制革工業(yè)廢水處理設(shè)計(jì)說明(共7頁)

1、制革(zh )工業(yè)廢水處理設(shè)計(jì)說明1.制革工業(yè)廢水的產(chǎn)生(chnshng)和特點(diǎn)皮革加工是以動(dòng)物皮為原料，經(jīng)化學(xué)(huxu)處理和機(jī)械加工而完成的。加工工藝大致由浸水、去肉、浸灰脫毛、脫毛軟化、浸酸鞣制、復(fù)鞣、中和染色、加脂等工序組成。原料加工和加工工藝均會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不同的污染。總體來看，制革工業(yè)的污染之是來自于其加工過程中產(chǎn)生的廢水。在皮革加工的過程中，大量的蛋白質(zhì)、脂肪轉(zhuǎn)移到廢水、廢渣中。在加工過程中采用的大量化工原料，如酸、堿、鹽、硫化鈉、石灰、鉻鞣劑、加脂劑、染料等，其中有相當(dāng)一部分進(jìn)入廢水之中。制革廢水主要來自于鞣前準(zhǔn)備、鞣制和其他濕加工工段，這些加工過程產(chǎn)生的廢液多是間歇排出，其排

2、出的廢水是制革工業(yè)污染的最重要來源。皮革生產(chǎn)中，為防腐敗，新鮮的原皮都是要用食鹽裸存，在浸皮時(shí)食鹽溶入廢水中。在生皮的預(yù)處理中，生皮中蛋白質(zhì)和油脂也成為污染物而進(jìn)入廢水。為了使毛皮和生皮分離。浸灰脫毛大量使用了石灰和硫化鈉，結(jié)果是使大量堿性化合物，硫化物，毛皮和蛋白質(zhì)進(jìn)入廢水。脫灰使用弱酸鹽，如氯化銨和硫酸銨來中和石灰，又使大量氨進(jìn)入廢水。浸酸和鉻鞣對(duì)環(huán)境的直接危害是大量硫酸和Cr3+進(jìn)入廢水。在加脂、染色等工藝又將有機(jī)溶劑、偶氦染料和金屬鉻合染料等合成有機(jī)會(huì)帶入廢水。制革廢水的特性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.水量水質(zhì)波動(dòng)大：水量總變化系數(shù)達(dá)到2左右，而水質(zhì)的變化系數(shù)更大，達(dá)到10左右。2.可生化

3、性好：廢水中含有大量原皮上可溶性蛋白、脂肪等有機(jī)會(huì)和甲酸等低分子添加有機(jī)物，BOD5/COD比值通常在0.400.45之間。3.懸浮物濃度高，易腐敗，產(chǎn)生污泥量大。大量原皮上的去肉和渣進(jìn)入廢水，廢水中懸浮固體濃度高達(dá)數(shù)千毫克/升。4.廢水含S2-和總鉻等無機(jī)有毒化合物。Cr3+會(huì)對(duì)微生物帶來抑制作用；硫化物進(jìn)入生物處理還會(huì)影響活性污泥的沉降性能，使固液分離效果下降。2.數(shù)據(jù)及工藝流程2.1數(shù)據(jù)牛皮制革廠間歇性排放廢水排放量：1800m3/d(其中70%為高濃度廢水，30%為低濃度廢水)進(jìn)水水質(zhì)COD:60015000mg/L、BOD5:603000mg/L、Ph:8.510、Cr3+:2800

4、mg/L、SS:3003000mg/L、色度：3001200倍、S2-：2300mg/L出水水質(zhì)：COD:300mg/L、BOD5:30mg/L、Ph:6、Cr3+:1.5mg/L、SS:200mg/L、色度：30倍、S2-:1.0mg/L2.2處理工藝比選、確定2.2.1制革廢水處理工藝制革廢水的處理主要為物化法和生化法。物化的方法包括混凝沉淀法和混凝氣浮法。即向廢水中投加混凝劑，使廢水中不能自然沉降的膠體顆粒凝聚，通過沉降或上浮達(dá)到和水分離的目的。物化法適合中小制革廠，處理綜合效率一般對(duì)COD去除率為70%85%；對(duì)BOD5去除率為50%80%；對(duì)SS去除率為85%95%；對(duì)總鉻去除率為9

