皮革涂飾是皮革加工過程中的一道重要工序，具有美化皮革外觀、修復傷殘缺陷、提高耐用性能、增加花色品種等作用。但在皮革涂飾過程中，會產(chǎn)生成分復雜、治理難度大的皮革涂飾廢水〔1〕。皮革涂飾廢水與傳統(tǒng)皮革加工行業(yè)排放的綜合廢水的水質(zhì)特征存在一定差別，且國內(nèi)外針對皮革涂飾廢水處理技術的報道還較少。筆者通過對高濃度有機物廢水處理技術比選，并結合生產(chǎn)廠家要求和室內(nèi)模擬實驗運行結果，確定采用“混凝—水解酸化—接觸氧化—砂濾—活性炭吸附”工藝對鈺錦盛皮業(yè)有限公司生產(chǎn)廢水進行處理〔2〕。該污水處理工程投入運行半年來，工藝運行穩(wěn)定，處理效果良好，出水水質(zhì)達到回用標準，為企業(yè)贏得了良好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。
1 工程概況及處理標準
鈺錦盛皮業(yè)有限公司主要從事羊皮加工涂飾業(yè)務，其生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水中含有大量殘余的丙烯酸樹脂、氨基樹脂、硝化纖維類成膜劑、水溶性染料類著色劑、光亮劑、表面活性劑及其他添加劑，具有有機物含量高、色度高、懸浮物高、可生化性差等特點。該公司污水處理站設計水量為100 m3/d，每天24 h平均進水，廢水處理后主要用于車間設備、地面的清洗及鍋爐用水，因此設計出水要求達到《城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)》(GB/T 19923—2005)中洗滌用水、鍋爐補給水水質(zhì)要求。設計進水水質(zhì)及出水需達到的水質(zhì)標準見表 1。
2 皮革涂飾廢水處理工藝及說明
2.1 工藝流程
筆者通過比選相似水質(zhì)污水處理成功經(jīng)驗，并結合實驗室模擬工藝實驗結果，確定采用混凝—水解酸化—接觸氧化—砂濾—活性炭吸附工藝處理該企業(yè)廢水，具體流程見圖 1。
圖 1 皮革涂飾廢水處理工藝流程
2.2 工藝說明
該處理工藝主要由預處理單元、混凝沉淀單元、生物處理單元、深度處理單元、污泥處理單元組成。
2.2.1 預處理單元
預處理單元包括格柵和調(diào)節(jié)池。
(1)格柵。格柵主要用于去除進水中的皮屑、浮渣和較大顆粒的懸浮物。格柵尺寸：400 mm×2 800 mm，柵條間距10 mm;格柵井尺寸：2 500 mm×400 mm× 1 300 mm。
(2)調(diào)節(jié)池。由于皮革涂飾顏色種類較多，噴涂不同顏色產(chǎn)品時所采用的染料不盡相同，致使產(chǎn)生的廢水成分、顏色差別較大，故設置調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，使其充分均質(zhì)〔3〕。調(diào)節(jié)池尺寸：8 000 mm×4 000 mm×4 200 mm，有效水深3.0 m。設置QJB0.85/8-260/3-740C型潛水攪拌機1臺，防止懸浮固體在調(diào)節(jié)池底沉降聚集;設置QW50-10-14型潛污提升泵2臺(1用1備)，用以對后續(xù)工藝進行連續(xù)均勻供水，并配置GSK-1型液位控制器2個。
2.2.2 混凝沉淀單元
混凝沉淀單元主要包括管式混合器、混凝罐、初沉池。
(1)管式混合器。管式混合器用于將藥劑與廢水充分混合，為混凝沉淀設備中的混凝反應創(chuàng)造良好的混凝條件。管式混合器為H-50型。配套JY-I/1.0型計量泵1臺，PAC、PAM加藥裝置各1套。
(2)混凝罐。采用圓柱形隔板式混凝罐，高2 900 mm，直徑800 mm。混凝罐內(nèi)設置12層隔板，隔板直徑750 mm，隔板上按一定規(guī)則設置一定數(shù)量、直徑的圓孔，圓孔直徑分25、35、40 mm 3種，間隔200 mm，并使相鄰2層圓孔交叉布置。廢水由混凝罐底部進入，自下而上依次通過隔板與藥劑充分反應，水流速度逐漸減慢有利于絮體的形成和增大〔4〕。
