻沉淀,再用壓濾機將沉淀壓成鉻餅儲存,濾液及上清液將會排到氣浮池中。由于污泥中含有重金屬物質(zhì),因此存儲的泥餅應(yīng)交由危險品處置中心處理,不能自行處置。2.4.2除硫原理說明 廢水中的硫化物來自脫毛浸灰工序,其中含有大量的石灰、毛渣、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物和硫化堿。本工程設(shè)計日處理S2-濃度為30mg/l。 (1)反應(yīng)機理 (2)工藝操作 含硫廢水經(jīng)過調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量,進(jìn)入混凝沉淀池之前投加亞鐵鹽,會在沉淀池中S2-與 Fe2+反應(yīng)結(jié)合將生成FeS 沉淀,沉淀通過固液分離,脫硫后的廢水會進(jìn)入氣浮池。分離出的固體排入污泥存儲池,經(jīng)脫水壓縮后外運。2.4.3廢水處理說明污水自廠區(qū)經(jīng)明溝自流
33、入污水處理站,先經(jīng)過自動格柵攔截大塊固體污染物,如羊毛、碎肉、革屑等。接著進(jìn)入快速沉淀池沉砂池中。在此,污水中比重高于1.5的固體污染物將按重力沉降原理,率先沉入池底,然后利用氣提裝置,污泥被提升到污泥濃縮池。大塊固體污染物除去后的皮革廢水自流入預(yù)曝氣調(diào)節(jié)池內(nèi),廢水在預(yù)曝氣調(diào)節(jié)池內(nèi)得到充分的均質(zhì)、均量。生產(chǎn)工藝中皮革處于不同的酸堿環(huán)境,產(chǎn)生的廢水按照時段,pH值會呈現(xiàn)出不同的變化,經(jīng)過調(diào)節(jié)池的調(diào)節(jié),廢水的pH值將維持在69之間,便于后續(xù)生化工藝處理。調(diào)節(jié)池按照氣水比6:1的比例進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣,充分混合廢水,如此一來既可以保持待處理廢水水質(zhì)穩(wěn)定,又能氧化S2-和苯酚,同時對水中有機物會有一定的去除
34、效果。廢水經(jīng)過調(diào)節(jié)池后進(jìn)入混凝沉淀池,進(jìn)入混凝沉淀池前投加亞鐵鹽,Cr6+、S2-與其反應(yīng)生成絡(luò)合共沉體,達(dá)到去除目的,為減少運行成本可按照生產(chǎn)程序決定是否投加該藥劑,即鉻鞣工序出水投加,其他出水不加藥劑。在混凝沉淀池中沉淀物單獨收集脫水,交由危險品處置中心處理。經(jīng)混凝沉淀后的廢水自流入一體化氣浮裝置中,相對密度接近于1的SS利用浮選法原理浮到水面上,由刮渣機去除。經(jīng)過多級固液分離的皮革廢水由水泵自動提升到好氧處理系統(tǒng)中進(jìn)行生化處理,即經(jīng)過兩級生物接觸氧化,該過程將大幅度降低COD、BOD等高濃度有機物。經(jīng)過有效去除SS、Cr6+、S2-、苯酚、表面活性劑、洗滌劑的廢水具有良好的生化性能,設(shè)計
35、完善的好氧處理系統(tǒng)能高效地消化COD、BOD等高濃度有機物,保證經(jīng)過處理的水中COD、BOD可以達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)過多級好氧處理的廢水自流入二沉池內(nèi),主要去除生化系統(tǒng)中產(chǎn)生的細(xì)菌以及細(xì)小的懸浮固體,出水達(dá)標(biāo)后排放。該工藝能最大程度去除污染物,出水達(dá)標(biāo)排放;自動化程度高,操作簡便,選用工藝設(shè)備精良,設(shè)備故障率低,維護(hù)方便,費用少;工藝成熟,運行可靠,沒有污泥膨脹現(xiàn)象,自動化加藥,準(zhǔn)確、量少,運行費用低。2.4.4污泥處理氣浮泵以及生物接觸氧化池、二沉池中沉淀的污泥經(jīng)污泥濃縮池濃縮,經(jīng)過提升泵進(jìn)入經(jīng)過帶式壓濾機脫水干化后集中處理,干化后的污泥外運處理。污泥濃縮池上清液及帶式壓濾機反洗水自流入調(diào)節(jié)池內(nèi)做進(jìn)