5、8%；對(duì)S2-去除率95%物化法處理制革廢水，水質(zhì)難達(dá)到現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，因此需做進(jìn)一步處理。生化(shn hu)處理包括活性污泥法、生物膜法和厭氧法等?；钚晕勰喾ㄊ潜容^傳統(tǒng)和成熟的方法(fngf)。其處理效率：COD為70%80%，BOD5為85%96%。間歇式活性污泥法（SBR）具有構(gòu)筑物簡單，不設(shè)二沉池，無污泥回流，操作靈活，曝氣時(shí)間和曝氣量可調(diào)，以管理，不易產(chǎn)生污泥膨脹(png zhng)，同時(shí)具有調(diào)節(jié)水質(zhì)水量的作用，因此可適當(dāng)減少調(diào)節(jié)池的容積。生物膜法一般采用接觸氧化法，這種方法負(fù)荷高，無污泥回流，產(chǎn)泥量比活性污泥少，氧化池內(nèi)需安裝填料，費(fèi)用增加。氧化溝構(gòu)造簡單，負(fù)荷低，池容大，耐沖擊負(fù)

6、荷。具有脫氮的優(yōu)點(diǎn)。氧化溝處理制革廢水比較成熟且效率較高一點(diǎn)。厭氧法有機(jī)物去除率COD為60%左右，無動(dòng)力消耗，可省去預(yù)處理沉淀池，產(chǎn)泥量少，但培菌時(shí)間長。受S2-和Cr3+含量的影響，受溫度影響。2.2.2工藝確定1.曝氣調(diào)節(jié)池曝氣調(diào)節(jié)池是在調(diào)節(jié)池內(nèi)鼓風(fēng)、曝氣，可以充分?jǐn)噭?dòng)混合廢水，促進(jìn)廢水絮凝，補(bǔ)充廢水溶解氧，防止厭氧產(chǎn)生臭氣，氧化某些還原劑如S2-等，具有預(yù)曝氣作用，可以將部分具有絮凝作用、混凝作用的混凝污泥或生物污泥引入。一般來說，調(diào)節(jié)池具有下列作用：減少或防止沖擊負(fù)荷對(duì)設(shè)備的不理影響；使酸性廢水和堿性廢水得到中和，使處理過程中pH值保持穩(wěn)定；調(diào)節(jié)水溫；當(dāng)處理設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，可起到臨時(shí)

7、的事故貯水池的作用；集水作用，調(diào)節(jié)來水量和抽水量之間的不平衡，避免水泵啟動(dòng)過分頻繁。2.卡魯塞爾型( Carrousel)氧化溝根據(jù)處理污水的性質(zhì)和特點(diǎn)，擬采用生物處理方法。本設(shè)計(jì)采用Carrousel氧化溝為主要的處理構(gòu)筑物。Carrousel氧化溝系統(tǒng)是多溝串聯(lián)氧化溝系統(tǒng)，在每組溝渠的轉(zhuǎn)彎處安裝有表面曝氣機(jī)，兼有供氧和推流攪拌的作用，污水在溝道內(nèi)轉(zhuǎn)折巡回流動(dòng)，處于完全混合狀態(tài)有機(jī)物不斷氧化得以去除。硫酸錳氫氧化鈉由于氧化溝的長度較長，水中溶解氧的水平會(huì)產(chǎn)生較大的差距，從而可在氧化溝中形成富氧區(qū)、低氧區(qū)進(jìn)而能夠形成生物脫氮的環(huán)境。當(dāng)有機(jī)負(fù)荷低時(shí)，還可以停用其中的若干曝氣機(jī)，在保證水流攪拌混合

