摘要：目前， 國內(nèi)對制革（皮革） 工業(yè)廢水處理的研究較多， 而對于合成革廢水處理的研究較少。溫州合成革工業(yè)廢水的主要特征是“雙高” （ 高CODCr、高NH3－N）。在生物處理法中，無論工程設(shè)計(jì)如何復(fù)雜多樣， 決定效率的主要因素是生物反應(yīng)器的改進(jìn)和微生物。我們以此為核心， 針對合成革工業(yè)廢水特點(diǎn)， 經(jīng)過多方案比較、試驗(yàn)和攻關(guān)研究， 開發(fā)出了創(chuàng)新型A2/O 工藝技術(shù)。該工藝技術(shù)具有成熟、安全、可靠、低能耗、低成本、低占地面和高去除率等優(yōu)點(diǎn)。其CODCr和NH3－N 去除率分別可達(dá)96％和94％。本文結(jié)合工程設(shè)計(jì)，對創(chuàng)新型A2/O 工藝技術(shù)進(jìn)行了簡單的介紹。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新型A2/O 工藝,合成革,CODCr, NH3－N, 工業(yè)廢水

0 前言

溫州現(xiàn)有合成革企業(yè)近200 家， 擁有生產(chǎn)線 270 多條， 年產(chǎn)值100 多億元人民幣， 產(chǎn)量約占全國的70％。合成革行業(yè)目前是溫州市的一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)， 已成為亞洲乃至全球最大的合成革生產(chǎn)基地。溫州合成革行業(yè)的迅速興起， 帶來了豐厚的經(jīng)濟(jì)效益， 但與此同時(shí)， 也產(chǎn)生了一系列不容忽視的環(huán)境污染問題， 尤其是工業(yè)廢水， 在年產(chǎn)值100 多億元的背后是百姓對環(huán)境惡化的抱怨， 企業(yè)也如坐針毯。環(huán)境污染的日益惡化， 成為制約合成革行業(yè)發(fā)展、壯大的瓶頸。如何做到既促進(jìn)行業(yè)發(fā)展， 又保護(hù)環(huán)境、消除污染， 成為當(dāng)前面臨的一項(xiàng)重大課題。因此， 浙江省和溫州市各級環(huán)保部門對此十分重視， 多次進(jìn)行限期治理， 其治理工藝多樣， 國內(nèi)對于制革（皮革） 工業(yè)廢水處理研究較多， 而對于合成革工業(yè)廢水處理的研究較少， 這就給我們帶來了一個(gè)科研機(jī)遇———開發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的廢水處理工藝技術(shù)。針對合成革工業(yè)廢水“雙高” （高 CODCr、高NH3－N） 的特點(diǎn)， 我們經(jīng)過多方案的比較、試驗(yàn)和攻關(guān)研究， 開發(fā)出的創(chuàng)新型A2 ／ O 工藝多次應(yīng)用于工程實(shí)踐， 處理效果好。

在本文中， 我們以比較典型的溫州某皮革有限公司廢水處理工程為例進(jìn)行討論。

1 合成革工業(yè)廢水的來源及特點(diǎn)

1.1 廢水的來源

合成革企業(yè)在生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水因其生產(chǎn)品種的不同而異， 種類多， 成分復(fù)雜， 其排放周期和水量也因其產(chǎn)品質(zhì)量的要求不同各異， 其濃度也因各自具體操作的不同而有較大差異。根據(jù)我們對多家合成革企業(yè)現(xiàn)場情況的調(diào)查， 廢水主要分為低濃度廢水和高濃度廢水。低濃度廢水主要來源于揉紋車間揉紋廢水、車間地面沖洗水、廠區(qū)路面沖洗水及廠區(qū)生活污水。高濃度廢水主要來源于干、濕法生產(chǎn)線原料桶清洗廢水、生產(chǎn)線沖洗水、DMF （二甲基甲酰胺） 回收塔冷凝水（亦即塔頂水）、回收塔的定期沖洗水、濕法生產(chǎn)線的凝固槽沖洗水以及儲罐沖洗水。

