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羊裘皮生产综合废水深度处理工程设计及运行实例

返回列表发布人:tianrenhn   发布时间:2019-08-14  14:34:27

焦作某羊皮制革企业主要利用绵羊皮加工生产羊剪绒系列产品,生产规模为年加工羊剪绒500万张,其主要原料是屠宰后的绵羊皮。生产工序分为准备、鞣制、整饰加工3个工段,生产工序中添加有石灰、硫化物、洗涤剂、脱脂剂、酶、铬鞣剂等化学原料,这些原料分别按一定比例溶解后添加到生产工序的不同环节,然后再经过不同的加工工序生产出成品。

羊皮制革企业整个生产过程属湿法操作,耗水量较大,产生的废水 河南发酵废水处理 不仅量大,而且成分复杂,其中含有大量石灰、染料、蛋白质、盐类、油脂、氨氮、硫化物、铬盐以及毛类、皮渣、泥砂等有害物质;COD、BOD5、NH3-N、悬浮物较高,采用常规生化法较难处理。

1废水水质

该羊皮制革企业生产所排废水水质水量变化较大、水质成分复杂且废水中含有毒有害的化学物质,所排废水主要有两类:铬鞣废水和综合废水。其中铬鞣废水是循环利用定期排放的鞣制废液及鞣制清洗废水,所含的重金属铬属第一类污染物,该废水单独收集,单独处理,其水量较小。综合废水具有水质水量波动较大、COD、NH3-N等有机污染物浓度较高等特点,具体水质指标见表1,设计水质水量为10000m3/d。

废水处理

2废水处理工艺

根据高浓度难降解有机废水处理常采用的处理方法,类比同类羊皮制革加工企业废水处理工程的实际运行情况,结合本项工程的水质、水量及处理出水要求,确定本工程采用预曝气调节+气浮沉淀+IC反应器+多点进水O/A/O+混凝吸附沉淀工艺,废水及污泥处理工艺流程见图1。

废水处理

3主要构筑物、设备及参数

根据企业的生产规模确定综合废水最大处理量为10000m3/d,平均时流量为416.67m3/h;分两套并联运行,每套处理能力为5000m3/d。

3.1转鼓格栅

设转鼓细格栅1道,不锈钢材质,转鼓格栅栅孔5mm,转鼓直径2500mm,转鼓进深1000mm,栅前水深650mm。

3.2预曝气调节池

池体尺寸45m×20m×5.5m,数量1座,设计平均水力 河南发酵废水处理 停留时间为8.6h。采用穿孔管曝气混合搅拌方式,曝气强度为3.2m3/(m2˙h),空气悬浮风机供气;池内配备型号100WQ100-30-15潜污泵6台(4用2备)。

3.3气浮沉淀池

池体尺寸14.7m×8.0m×4.0m,数量2座,气浮类型为涡凹气浮,表面负荷1.77m3/(m2˙h),配套型号CAF-4链式刮泥刮渣机4套,气浮曝气机12台,单台处理量35m3/h;设计PAC加药量50mg/L,加药装置Φ1.2m×1.5m,2套;4台ZW65-25-30自吸排泥泵(2用2备)。

3.4集水池

集水池与气浮沉淀池合建,尺寸5.0m×8.0m×4.0m,数量2座,池底设DN50穿孔钢管布蒸汽,蒸汽压力0.3MPa;配套型号100WQ100-30-15潜水提升泵6台(4用2备)。

3.5、IC反应器

钢结构,数量4座,单座尺寸Φ10m×22m,设计COD容积负荷7kg/(m3˙d),单座有效容积1688m3;进水采用无堵旋流布水器,每座设4套旋流布水器,共计布水点16个,单个服务面积4.9m2,采用DN40支管旋流布水。

三相分离器材质为碳钢,共分两级:初级分离器集成内循环流气力提升装置,二级分离器集成出水堰槽/出水管等出水装置、导气管道、封顶盖板等;每级分离器共5层,每级总高度为2.3m。顶部设出水三角堰,堰顶宽度0.3m,堰深0.2m;出水采用Φ1.0m×8.0m的玻璃钢出水分配罐,配备出水管口、回流管口和排气管口,有效分配出水量和回流量。

每座反应器顶设Φ1.2m×1.8m气液分离器4台,不锈钢材质,采用2级旋流设计,可有效脱除混合液所含沼气,并将泥水混合液顺利导入罐体,实现内循环流动。

IC反应器产生的沼气经脱水脱硫后贮存,用于厂区锅炉燃烧利用,可节约部分燃料费用。经计算标况下沼气总产气量约3750m3/d,设水封罐2套,两座反应器共用1套,单套规格Φ1.2m×1.5m;沼气脱硫塔2套,单套规格Φ1.2m×5.0m;干式沼气贮气柜1套,规格Φ8.0m×6.0m。所产沼气经收集贮存后用于厂区锅炉燃烧。

