制革工业废水处理设计说明

制革工业废水处理设计说明(总6页)

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制革工业废水处理设计说明 1.制革工业废水的产生和特点

皮革加工是以动物皮为原料，经化学处理和机械加工而完成的。加工工艺大致由浸水、去肉、浸灰脱毛、脱毛软化、浸酸鞣制、复鞣、中和染色、加脂等工序组成。原料加工和加工工艺均会对环境产生不同的污染。总体来看，制革工业的污染之——是来自于其加工过程中产生的废水。在皮革加工的过程中，大量的蛋白质、脂肪转移到废水、废渣中。在加工过程中采用的大量化工原料，如酸、碱、盐、硫化钠、石灰、铬鞣剂、加脂剂、染料等，其中有相当一部分进入废水之中。制革废水主要来自于鞣前准备、鞣制和其他湿加工工段，这些加工过程产生的废液多是间歇排出，其排出的废水是制革工业污染的最重要来源。

皮革生产中，为防，新鲜的原皮都是要用食盐裸存，在浸皮时食盐溶入废水中。在生皮的预处理中，生皮中蛋白质和油脂也成为污染物而进入废水。为了使毛皮和生皮分离。浸灰脱毛大量使用了石灰和硫化钠，结果是使大量碱性化合物，硫化物，毛皮和蛋白质进入废水。脱灰使用弱酸盐，如氯化铵和硫酸铵来中和石灰，又使大量氨进入废水。浸酸和铬鞣对环境的直接危害是大量硫酸和Cr3+进入废水。在加脂、染色等工艺又将有机溶剂、偶氦染料和金属铬合染料等合成有机会带入废水。

制革废水的特性表现在以下几个方面：

1.水量水质波动大：水量总变化系数达到2左右，而水质的变化系数更大，达到10左右。

2.可生化性好：废水中含有大量原皮上可溶性蛋白、脂肪等有机会和甲酸等低分子添加有机物，BOD5/COD比值通常在~之间。 3.悬浮物浓度高，易，产生污泥量大。大量原皮上的去肉和渣进入废水，废水中悬浮固体浓度高达数千毫克/升。

4.废水含S2-和总铬等无机有毒化合物。Cr3+会对微生物带来抑制作用；硫化物进入生物处理还会影响活性污泥的沉降性能，使固液分离效果下降。 2.数据及工艺流程 数据

牛皮制革厂间歇性排放废水

排放量：1800m3/d(其中70%为高浓度废水，30%为低浓度废水) 进水水质COD:600~15000mg/L、BOD5:60~3000mg/L、Ph:~10、

Cr3+:2~800mg/L、SS:300~3000mg/L、色度：300~1200倍、S2-：2~300mg/L

出水水质：COD:300mg/L、BOD5:30mg/L、Ph:6、Cr3+:L、SS:200mg/L、色度：30倍、S2-:L

处理工艺比选、确定 制革废水处理工艺

制革废水的处理主要为物化法和生化法。

物化的方法包括混凝沉淀法和混凝气浮法。即向废水中投加混凝剂，使废水中不能自然沉降的胶体颗粒凝聚，通过沉降或上浮达到和水分离的目的。物化法适合中小制革厂，处理综合效率一般对COD去除率为70%～85%；对BOD5去除率为50%～80%；对SS去除率为85%～95%；对总铬去除率为>98%；对S2-去除率95%物化法处理制革废水，水质难达到现行国家标准，因此需做进一步处理。

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生化处理包括活性污泥法、生物膜法和厌氧法等。

活性污泥法是比较传统和成熟的方法。其处理效率：COD为70%～80%，BOD5为85%～96%。

间歇式活性污泥法（SBR）具有构筑物简单，不设二沉池，无污泥回流，操作灵活，曝气时间和曝气量可调，以管理，不易产生污泥膨胀，同时具有调节水质水量的作用，因此可适当减少调节池的容积。

生物膜法一般采用接触氧化法，这种方法负荷高，无污泥回流，产泥量比活性污泥少，氧化池内需安装填料，费用增加。

氧化沟构造简单，负荷低，池容大，耐冲击负荷。具有脱氮的优点。氧化沟处理制革废水比较成熟且效率较高一点。

厌氧法有机物去除率COD为60%左右，无动力消耗，可省去预处理沉淀池，产泥量少，但培菌时间长。受S2-和Cr3+含量的影响，受温度影响。 工艺确定 1.曝气调节池