(3)初沉池。初沉池采用逆流斜板沉淀池，中心進水，周邊出水。初沉池有效容積18 m3，外部尺寸：DN 3 000 mm×3 700 mm，內(nèi)置1.0 m高斜板層。通過初沉池可實現(xiàn)絮體和懸浮物的沉淀，有效去除水中SS和色度，以及去除部分COD，減輕后續(xù)處理負荷。
2.2.3 生物處理單元
生物處理單元包括水解酸化池、接觸氧化池和二沉池。
(1)水解酸化池。水解酸化池有效容積90 m3，有效水深3.0 m，外部尺寸：6 000 mm×5 000 mm×3 500 mm，池內(nèi)安裝D 150 mm型組合填料束，束間距離0.15 m。利用池中大量水解菌群和產(chǎn)酸菌群的作用可將廢水中難生物降解的大分子有機物降解為小分子物質(zhì)，提高廢水可生化性，從而降低后續(xù)好氧處理環(huán)節(jié)負荷，提高處理效果〔5〕。
(2)接觸氧化池。接觸氧化池有效容積90 m3，有效水深3.0 m，外部尺寸：6 000 mm×5 000 mm×3 500 mm，接觸氧化池內(nèi)安裝D 150 mm型高效組合填料束，束間距離0.15 m，填料上附著好氧微生物菌群。在鼓入空氣攪拌作用下，微生物菌群能有效降解水中的有機物、氮磷等〔6〕。
(3)二沉池。接觸氧化池出水進入二沉池進行固液分離，底部沉淀物排入污泥濃縮池，上清液進入砂濾罐。二沉池有效容積18 m3，外部尺寸：DN 3 000 mm×3 700 mm。
2.2.4 深度處理單元
深度處理單元包括砂濾罐、活性炭吸附罐、消毒池(清水池)。
(1)砂濾罐。通過砂濾能進一步去除廢水中微小懸浮物質(zhì)、色度和部分有機物，有效提高出水水質(zhì)。砂濾罐尺寸：DN 2 200 mm×3 000 mm，濾層厚度1.2 m，濾料粒徑0.7～2.0 mm。配備50QW18-15-1.5型水泵進行反沖洗。
(2)活性炭吸附罐。活性炭吸附能有效去除廢水色度，以及廢水中的有機物、氮磷、微生物等，經(jīng)活性炭吸附后廢水中的有機物可得到比較徹底地去除，出水主要指標達到回用標準�；钚蕴课焦蕹叽纾篋N 2 600 mm×3 000 mm，吸附層厚度1.0 m，采用直徑為3 mm的柱狀活性炭�；钚蕴课焦夼c砂濾罐共用1臺反沖洗水泵。
(3)消毒池(清水池)。為使消毒劑與廢水在清水池中能較長時間接觸，采用在清水池進水端投加二氧化氯進行消毒，殺滅廢水中大部分微生物和病原菌。清水池尺寸：4 000 mm×3 000 mm×4 300 mm，有效水深3.0 m。經(jīng)深度處理單元處理后的出水可達到回用標準，通過回用水泵供給車間和鍋爐房用水。
2.2.5 污泥處理單元
污泥處理單元包括污泥濃縮池和疊螺式污泥脫水機。
(1)污泥濃縮池�；炷�、初沉池、二沉池的沉淀污泥通過底部排泥管道排入污泥濃縮池進行存儲、濃縮，降低污泥含水率。污泥濃縮池尺寸：3 000 mm×2 000 mm×2 000 mm，有效深度1.7 m。
(2)疊螺式污泥脫水機。由于皮革涂飾廢水產(chǎn)泥油脂含量較高，故采用疊螺式污泥脫水機進行污泥脫水。疊螺式污泥脫水機外部尺寸：2 500 mm×1 000 mm×1 270 mm。通過污泥泵將污泥濃縮池底部污泥打入疊螺式污泥脫水機前部攪拌混合箱，同時注入PAM溶液充分攪拌混合，然后進入疊螺式污泥脫水機進行污泥脫水，泥餅外運。
3 低溫啟動及調(diào)試
通過室內(nèi)燒杯實驗確定混凝處理單元PAC、PAM投藥量及投藥比例，通過觀察混凝罐絮體數(shù)量和大小，并結合進水、初沉池出水水質(zhì)監(jiān)測結果及時調(diào)整投藥量。