36、一步循環(huán)處理。2.4.5工藝預(yù)計處理效果表2.1 構(gòu)筑物處理效果數(shù)據(jù)表階段沉砂池混凝沉淀氣浮生化處理二沉池COD/(mg/L)處理前5000300020001400210處理后300020001400210126去除率40%33%30%85%40%BOD/(mg/L)處理前250020001400840126處理后2000140084012688去除率20%30%40%85%30%SS/(mg/L)處理前30001500750450360處理后1500750450360144去除率50%50%40%20%60%S2-處理前30153處理后1530.79去除率50%80%70%總鉻處理前2010
37、處理后101去除率50%90%3構(gòu)筑物的設(shè)計計算3.1格柵的計算由于制革廢水的排放很不穩(wěn)定,廢水中含有大量皮毛纖維、血塊、油脂、碎皮等其它大塊懸浮物,因此廢水進(jìn)入處理系統(tǒng)之前設(shè)置設(shè)機械格柵用于攔截生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的毛發(fā)、羊皮、革屑等大塊固體污染物,以免堵塞減少后續(xù)設(shè)備運行負(fù)荷,保證后續(xù)處理正常運行。格柵示意圖見圖3.1。3.1.1設(shè)計參數(shù) 設(shè)柵前水深h=0.3m, 過柵流速v=0.6m/s, 采用細(xì)格柵,柵條間距b=0.01m, 格柵傾角=60°, 設(shè)計處理流量Q=800m3/d=33.3m3/h=0.012m3/s圖3.1 格柵示意圖3.1.2設(shè)計計算 1.柵槽寬度柵條寬度s=0.0
38、1式中: 柵槽寬度,m; 格條寬度,m; 柵條凈間距,粗格柵b=50100mm,中格柵b=1040mm,細(xì)格柵b=1.510mm; n格柵間隙數(shù); Qmax最大設(shè)計流量,m3/s; 格柵傾角,度; 柵前水深,m; 過柵流速,m/s,一般取0.61.0m/s; 經(jīng)驗系數(shù)。2.通過格柵的水頭損失式中 : 設(shè)計水頭損失; 計算水頭損失,m; 重力加速度,; 系數(shù),格柵受污物堵塞時水頭增大倍數(shù),一般采用3; 阻力系數(shù),其值與柵條斷面形狀有關(guān),當(dāng)為圓形時, 在0.080.15m范圍內(nèi),符合要求。3.柵槽高度式中,柵后槽總高度,; 為柵前水深,; 柵前渠道超高,一般采用。4.柵槽總長度 式中,柵前槽高,;
39、 進(jìn)水渠道流速為 進(jìn)水渠漸寬展開角為,格柵結(jié)構(gòu)圖見圖3.1, 水深 則 式中:柵槽總長度,; 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度,; 進(jìn)水渠寬,; 進(jìn)水渠道漸寬部分的展開角度,一般可采用; 柵槽與出水渠道連接處漸窄部分長度,; 柵前渠道深,;每日柵渣量計算:所以要選擇人工除渣。式中:每日柵渣量,; 柵渣量(污水),取0.10.01,粗格柵用小值,細(xì)格柵用大值,中格柵用中值,本處取0.1 生活污水流量總變化系數(shù),見表3.1。表3.1 生活污水流量變化系數(shù)平均日流量L/s46101525407012020040075016002.32.22.12.01.891.801.691.591.511.401.301.