曝气调节池是在调节池内鼓风、曝气，可以充分搅动混合废水，促进废水絮凝，补充废水溶解氧，防止厌氧产生臭气，氧化某些还原剂如S2-等，具有预曝气作用，可以将部分具有絮凝作用、混凝作用的混凝污泥或生物污泥引入。 一般来说，调节池具有下列作用：

减少或防止冲击负荷对设备的不理影响； 使酸性废水和碱性废水得到中和，使处理过程中pH值保持稳定；调节水温；当处理设备发生故障时，可起到临时的事故贮水池的作用；集水作用，调节来水量和抽水量之间的不平衡，避免水泵启动过分频繁。

2.卡鲁塞尔型( Carrousel)氧化沟

根据处理污水的性质和特点，拟采用生物处理方法。本设计采用Carrousel氧化沟为主要的处理构筑物。Carrousel氧化沟系统是多沟串联氧化沟系统，在每组沟渠的转弯处安装有表面曝气机，兼有供氧和推流搅拌的作用，污水在沟道内转折巡回流动，处于完全混合状态有机物不断氧化得以去除。

由于氧化沟的长度较长，水中溶解氧的水平会产生较大的差距，从而可在氧化沟中形成富氧区、低氧区进而能够形成生物脱氮的环境。当有机负荷低时，还可以停用其中的若干曝气机，在保证水流搅拌混合循环的前提下，节约能源消耗。此工艺在我国已经得到了大量的应用，实践证明该工艺具有设备简单，管理方便，运行稳定，处理水质好的优点。 3.经分析结果如下： 外运 沉淀回收 硫酸 氢氧化 格栅 沉砂调节池 锰 催化氧化沉淀回收反应沉淀 曝气调节 污泥外运 Carrousel 污泥回流氧化沟 出水 二沉 池

3.构筑物设计

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格栅设计

（1）格栅的间隙数

栅前水深h=; 过栅流速一般采用～s，这里取s。 格栅的倾角一般采用45°～75°。这里取60°。 格栅栅条间隙取25mm

栅条间隙数 n=Q√sinα/bhv

是格栅倾角，b是格栅间隙宽度，v是过栅流速。 格栅栅条间隙数n=*√sin60°/**=52个 格栅数量：设两组并列的格栅，每组26个 （2）栅槽宽度 B=s(n-1)+bn

S是栅条宽度 格栅栅条宽度s取. 格栅栅槽宽度 B=*（52-1）+*52=

(3) 通过格栅的水头损失:h1=k*β*(S/b)^4/3*v²/2g*sinα 格栅条阻力系数β取，水头损失增大系数k取3 h1=3**^4/3* ²/2*g*sin60°= （4）栅条总高度

超高采用h2=,则栅条总高度 H=h+h1+h2=++= （5）栅槽总长度 B1=,α1=α2

l1=(B-B1)/(2*tanα1)= =

l2=(B-B1)/(2*tanα2)=每日栅渣量W=Q*W1/1000=1800*1000=d选用钟式沉砂池Q=310L/S，停留时间t=20～30s,取t=25s,有效水深h=Q/A= 查表选取型号300，则相关参数如下：

沉砂池参数

A B C D E F G H J K L 调节池

调节池有效体积V=Q*t=1800/24*8=600m3 取停留时间为8h

调节池平面形状为矩形，取有效水深h1=,调节池面积A=V/h2=120m2 池宽B=10m，则池长L=A/B=12m

调节池超高h2= 池总高H=h1+h2=+= 催化氧化池

加入硫酸锰进行催化氧化，使S2-氧化为SO42—及单质S沉淀，每1Kg硫化物反应生成硫酸根约需氧，催化剂MnSO4用量为28g，浓度约为100mg/l，反应最佳PH值为10，反应时间为5～8h，S2-去除率可达到80％左右。 停留时间为7h

有效体积V=Q*t=1800/24*7=525m2取有效水深h1=，面积A=V/h1=131m2 池宽B=10m，则池长L=A/B=取 池超高h2=，池总高H=h1+h2=+=

由上可知，含硫物有d,,则需浓度为100mg/L的硫酸锰溶液106m3/d 反应沉淀池

从理论上来说，当PH在时，加碱沉淀法是完全可以将含铬废水中的三价铬沉淀出来的，上层清液是完全可以达到污水排放标准的，使用氢氧化钠来调节PH。加碱（加

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NaOH），的同时蒸汽加温至65℃，PH控制在，反应2h，然后静止沉淀，可生成氢氧化铬沉淀。 取停留时间为4h