1.2 廢水的特點(diǎn)

低濃度廢水的CODCr 在300～1800mg ／ L 之間，均值在1500mg ／ L 左右， NH3－N≤50mg ／ L。高濃度廢水的CODCr 在2000 ～15000mg ／ L 之間， 均值在 8000mg ／ L 左右， NH3－N≤100mg ／ L。源水中NH3－N 不高， 一般在50～100mg ／ L 之間， 但DMF （二甲基甲酰胺） 濃度高， 而DMF 水解產(chǎn)生二甲胺， 二甲胺在厭氧過程中會分解為大量的NH3－N， 其氨氮高達(dá)300～400mg ／ L 左右， 故廢水的典型特征是“雙高” （高CODCr、高NH3－N）， 這也是合成革工業(yè)廢水生物處理的難點(diǎn)。

2 廢水處理工藝設(shè)計(jì)

2.1 水質(zhì)、水量及處理要求

（1） 設(shè)計(jì)規(guī)模

250m3 ／ d （10.5m3 ／ h）。

（2） 廢水水質(zhì)

廢水水質(zhì)數(shù)據(jù)如表1 所列。

（3） 出水水質(zhì)要求

廢水排放執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978－ 1996） 的一級標(biāo)準(zhǔn)。見表2。

2.2 處理工藝

（1） 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

① 污泥負(fù)荷： 0.25kgBOD5 ／ kgMLVSS·d

② 硝化負(fù)荷： 0.08～0.10kgNH3－N ／ kgMLVSS·d

③ 混合液濃度： 3000mg ／ L

④ 名義停留時(shí)間： 70h

（2） 工藝流程

（3） 工藝流程簡述

高、低濃度廢水分別經(jīng)集水池由泵提升至隔浮池去除渣料和懸浮物后進(jìn)入調(diào)節(jié)池以調(diào)節(jié)水量、均化水質(zhì)。調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入?yún)捬醭兀ˋ1 池）， 厭氧池內(nèi)設(shè)置組合填料， 采用生物膜法。廢水經(jīng)厭氧降解后， DMF 等有機(jī)物經(jīng)厭氧過程后的氨基轉(zhuǎn)化為氨氮， 氨氮濃度幅度提高， 但大部分有機(jī)物在無氧的條件下被厭氧微生物分解。厭氧池出水進(jìn)入缺氧池（A2 池）。

缺氧池內(nèi)設(shè)置組合填料， 采用生物膜法。廢水經(jīng)過缺氧水解酸化處理后， 利用水解產(chǎn)酸菌活性強(qiáng)及適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)， 在胞外酶的作用下，將廢水中難以降解的大分子結(jié)構(gòu)經(jīng)水解酸化成為可溶性小分子， 以提高BOD5 ／ COD 的比值， 為后續(xù)好氧處理打下良好的基礎(chǔ)。缺氧池出水進(jìn)入好氧池（O 池）。

好氧池內(nèi)設(shè)置微孔曝氣器， 采用活性污泥法。在好氧菌的作用下， 易降解的有機(jī)物進(jìn)一步分解，而NH3－N 則在硝化菌作用下， 轉(zhuǎn)化成NO2 －－N、 NO3 －－N， 含NO2 －－N、NO3 －－N 的硝化液經(jīng)回流進(jìn)入缺氧池內(nèi)， 在反硝化菌的作用下以H＋為供體，及有一定優(yōu)質(zhì)碳源的作用下， 進(jìn)行還原反應(yīng)。 NOx －－N 被還原成無害N2 而釋放， 從而達(dá)到脫氮的目的。

好氧池出水進(jìn)入二沉池，若達(dá)標(biāo)則直接排放；如不達(dá)標(biāo)， 則進(jìn)入接觸氧化池進(jìn)一步處理后達(dá)標(biāo)再排放。生物接觸氧化池起最后水質(zhì)把關(guān)的作用。