40、20 綜上所計算的格柵的相關(guān)數(shù)據(jù),結(jié)合格柵適用條件及特點比較,所以選用型號為HF-800-5000格柵1臺,其規(guī)格和性能如下表3.2。表3.2 HF-800-5000型自動格柵的規(guī)格和性能型號格柵寬度(mm)柵條間距(mm)過柵流速(m/s)功率(kW)安裝角度()HF-800-500080010.51.01.160° 采用間歇運行的方式,與調(diào)節(jié)池潛水泵聯(lián)動運行。潛水泵工作時,自動格柵每30min運行15min;潛水泵不工作時,自動格柵每1h運行15 min。3.2沉砂池的計算沉砂池用于沉淀相對密度大于1.5的固體污染物,主要是自動格柵未攔截的細(xì)沙、細(xì)小毛皮等,以免影響后續(xù)處理構(gòu)筑物
41、的正常運行。根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù),本設(shè)計中的沉砂池用平流式沉砂池,主體形式就是加深加寬了的明渠,其基本形式如圖3.2。3.2.1設(shè)計參數(shù)設(shè)置1座沉砂池;沉砂池最大設(shè)計流量為Qmax=0.011m3/s;污水在池內(nèi)的水平流速v=0.15m/s;在池內(nèi)的停留時間為t=60s;沉砂池每格寬度b=0.6m;沉砂池超高h(yuǎn)1=0.3m;有效水深為h2=1m;貯沙斗的高度h3=1m。圖3.2 平流式沉砂池示意圖3.2.2設(shè)計計算1.沉沙部分的長度L式中:沉砂部分長度,m; 最大設(shè)計流量時的速度,m/s; 最大設(shè)計流量時的停留時間,s。2.水流斷面面積A式中:水流斷面面積,m2; 最大設(shè)計流量,m3/s。3.池總寬度
42、B式中:池總寬度,m; 每格寬度,設(shè)兩格,m。4. 貯砂斗所需容積V式中:沉砂斗容積,m3; 城鎮(zhèn)污水的沉砂量,一般采用0.03L/m3(污水); 排砂時間的間隔,d,取T=2d; 污水流量的總變化系數(shù),取1.2。5.貯砂斗上口寬b2設(shè)貯砂斗底寬b1=0.5m,斗壁與水平面的傾角為60°6.貯砂室的高度h4假設(shè)采用重力排沙,池底設(shè)6%坡度坡向沙斗,則7.池總高度H式中:池總高度,m; 超高,m。 在沉砂池中,廢水總停留時間為20min,設(shè)置1座,連續(xù)運行,降低廢水的流速,外形尺寸大小為14.5m×1.2m×2.6m(包含格柵),混凝結(jié)構(gòu)。排泥方式由電磁閥控制,氣提
43、裝置自動排泥。3.3調(diào)節(jié)池的計算皮革廠污水排放最大水量與平均水量相差很大,工作班制時長不等,每段排水水質(zhì)也極不均勻。而污水處理24小時運行,要求能有一個相對穩(wěn)定的進(jìn)水水質(zhì),既利于微生物生存,有能使污水處理能穩(wěn)定達(dá)標(biāo),故在設(shè)置調(diào)節(jié)池用于調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量,同時調(diào)節(jié)pH值,去除Cr3+、S2-、苯酚等污染物,并進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣??梢詼p輕后續(xù)處理工段的負(fù)荷,并且防止懸浮物大量沉淀于池底減少調(diào)節(jié)池有效容積11。具體表現(xiàn)在以下幾個方面:a.適當(dāng)緩沖有機物的波動以避免生物處理系統(tǒng)中的沖擊負(fù)荷;b.適當(dāng)控制pH值或減小中和需要的化學(xué)藥劑量;c.當(dāng)工廠不生產(chǎn)時還能保證水處理系統(tǒng)的連續(xù)供水;d. 控制廢水向城市管道系統(tǒng)