3.6厌氧沉淀池

为了更加有效地避免厌氧污泥的流失、提高厌氧的处理效率,对厌氧出水增加沉淀池,用以分离厌氧出水夹带的部分厌氧污泥,改善厌氧出水水质,为好氧处理创造有利条件。同时在某些不利条件下,当厌氧反应器受到冲击发生污泥流失时,厌氧沉淀池能够沉淀收集流失污泥并将沉淀污泥回流 河南发酵废水处理 到厌氧反应器中,以保证厌氧反应器运行的可靠性。

厌氧沉淀池4座,单座尺寸7.0m×7.0m×6.0m,采用竖流式沉淀池,设计表面负荷2.1m3/(m2˙h),池体配备4台ZW80-40-25自吸排泥泵(2用2备)。

3.7多点进水O/A/O

多点进水O/A/O工艺是A/O工艺和A2/O工艺的改良工艺,前段O池首先对IC出水中的COD进行初级降解,后段A/O池主要实现脱氮及COD的二级降解,前段O及A池均设进水点,实现多点进水,利于脱氮,因此该生化处理部分工艺为“多点进水O/A/O”。

3.7.1O池

前段O池异养菌利用废水中有机物碳源进行有氧呼吸,分解碳源有机质,充分降解污水中的COD污染物。前段O池设计BOD5污泥负荷0.3kg/(kg˙d),污泥质量浓度3000mg/L,有效容积2250m3,HRT=10.8h,单池尺寸20m×22.5m×5.5m,数量2座。曝气采用橡胶膜微孔曝气器,气源采用空气悬浮风机,风量50.13m3/min,风压53.9kPa,功率75kW,数量3台(2用1备)。

3.7.2A/O池

废水在后段O完成硝化反应,含有硝酸盐的混合液回流到A段,反硝化菌在此将硝酸盐还原为氮气,完成反硝化反应,从而实现了氮的去除。同时在后段O池,异养菌继续将前段尚未降解的有机物进行深度降解,以提高生化处理效果。

A/O池BOD5污泥负荷0.07kg/(kg˙d),污泥质量浓度3000mg/L;A池HRT=3.0h,有效容积740m3,单池尺寸20m×8.0m×5.5m,数量2座,O池HRT=17.3h,有效容积3600m3,单池尺寸20m×40m×5.5m,数量2座;A池配置4台QJB-4.0潜水推流器,通过搅拌避免实现泥水的充分混合;O池曝气采用橡胶膜微孔曝气器,气源采用空气悬浮风机,风量38.67m3/min,风压53.9kPa,功率55kW,数量3台(2用1备);O池设混合液回流泵2台,型号QJB-W1.5,回流比200%,单台回流流量420m3/h。

3.8二沉池

生化池出水进入二沉池,进行污水与活性污泥分离,部分污水 河南发酵废水处理 和污泥回流至前段O池,部分污泥则作为剩余污泥排入污泥浓缩池。

二沉池池型采用幅流式沉淀池,表面负荷0.66m3/(m2˙h),沉淀池面积315m2,沉淀池尺寸,Φ20m×3.5m,数量2座;配套型号SDG-20全桥式行车刮泥机,数量2台。污泥井尺寸3.0m×3.0m×4.5m,数量2座,污泥回流比100%,配套100WQ100-22-15污泥回流泵4台,配套80WQ50-25-7.5剩余污泥排泥泵2台。

3.9混凝吸附沉淀池

本项目中采用了一种新型固态混凝吸附剂,固体粉末投加,机械搅拌混合,该复合药剂含有无机絮凝、无机吸附成分,对生化尾水的处理具有显著的絮凝、吸附作用,达到COD、NH3-N、色度同步降低的效果,投加量在300~500mg/L的情况下,可将废水COD从80~100mg/L降低到40~50mg/L、NH3-N从5~10mg/L降低到3mg/L以下。

采用三级机械搅拌,混凝时间20min,有效容积120m3,三级反应池尺寸8.0m×2.5m×5.0m,数量2座;药剂加药量300~500mg/L,加药装置2套,搅拌机6台;沉淀池表面负荷2.3~2.8m3/(m2˙h),沉淀池尺寸10.0m×8.0m×5.0m,数量2座;高密度斜板160m2,配套HGJ-16.3桁车式泵吸排泥机1套。

3.10污泥浓缩、调理及污泥脱水

经计算该工程生化污泥产生量(含水率98%)380~420m3/d,物化污泥产生量(含水率97%)150~170m3/d,污泥处理量30~45m3/h,脱水后污泥含水率<60%,污泥外运填埋处置。