（4） 主要處理構(gòu)筑物及設(shè)備

（5） 工藝流程特點(diǎn)

①本工藝充分發(fā)揮了厭氧技術(shù)節(jié)能、好氧技術(shù)高效的優(yōu)勢。

②本工藝厭氧池（A1 池） 和缺氧池（A2 池）采用生物膜法， 好氧池采用活性污泥法。在生物化學(xué)處理方法中， 無論工程設(shè)計(jì)如何復(fù)雜多樣， 決定效率的主要因素是生物反應(yīng)器的改進(jìn)和微生物。本設(shè)計(jì)采用的創(chuàng)新型A2 ／ O 工藝， 是將生物膜法和活性污泥法相結(jié)合的三段式廢水處理工藝， 利用三段不同環(huán)境， 使懸浮和附著的微生物自然變異， 通過自然競爭在三段形成各自的優(yōu)勢， 協(xié)同增效， 從而達(dá)到高效和穩(wěn)定去除CODCr 和NH3－N 目的。并充分利用水解酸化、好氧兩種處理工藝的優(yōu)勢， 使污泥在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)回流消解自溶， 力求做到少污泥化運(yùn)行， 沒有二次污染。

③除高、低濃度廢水集水池外， 其余構(gòu)筑物采用一體化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)， 將各個(gè)子單元有機(jī)結(jié)合在一起， 使占地面積減少， 安裝簡便。

3 主要技術(shù)創(chuàng)新

3.1 厭氧池（A1 池）

筆者認(rèn)為無需動力的厭氧技術(shù)應(yīng)該成為可持續(xù)發(fā)展的核心技術(shù)。但反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)、微生物接觸方式、水的流態(tài)等方面需要改進(jìn)和創(chuàng)新。我們在設(shè)計(jì)中將厭氧池分成4 格， 采用梯度差別化完全混合和推流相結(jié)合型式， 廢水在池中通過折流板進(jìn)行水流翻騰折繞。池的進(jìn)口和出口負(fù)荷變化呈現(xiàn)出高→ 中→低負(fù)荷， 其流態(tài)介于厭氧接觸和厭氧濾池之間， 保證了廢水與池內(nèi)生物膜充分混合接觸， 提高了處理效果， 不需要回收沼氣。由于微生物處于亞厭氧狀態(tài)， 所以對溫度、pH 值的要求也不及傳統(tǒng)厭氧池那樣嚴(yán)格。

3.2 好氧池（O 池）

將好氧池（O 池） 分解為獨(dú)立的兩段： 即碳化好氧（Oxic） 段和硝化（Nitrification） 好氧段， 前端主要消減CODCr， 后段消減NH3－N， 為碳氧化菌和硝化菌分別營造了適合各自生存的條件。這樣，在進(jìn)一步去除CODCr 的同時(shí)， NH3－N 去除率將有很大提高， 為高氨氮廢水的生化處理找到了一條有效途徑。

4 處理效果

該廢水處理工程于2008 年4 月12 日開始調(diào)試， 5 月26 日出水各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)， 現(xiàn)在運(yùn)行狀況穩(wěn)定， 通過6 月～10 月加權(quán)平均統(tǒng)計(jì)， 實(shí)際進(jìn)、出口水質(zhì)及去除率見表4。

5 結(jié)語

在以往的合成革工業(yè)廢水中多采用傳統(tǒng)A ／ O 工藝、SBR 法、氧化溝等處理法， 但大多處理效果不好， NH3-N 處理難以達(dá)標(biāo)。而筆者采用的創(chuàng)新型A2 ／ O 工藝與前幾種工藝相比較， 其CODCr、 NH3-N 去除率都有不同程度的提高， 尤其是NH3- N 的去除率有明顯提高， 從60％左右上升到90％以上。

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