有效体积V=Q*t=1800/24*4=300m2取有效水深h1=，面积A=V/h1=100m2 池宽B=10m，则池长L=A/B=10m 池超高h2=，池总高H=h1+h2=+= 由上可知，Cr3+有d,则需氢氧化钠d 曝气调节池

曝气调节池是在调节池内鼓风、曝气，可以充分搅动混合废水，促进废水絮凝，补充废水溶解氧，防止厌氧产生臭气，氧化某些还原剂如S2-等，具有预曝气作用，可以将部分具有絮凝作用、混凝作用的混凝污泥或生物污泥引入。 一般来说，调节池具有下列作用：

减少或防止冲击负荷对设备的不理影响； 使酸性废水和碱性废水得到中和，使处理过程中pH值保持稳定；调节水温；当处理设备发生故障时，可起到临时的事故贮水池的作用；集水作用，调节来水量和抽水量之间的不平衡，避免水泵启动过分频繁。

（1）调节池有效体积V=Q*t=1800/24*8=600m3 取停留时间为8h

调节池平面形状为矩形，取有效水深h1=,调节池面积A=V/h2=150m2 池宽B=10m，则池长L=A/B=15m

调节池超高h2= 池总高H=h1+h2=+= （2）空气管计算

在调节池内布置曝气管，气水比为5:1，空气量为Q= m3/s*5= m3/s。利用气体的搅拌作用使来水均匀混合，同时达到预曝气的作用。

空气总管D1取200mm，管内流速V1=4Q/π*D1²=4*(π*²)=s V1在10～15m/s范围内，满足规范要求。

空气支管D2：共设2根支管，每根支管的空气流量q=Q/2=2=s

支管内空气流速V2应在5～10m/s范围内，选V2=7m/s,则支管管径 D2=√(4q/(π*v²))=√(4*(π*7))==178mmD2取175mm 校核：V2=4*（π*²）=s在5～10m/s范围内

沿支管方向每隔2m设置两根对称的穿孔管，靠近穿孔管的两侧池壁各留，则穿孔管的间距数为(L-2×/2=（15-1）/2=7,穿孔管的个数n=(7+1)×2×2=32。每根支管上连有16根穿孔管。

通过每根穿孔管的空气量q1，q1=q/16=16=s

则穿孔管直径D2=√(4q/(π*v))=√(4*(π*7))==126mm取 校核：V=*4/(π*²)=s, 在5～10m/s范围内。 氧化沟

污泥龄θc=15d；污泥产泥系数Y=kgBOD5； 污泥浓度X=4000mg/l；污泥自身氧化率Kd=； 水流量Q=1800m3/d；

氧化沟进水BOD5:S0=3000mg/l；Se=30mg/l； 污泥含水率p=%。 （1）硝化区的容积

V1=YQ(S0-Se)/(X*(1+Kd*θc))=*1800*(3000-30)/(4000*(1+*15))=382m3 (2)氧化沟总容积 V=V1/K=382/=695m3

K—具有活性作用的污泥的总污泥量的比例，一般采用左右

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（3）采用1座4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深H=，超高取，宽B=4m 沟总长L=V/NhB=695/(1*3*4)=58m 单沟长l=58/4= (4)剩余污泥量

W=YQ(S0-Se)/(1+Kd*θc)=*1800*(3000-30)/1000/(1+*15)=1527kg/d 湿污泥量Qs=W/(1-P)/1000=1527水渠

沉淀池出水经过出水堰跌落进入出水渠道，然后汇入出水管排入集配水井中外部的集水井内。出水堰采用单侧90°三角形出水堰，三角堰顶长，深，集水槽宽，沉淀池有185个三角堰。三角堰流量Q1为：n=4(B-2B1)/a,设计中取B=，B1=，a=，n=170，Q1=Q/n=170=³/s，H1=*^=，三角堰后自由跌落，则出水堰水头损失为，设计中取。堰上负荷：*1000/（*4）=(s·m)< 12.出水渠道

出水渠道设在沉淀池四周，单侧集水。集水量为2=³/s,出水渠道宽，水深，水平流速s。出水渠道将三角堰出水汇集送入出水管，出水管采用钢管，管径DN300mm，管内流速s。 13.排泥管

14.排泥管伸入污泥斗底部，为防止排泥管堵塞，排泥管管径设为200mm。

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