44、的排放量,使廢水負(fù)荷分配比較均勻;e.避免高濃度有毒廢水進(jìn)入生物處理廠;f.調(diào)節(jié)由于季節(jié)的變化而引起的流量變化。3.3.1設(shè)計參數(shù)調(diào)節(jié)池采用穿孔曝氣管曝氣,氣水比6:1,停留時間取16小時,超高。3.3.2設(shè)計計算1.設(shè)計進(jìn)水量Q:2.停留時間t:取設(shè)計停留時間3.有效容積V:4.有效水深h:有效水深采用5.池子的面積F:6.池子的平面尺寸: 取長寬比為2:1,采用7.池子的總高度H:8.池子的幾何尺寸:采用調(diào)節(jié)池外形尺寸為18.29m×10m×4m,有效容積640m3,停留時間16h,連續(xù)運行,混凝結(jié)構(gòu),1座,內(nèi)置2臺潛水泵。3.4混凝沉淀池的計算沉淀池是分離懸浮固體的構(gòu)
45、筑物,作為廢水處理中的預(yù)處理構(gòu)筑物,用來去除廢水中的SS、COD以及各種沉淀物,可降低后續(xù)生物處理構(gòu)筑物的有機負(fù)荷。原理是在混凝劑的作用下,使廢水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚成絮凝體,然后予以分離除去的水處理法?;炷恋矸ㄔ谒幚碇械膽?yīng)用是非常廣泛的12,它既可以降低原水的濁度、色度等水質(zhì)的感觀指標(biāo),又可以去除多種有毒有害污染物。本設(shè)計混凝沉淀池選用斜管式混凝沉淀池,斜管沉淀池用于去除相對密度接近于1.5的懸浮固體,具有去除效率高、停留時間短、占地面積小等優(yōu)點。在混凝沉淀池中投加硫酸亞鐵量:200300mg/L,COD去除率60% ,S2-去除率 90%,SS去除率80%13。3.4.1設(shè)計參數(shù)廢
46、水流量Q=800m3/d=40m3/h=0.011m3/s;設(shè)計表面負(fù)荷1.5m3/(m2·h);進(jìn)水懸浮物濃度C1=1500mg/L,出水懸浮物濃度C2=750mg/L;斜管斜長一般采用1.01.2m,取1.0m;斜管孔徑一般為80100mm;取80mm;池邊超高h(yuǎn)1=0.3m;斜管區(qū)上部水深h2=1.0m,一般采用0.5m1.0m;斜管自身垂直高度和h3=1.0m,一般為0.8661.0m;斜管區(qū)底部緩沖層高度h4=0.5m,一般采用0.5m1.0m;3.4.2設(shè)計計算 1.沉淀池的表面積A式中:最大的設(shè)計流量,m3/h; 池數(shù),n=1; 斜管面積利用系數(shù); 表面水力負(fù)荷,m3/
47、(m2h),取1.5計算。 根據(jù)表面積和池體形狀計算圓形池體的直徑或矩形池體的長寬,本設(shè)計方案選用矩形池體,依據(jù)計算結(jié)果斜管沉淀池的尺寸L×B為8.5m×3.5m。2.池內(nèi)停留時間t式中:池內(nèi)停留時間,h; 斜管上部清水區(qū)高度,m,一般取0.71.0m,此處取1.0m; 斜管自身垂直高度,m,一般為0.8661.0m,此處取1.0m。3.污泥部分所需的容積V設(shè)T=2d式中:、沉淀池進(jìn)水和出水的懸浮固體濃度,mg/L; 污泥容重,kg/m3,含水率在95%以上時,可取1000kg/m3; 污泥含水率,一般為95%98%,取95%; 兩次排泥的時間間隔。4.污泥斗的容積V設(shè)a1
48、=0.5m式中:貯泥斗容積,m3; 、貯泥斗的上下口面積,m2;5. 斜管混凝沉淀池總高度H式中:沉淀池總高度,m; 沉淀池超高,m,一般取0.3m; 沉淀區(qū)有效水深,m,通常是2.04.0m,計算得2.0m; 緩沖層高度,m; 污泥區(qū)高度,m。 斜管沉淀池的外形尺寸L×B×H為8.5m×3.5m×5.39m,設(shè)置1座,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。連續(xù)運行,設(shè)計停留時間為1.33h,填料形式為50PVC斜管,填料數(shù)量:40m2。通過手動排泥,每天一次,每次5min。3.5氣浮池的計算用于去除相對密度接近于1的SS以及表面活性劑、洗滌劑、硫化物、苯酚等。本設(shè)計選用平流
49、式氣浮池,溶氣方式是壓力溶氣。平流式氣浮池是目前最常用的一種形式,反應(yīng)池與氣浮池合建,具有池身淺、造價低、構(gòu)造簡單、運行方便的優(yōu)點;加壓氣浮是依靠無數(shù)氣泡去黏附絮粒,由于氣水混合物和液體之間的不平衡,產(chǎn)生了一個垂直向上的浮力,將固體懸浮物帶到水面14。因此對凝聚的要求可適當(dāng)減低,能節(jié)約混凝劑量和減少反應(yīng)時間。3.5.1設(shè)計參數(shù) 氣浮處理的廢水量Q=40m3/h, 加壓壓力P取3kg/cm2;回流比R=0.25;接觸室水流上升流速uc=10mm/s=36m/h;分離室表面負(fù)荷q=6m3/(m2·h);分離室水平流速us=2.5mm/s=9m/h;氣浮池有效高度h=1.5m3;氣浮池蓄水