8、循環(huán)的前提下，節(jié)約能源消耗。此工藝在我國已經(jīng)得到了大量的應(yīng)用，實(shí)踐證明該工藝具有設(shè)備簡單，管理方便，運(yùn)行穩(wěn)定，處理水質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn)。調(diào)節(jié)池沉砂池格柵反應(yīng)沉淀池催化氧化池3.經(jīng)分析結(jié)果如下： 外運(yùn)沉淀回收污泥外運(yùn)沉淀回收曝氣調(diào)節(jié)池出水二沉池Carrousel氧化溝污泥回流3.構(gòu)筑物設(shè)計(jì)(shj)3.1格柵設(shè)計(jì)(shj)（1）格柵的間隙(jin x)數(shù)柵前水深h=0.4m;過柵流速一般采用0.61.0m/s，這里取0.8m/s。格柵的傾角一般采用4575。這里取60。格柵柵條間隙取25mm柵條間隙數(shù)n=Qsin/bhv是格柵傾角，b是格柵間隙寬度，v是過柵流速。格柵柵條間隙數(shù)n=0.44*sin60/

9、(0.025*0.4*0.8)=52個(gè)格柵數(shù)量：設(shè)兩組并列的格柵，每組26個(gè)（2）柵槽寬度B=s(n-1)+bnS是柵條寬度格柵柵條寬度s取0.01m.格柵柵槽寬度B=0.01*（52-1）+0.025*52=1.81m(3) 通過格柵的水頭損失:h1=k*(S/b)4/3*v/2g*sin格柵條阻力系數(shù)取2.42，水頭損失增大系數(shù)k取3h1=3*2.42*(0.01/0.025)4/3* 0.8/2*g*sin60=0.06m（4）柵條總高度超高采用h2=0.3m,則柵條總高度H=h+h1+h2=0.4+0.06+0.3=0.76m（5）柵槽總長度B1=1.6m,1=2l1=(B-B1)/(

10、2*tan1)=(1.81-1.6)/(2*tan20)=0.29ml2=(B-B1)/(2*tan2)=(1.81-1.6)/(2*tan20)=0.29mH1=h+h2=0.4+0.3=0.7mL=l1+l2+1.0+0.5+H1/tan60=0.29+0.29+0.5+1.0+0.7/tan60=2.4m(6)每日柵渣量W=Q*W1/1000=1800*0.05/1000=0.09m3/d0.2m3/d3.2沉沙池選用鐘式沉砂池Q=310L/S，停留時(shí)間t=2030s,取t=25s,有效水深h=Q/A=1.06m查表選取型號(hào)300，則相關(guān)參數(shù)如下：沉砂池參數(shù)A B C D E F G H

11、 J K L3.05 1.0 0.610 1.200 0.30 1.55 0.45 0.30 0.45 0.80 1.353.3調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池有效體積V=Q*t=1800/24*8=600m3取停留時(shí)間為8h調(diào)節(jié)池平面形狀為矩形，取有效水深h1=5.0m,調(diào)節(jié)池面積A=V/h2=120m2池寬B=10m，則池長L=A/B=12m調(diào)節(jié)池超高h(yuǎn)2=0.3m 池總高H=h1+h2=5.0+0.3=5.3m3.4催化氧化池加入硫酸錳進(jìn)行催化氧化，使S2-氧化為SO42及單質(zhì)S沉淀，每1Kg硫化物反應(yīng)生成硫酸根約需0.6Kg氧，催化劑MnSO4用量為28g，濃度約為100mg/l，反應(yīng)最佳PH值為10，反

12、應(yīng)時(shí)間為58h，S2-去除率可達(dá)到80左右。停留時(shí)間為7h有效(yuxio)體積V=Q*t=1800/24*7=525m2取有效水深h1=4.0m，面積A=V/h1=131m2池寬B=10m，則池長L=A/B=13.1m取13.5m池超高h(yuǎn)2=0.3m，池總高H=h1+h2=4.0+0.3=4.3m由上可知，含硫物有379.08kg/d,則需濃度(nngd)為100mg/L的硫酸錳溶液106m3/d3.5反應(yīng)(fnyng)沉淀池從理論上來說，當(dāng)PH在8.5時(shí)，加堿沉淀法是完全可以將含鉻廢水中的三價(jià)鉻沉淀出來的，上層清液是完全可以達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)的，使用氫氧化鈉來調(diào)節(jié)PH。加堿（加NaOH），的