由于生產(chǎn)需要，污水處理站在較低溫度狀態(tài)下進行啟動調(diào)試工作。調(diào)試工作開始時，當?shù)乇容^高氣溫為0 ℃左右，平均氣溫為-5 ℃。由于溫度過低不利于系統(tǒng)運行和微生物培養(yǎng)，因此在啟動調(diào)試過程中采取了一些升溫、保溫措施，主要包括：(1)對初沉池進行覆蓋，形成外保溫層，并配置電加熱系統(tǒng);(2)對水解酸化池、接觸氧化池進行覆蓋，形成保溫層;(3)在生物處理單元進行污泥接種前，先向其中投加熱水，提高池內(nèi)水溫，確保接種微生物成活和有效繁殖。經(jīng)上述處理后，水解酸化池水溫能保持在13～18 ℃左右，接觸氧化池水溫維持在10～15 ℃，基本確保了微生物生存所需溫度條件。
采用漸進式進水及污泥接種馴化法對生物處理單元進行啟動調(diào)試〔7〕，其中接種污泥取自保定市魯崗污水處理廠污泥濃縮池。將廢水、熱水、接種污泥按體積比5∶3∶2投加到接觸氧化池中，悶曝12 h，然后按設計進水量每天進水6 h，其余時間持續(xù)曝氣。根據(jù)出水水質(zhì)及鏡檢結果逐步加大進水量直至設計水量。水解酸化池中按體積比6∶3∶1投加廢水、熱水、接種污泥，按設計水量每天進水6 h，持續(xù)進行水質(zhì)監(jiān)測和微生物鏡檢，并根據(jù)結果適當投加氮磷等營養(yǎng)元素調(diào)整C、N、P比例。監(jiān)測結果顯示，接觸氧化池和水解酸化池微生物活性恢復、形成優(yōu)勢種群時間分別為10 d和40 d左右。
接觸氧化池微生物活性恢復后，二沉池較為穩(wěn)定的出水經(jīng)砂濾罐及活性炭吸附罐進入清水/消毒池。監(jiān)測各處理單元的進出水水質(zhì)，及時調(diào)整運行參數(shù)。另外，對污泥濃縮池、脫水機、電器控制系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)進行了調(diào)試，各單元運行穩(wěn)定，效果良好。
4 工程處理效果
調(diào)試工作自2014年2月9日開始，至2014年4月25日結束，歷時70余天，實現(xiàn)了皮革涂飾廢水處理工程較低溫度下的啟動與調(diào)試運行，有效地保障了企業(yè)的正常生產(chǎn)。正常運行期間，系統(tǒng)各主要處理單元出水水質(zhì)見表 2。
運行結果表明，出水水質(zhì)穩(wěn)定，并達到了設計要求。疊螺式污泥脫水機處理后外運泥餅含水率<80%。
5 工程經(jīng)濟效益分析
工程設計處理能力為100 m3/d，目前實際處理水量為80 m3/d。處理成本包括動力費、藥劑費和人工費3部分，其中動力費約為1.31元/m3，藥劑費約為0.50元/m3，人工費約為0.80元/m3，則該工程處理成本約為2.61元/m3。處理出水進行廠區(qū)回用，滿足廠區(qū)部分用水需求，回用量約為50 m3/d，當?shù)毓I(yè)用水水價為6元/m3，則每天可節(jié)省水費約300元，扣除污水處理成本，每天回用節(jié)水盈余約為100元。具體參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。
6 結語
(1)采用“混凝—水解酸化—接觸氧化—砂濾—活性炭吸附”工藝對鈺錦盛皮業(yè)有限公司皮革涂飾廢水進行了處理，處理出水達到回用標準，回用水可用于設備、車間地面的清洗及鍋爐用水。
(2)皮革涂飾廢水SS和色度均較高，混凝沉淀環(huán)節(jié)能有效去除廢水中的SS和色度，避免了懸浮物大量進入生物處理單元對填料、處理效果產(chǎn)生影響。
(3)皮革涂飾廢水中氮磷等營養(yǎng)元素含量相對較低，為保障生物處理單元正常運行，可將廠區(qū)生活污水與生產(chǎn)廢水合并處理，并根據(jù)監(jiān)測結果在生物處理單元適量投加營養(yǎng)元素。
(4)采用對構筑物安裝保溫層、頂部覆蓋以及投加熱水等方法實現(xiàn)了水解酸化池和接觸氧化池低溫快速啟動，確保了調(diào)試工作順利進行。
(5)扣除污水處理站運行成本后，回用水節(jié)水略有盈余，為企業(yè)產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟效益。