50、區(qū)高度h2=0.5m;池內(nèi)停留時間t=20min。3.5.2設(shè)計計算1.回流容氣水量QR: 式中:氣浮處理的廢水量,m3/h; 澄清液回流比,%;2.氣浮池接觸室的表面積Ac選定接觸室中水流的上升流速uc后式中:接觸室的表面積,m2; 氣浮處理廢水量,m3/h; 回流加壓水量,m3/h; 接觸室中水流的上升流速,m/h。3.分離室的表面積As式中: 氣浮處理廢水量,m3/h; 回流加壓水量,m3/h; 分離室水平流速,m/h。4.氣浮池高度H:5.溶氣罐的容積V6.溶氣罐高度h式中:罐頂、底封頭高度(根據(jù)罐直徑而確定),m; 布水區(qū)高度,一般為0.20.3m,; 貯水區(qū)高度,一般取1.0m;
51、填料層高度,一般取1.01.3m。 根據(jù)計算結(jié)果并考慮實際處理情況,通過查找環(huán)境保護(hù)設(shè)備選用手冊可選用一體化氣浮裝置1套,規(guī)格是QF-40。整個氣浮池的尺寸為8m×6m×4m。設(shè)備包括設(shè)備主體1套、行車式刮渣機1臺、溶氣水泵2臺、溶氣罐1只、釋放器TV-型4只、加藥裝置1套。設(shè)備外形尺寸6m×2m×2m,溶氣罐外形尺寸0.8m×2.8m,加藥裝置外形尺寸1.945m×0.7m×1.8m。釋放器參數(shù)Q=2.5m3/h·個,溶氣水泵參數(shù):Q=12.5m3/h,H=50m,N=5.5kW。設(shè)備與調(diào)節(jié)池水泵聯(lián)動,自動運行,
52、操作方便。3.6生物接觸氧化池的計算生物接觸氧化池內(nèi)設(shè)填料,填料上長滿生物膜,污水在與生物膜接觸的過程中,水中的有機物被微生物吸附、氧化分解和轉(zhuǎn)化為新的生物膜,從而去除COD、BOD等高濃度有機污染物。從填料上脫落的生物膜,隨水流入到二沉池后被去除,污水得到凈化??諝馔ㄟ^設(shè)在池底的布?xì)庋b置進(jìn)入水流,隨氣泡上升時向微生物供氧,見圖3.3生物接觸氧化法是介于活性污泥法和生物濾池二者之間的污水生物處理技術(shù),兼有活性污泥法和生物膜法的特點,具有以下優(yōu)點:(1) 由于填料的比表面積大,池內(nèi)的充氧條件良好。生物接觸氧化池內(nèi)單位容積的生物固體量高于活性污泥法曝氣池以及生物濾池。因此生物接觸氧化池具有較高的容
53、積負(fù)荷15。(2) 生物接觸氧化法不需要污泥回流,不存在污泥膨脹問題,運行管理簡單方便。(3) 由于生物固體量多,水流又屬于完全混合型,因此生物接觸氧化池對水質(zhì)水量的驟變有較強的適應(yīng)能力。(4) 生物接觸氧化池有機容積負(fù)荷較高時,其F/M保持在較低水平,污泥產(chǎn)率較低。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和處理程度(見表2.1)在廢水流入該階段構(gòu)筑物前的BOD/COD為0.60.3,污水可生化性好,確定該設(shè)計才用二級式生物接觸氧化工藝,具體是一級接觸氧化池二級接觸氧化池。第一級接觸氧化池內(nèi)的微生物處于對數(shù)增長期和減速增長期階段,生物膜增長較快,有機負(fù)荷較高,有機物降解速率也較大;二級接觸氧化池內(nèi)微生物處在生長曲線的減速增長期后段或生物膜穩(wěn)定期,生物膜增長緩慢,處理水水質(zhì)逐步提高。生物接觸氧化池工藝設(shè)計的主要內(nèi)容是計算填料的有效容積和池子的尺寸,計算空氣量和空氣管道系統(tǒng)。目前一般是在用有機負(fù)荷計算填料容積的基礎(chǔ)上,按照構(gòu)造要求確定池子的尺寸、池數(shù)以及池子的分級。3.6.1設(shè)計參數(shù)設(shè)每級接觸氧化池數(shù)
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