13、同時(shí)蒸汽加溫至65，PH控制在8.5，反應(yīng)2h，然后靜止沉淀，可生成氫氧化鉻沉淀。取停留時(shí)間為4h有效體積V=Q*t=1800/24*4=300m2取有效水深h1=3.0m，面積A=V/h1=100m2池寬B=10m，則池長L=A/B=10m池超高h(yuǎn)2=0.3m，池總高H=h1+h2=3.0+0.3=3.3m由上可知，Cr3+有1009.08kg/d,則需氫氧化鈉3027.24kg/d3.6曝氣調(diào)節(jié)池曝氣調(diào)節(jié)池是在調(diào)節(jié)池內(nèi)鼓風(fēng)、曝氣，可以充分?jǐn)噭?dòng)混合廢水，促進(jìn)廢水絮凝，補(bǔ)充廢水溶解氧，防止厭氧產(chǎn)生臭氣，氧化某些還原劑如S2-等，具有預(yù)曝氣作用，可以將部分具有絮凝作用、混凝作用的混凝污泥或生物污

14、泥引入。一般來說，調(diào)節(jié)池具有下列作用：減少或防止沖擊負(fù)荷對(duì)設(shè)備的不理影響；使酸性廢水和堿性廢水得到中和，使處理過程中pH值保持穩(wěn)定；調(diào)節(jié)水溫；當(dāng)處理設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，可起到臨時(shí)的事故貯水池的作用；集水作用，調(diào)節(jié)來水量和抽水量之間的不平衡，避免水泵啟動(dòng)過分頻繁。（1）調(diào)節(jié)池有效體積V=Q*t=1800/24*8=600m3取停留時(shí)間為8h調(diào)節(jié)池平面形狀為矩形，取有效水深h1=4.0m,調(diào)節(jié)池面積A=V/h2=150m2池寬B=10m，則池長L=A/B=15m調(diào)節(jié)池超高h(yuǎn)2=0.3m 池總高H=h1+h2=4.0+0.3=4.3m（2）空氣管計(jì)算在調(diào)節(jié)池內(nèi)布置曝氣管，氣水比為5:1，空氣量為Q=0.

15、069m3/s*5=0.35m3/s。利用氣體的攪拌作用使來水均勻混合，同時(shí)達(dá)到預(yù)曝氣的作用?？諝饪偣蹹1取200mm，管內(nèi)流速V1=4Q/*D1=4*0.35/(*0.2)=11.1m/sV1在1015m/s范圍內(nèi)，滿足規(guī)范要求?？諝庵Ч蹹2：共設(shè)2根支管，每根支管的空氣流量q=Q/2=0.35/2=0.175m3/s支管內(nèi)空氣流速V2應(yīng)在510m/s范圍內(nèi)，選V2=7m/s,則支管管徑D2=(4q/(*v)=(4*0.175/(*7)=0.178m=178mmD2取175mm校核：V2=4*0.175/（*0.175）=7.3m/s在510m/s范圍內(nèi)沿支管方向每隔2m設(shè)置兩根對(duì)稱的穿孔管

16、，靠近穿孔管的兩側(cè)池壁各留0.5m，則穿孔管的間距數(shù)為(L-20.5)/2=（15-1）/2=7,穿孔管的個(gè)數(shù)n=(7+1)22=32。每根支管上連有16根穿孔管。通過每根穿孔管的空氣量q1，q1=q/16=0.175/16=0.0875m3/s則穿孔管直徑D2=(4q/(*v)=(4*0.0875/(*7)=0.126m=126mm取校核(xio h)：V=0.0875*4/(*0.15)=5.0m/s, 在510m/s范圍(fnwi)內(nèi)。3.7Carrousel氧化(ynghu)溝污泥齡c=15d；污泥產(chǎn)泥系數(shù)Y=0.5kgMLSS/kgBOD5；污泥濃度X=4000mg/l；污泥自身氧化