污泥浓缩池尺寸Φ10m×4.0m,数量1座,采用机械浓缩,配套XZN-10污泥浓缩机1套;污泥调理池尺寸Φ6.0m×5.0m,数量1座;调理池配套JX-2.5加药搅拌机1套,PAC加药量50mg/L,PAM加药量0.03mg/L,配套容积1.5m3PAC、PAM加药罐各1套;污泥脱水设备间配套脱水设备主要有:过滤面积450m2,型号XMZGQF450/1500-U高压隔膜压滤机1套;流量Q=120m3/h/30m3/h,扬程0.6MPa/1.2MPa,功率37kW/22kW的螺杆泵各1台;容积6.0m3冲洗水罐1套;流量215L/min、排出压力6MPa、功率30kW的柱塞泵1台;风量6m3/min空压机1台,尺寸Φ0.8m×1.2m储气罐1个;配套生物除臭系统1套。

4调试及运行结果

该工程于2014年7月开始进水调试运行,初始进水水量2800~3500m3/d,进水负荷基本上达到了设计并联运行单套5000m3/d处理规模的75%,基本满足生产试运行进水负荷的要求。

调试运行前,由于没有找到相同性质废水的厌氧污泥菌种,为了增加系统厌氧污泥菌种的种类、接种合适的厌氧污泥菌种,IC反应器启动初始接种了来自酒精厂厌氧污泥、城市污水 河南发酵废水处理 处理厂脱水絮状污泥以及城市污水处理厂消化厌氧污泥混合后的种泥1350m3作为反应器启动菌种,接种后污泥质量浓度达到12g/L;同时用城市污水处理厂脱水污泥85m3接种于多点进水O/A/O生化池,使生化池内污泥浓度达到3000mg/L以上。

IC反应器调试开始第1周,采用间歇进水方式运行,IC反应器进水2h停2h,每天总进水时间12h,进水强度为100m3/h,每天进水总量为设计值的1/4,也即每天进水总量为1200m3/d。第2周,仍采用间歇进水方式运行,IC反应器进水2h停1h,每天总进水时间16h,进水强度仍为100m3/h,则每天进水总量为1600m3/d。

第3周,仍采用间歇进水方式运行,IC反应器进水2h停1h,每天总进水时间仍为16h,进水强度增大为150m3/h,每天进水总量增大到设计值的1/2左右,也即每天进水总量为2400m3/d。第4周,改为连续进水,进水强度仍为150m3/h,则每天进水总量达到设计值的3/4左右,也即每天进水总量为3600m3/d左右;此后一直保持此种进水方式、进水总量直至初始水量发生变化为止。

调试运行期间每天2次监测出水COD、VFA、pH,控制COD、VFA分别在1100、200mg/L以下、pH=7.0以上;调试期间向进水中补充尿素、磷肥等营养物质以提高接种污泥菌种的活性及适应能力。

调试运行中曾出现监测数据异常的情况,IC反应器出水COD曾达到1600~1800mg/L、VFA600~800mg/L,主要是由于预处理气浮沉淀未加药致使处理效果不佳从而导致IC反应器进水水质波动较大以及进水温度变化等引起,通过改善预处理环节气浮沉淀池的加药强化其处理效果进而达到改善IC反应器进水水质、减小反应器进水水量强度、提高进水温度等方法使异常现象顺利得到解决。

调试运行第4个月IC反应器内开始出现颗粒污泥,粒径0.4~0.5mm左右,反应器出水各项指标均达到设计出水标准,之后未出现波动。

O/A/O好氧生化系统调试相对较为简单,调试期间好氧污泥培养驯化比较正常,未出现异常现象,好氧生化系统调试进展比较顺利,好氧生化系统运行1个月后出水各项指标均达到设计目标值,之后出水未曾出现超标现象。

2015年10月初经当地环境保护监测站连续监测,见表2,出水水质各指标监测值均达到或优于设计值。

废水处理

5效益分析

该工程总投资5169.17万元,其中土建投资2662.75万元,设备及其他投资2506.42万元。根据现状初始水量2800~3500m3/d计算运行费用为4.22元/m3,其中药剂费约为2.25元/m3;以此推断,将来待处理总水量达到设计满负荷10000m3/d时,测算吨水运行费用将降至3.80~3.85元/m3。

6结论

1)羊皮制革企业生产羊剪绒系列产品的综合废水 河南发酵废水处理 采用预曝气调节+气浮沉淀+IC反应器+多点进水O/A/O+混凝吸附沉淀的处理工艺,处理出水可达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级A标准要求;运行费用可控制在4.0元/吨水以下。该工艺在羊皮制革废水行业排放水实行较高标准方面具有先行先试的积极意义。

2)多点进水O/A/O工艺作为一种新型改良工艺,对高COD、高氨氮工业废水处理具有较高的去除效率。

3)本项目采用的新型固态混凝吸附剂,对生化尾水的处理具有显著的絮凝、吸附作用,达到COD、NH3-N、色度同步降低的效果。来源:水处理技术 徐洪斌等


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