17、率Kd=0.05；水流量Q=1800m3/d；氧化溝進(jìn)水BOD5:S0=3000mg/l；Se=30mg/l；污泥含水率p=99.2%。（1）硝化區(qū)的容積V1=YQ(S0-Se)/(X*(1+Kd*c)=0.5*1800*(3000-30)/(4000*(1+0.05*15)=382m3(2)氧化溝總?cè)莘eV=V1/K=382/0.55=695m3K具有活性作用的污泥的總污泥量的比例，一般采用0.55左右（3）采用1座4廊道式卡魯塞爾氧化溝，取池深H=2.5m，超高取0.5m，寬B=4m溝總長L=V/NhB=695/(1*3*4)=58m單溝長l=58/4=14.5m(4)剩余污泥量W=YQ(S

18、0-Se)/(1+Kd*c)=0.5*1800*(3000-30)/1000/(1+0.05*15)=1527kg/d濕污泥量Qs=W/(1-P)/1000=1527/(1-0.992)/1000=196.5m3/d（5）最大需氧量的計(jì)算O2=Q*(S0-Se)+1.42*X*f+4.6*(N0-Ne)-0.07*X*f-2.6*NO3-=1800*(3000-30)/1000+1.42*1527*0.75+4.6*22.69/1000-0.07*1527*0.75-2.6*17.69/1000=6892kg/d（6）標(biāo)準(zhǔn)需氧量O2=O2*Cs(20)/(*(*Cs(T)-C)*1.024(T

19、-20)=6892*9.07/(0.9*(0.95*8.24-2)*1.024(25-20)=10585kg/d=441kg/h3.8二沉池豎流式二沉池中污水沿著中心管向下流動(dòng)，經(jīng)過中心管下部的反射板折向上方，由沉淀池頂部鋸齒形三角堰收集排出。豎流式沉淀池由進(jìn)水裝置、中心管、出水裝置、沉淀區(qū)、污泥斗、排泥裝置組成。Q=1800m/d=0.0208m/s，考慮到回流污泥量，沉淀池進(jìn)水流量Q1，Q1=Q+RQ0=0.0208+0.015*0.5=0.0283m/s中心進(jìn)水管面積A1=Q/v0,設(shè)計(jì)中取v=0.03m/s,A1=0.0283/0.03=0.94中心進(jìn)水管直徑d0=4A1/=40.94

20、/3.14=1.09m,設(shè)計(jì)中取d0=1.1m,進(jìn)水管采用DN=200mm,管內(nèi)流速v=4Q/DD=40.0283/（3.140.20.2）=0.9m/s中心進(jìn)水管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h3=Q/v1d1,設(shè)計(jì)中取v1=0.02m/s,d1=1.50m,h3=0.0283/(0.02*3.14*1.50)=0.30m沉淀區(qū)有效面積A2=Q/v，設(shè)計(jì)中取沉淀池的表面負(fù)荷q=1.4m/(h),v=q=0.000388m/s,A2=0.0208/0.000388=53.61沉淀池邊長B=（A1+A2）=(53.61+0.69)=7.37m,設(shè)計(jì)(shj)中取7.40m8m沉淀池有效(yuxio

21、)水深（m）h2=qt,設(shè)計(jì)(shj)中取t=2.5h,h2=1.4*2.5=3.5m,校核沉淀池邊長與水深之比，B/h2=7.4/3.5=2.181m污泥斗容積可以滿足污泥區(qū)的要求。沉淀池總高度H=h1+h2+h3+h4+h5,設(shè)計(jì)中取h1=0.3m，因?yàn)槲勰嗝孑^低，設(shè)計(jì)中取緩沖層高度h4=0.3m。H=0.3+3.50+0.3+0.3+5.98=10.38m集配水井沉淀池進(jìn)水端設(shè)立集配水井，污水在集配水井中部的配水井平均分配，然后流進(jìn)每組沉淀池。配水井內(nèi)中心管直徑D2=4Q*Q/v2，設(shè)計(jì)中取v2=0.7m/s，Q=1.355m/s,D2=1.57m,設(shè)計(jì)中取1.60m配水井直徑D3=(4Q/v3+D2*D2),設(shè)計(jì)中取v3=0.3m/s,D3=2.88m,設(shè)計(jì)中取2.90m集配水井直徑D1=（4Q/v1+D3*D3）,設(shè)計(jì)中取v1=0.25m/s，D1=3.91m,