基于制革废水处理厂升级改造分析

卞光明

（中化化工科学技术研究总院有限公司，北京 100083）

虽然我国制革工业已达到世界领先水平，但是生产企业整体规模距离先进国家还存在差异，有着制革耗水量大、材料利用率不高等问题。随着市场需求增加产量也不断增加，工业废水污染严重，以往的废水处理技术远远不能满足当代要求。为契合以清洁、先进、环保的生产工艺以及资源循环化的时代发展趋势，洁净措施的应用俨然是大势所趋。于90年代期间经联合国商讨以及主导下以清洁生产为主要生产基调的部门—环境规划署（UNEP）应运而生，且其在之后的发展历程中更是针对未来生产工业化的走向开展针对性分析，进而奠定了该行业的未来发展基调与方向[1]。根据我国实际情况，优化排污措施，减排、提高处理效率俨然是我国污水处理优化改革的必由之路。

1 注重污水处理的意义

制革行业覆盖面广，以制革、皮衣、皮毛、制鞋高度普及应用的基本产业及皮革化工、机械等科技行业搭建了中国皮革行业的基本构架，其大多数以中小型企业为主，分布在全国各地。

制革行业的发展增加了市场经济，从而为国民经济注入活力进而为国家创造了财富，但与其相伴而生的便是以环境污染为首的经济增长所带来的负面代价。制革行业在制作过程中对于化工用品的使用造成了其工业废水中携带有高碱性、高色素以及高硫化物的高污特质，严重威胁人类的健康，影响了行业的可持续发展。要科学高效地处理污水，在做出分析、设计改造方案、调整措施之后，才能实现行业的又一轮优化，进而奠定全新的发展前景[2]。

2 常用废水处理工艺及工程实例分析

目前国内处理制革废水主要为物化与生化相结合的方法，常用物化、生化工艺如下。

2.1 一级物化处理工艺

受效率高成本低的因素影响，直接碱沉法比其他方法运用广泛。碱沉淀法固然在其工艺上较好，但是其基于向铬鞣废水中加碱回收氢氧化铬以及最后实现回收利用。pH调到一定数值方能促使氢氧化铬的生成，然而沉淀时间长会导致二次污染发生的可能性大大增加。氧化镁对铬泥沉淀的效果不错，但是会提高成本。如果使用Ca（OH）2成本较低，但是不利于回收利用。

混凝气浮借由混凝剂与污水内部成分的多重化学以及物理变化促使其在混凝剂的作用下导致悬浮物质通过脱稳、架桥等一系列反应实现胶态转变。利用其密度小于水的特点可助其应用固液分离措施，大量生成微小气泡的并在浮力的作用下推动其悬浮于水面完成悬浮物分离与去除，实现污水净化[3]。

2.2 二级生化处理工艺

目前，制革废水的二级生物主要处理措施具备以下特质：

其一为氧化沟工艺优质处理过程奠定的高质量成果，其作为现今国内在污水处理工艺中相对技艺稳定全面以及成果质量优良的一流应用技术，适用大型的制革厂，缺点就是运行、管理、去除氨氮难度较大，占地面积也相对较大。

其二为SBR法工艺所造就其自身技术具有高度弹性以及活动性促使其在中小企业的废水净化应用上颇有出彩之处。复合SBR生化法是一种以时间换空间、以非稳态替代稳态的反应，以静置沉淀替代动态沉淀的高效处理工艺。它的特点是在运行上的间歇有序操作，集调节均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，池内调节、缺氧、厌氧、好氧、沉淀、出水处于交替状态，具有良好的抗水量水质冲击能力和脱碳脱氮除磷效果。复合SBR通过针对性运用SBR可培育大量优质菌群对废水成分进行利用完成对污水的无害处理。SBR虽然运行灵活但其受限于其自身对于科技成果的应用，导致其对于自动化监管控制要求较高。

其三为生物接触氧化法，其在管理操作方面简便的特性及高强度防控能力的鲜明特点为其带来诸多小水量制革废水处理广泛应用，但其在污水去污效率以及质量上俨然存在一定问题，氨氮等污染物不能稳定达标。

2.3 工程实例分析：

江苏省连云港市某制革厂废水处理工艺采用“碱沉+生物接触氧化+二沉”工艺处理废水，在平均进水COD为1850 mg/L的情况下，处理后COD降至150 mg/L，硫化物去除率达到90.5%，色度去除率达到76%，铬、总氮未能稳定达到排放标准。

江苏省宿迁市某制革厂采用“碱沉+氧化沟”工艺处理废水，在平均进水COD为2 220 mg/L的情况下，处理后COD降至160 mg/ L，硫化物去除率达到93.6%，铬未能稳定达到排放标准。

根据上述工艺分析，制革废水主要控制污染物为Cr3+、硫化物、COD、油脂、总氮等，针对制革企业废水不能稳定达标的情况，应从工艺本身、处置单元设置、水质调节等多方面着手，提出切合实际的改造处理措施，处理系统应有较大的适应性，系统具有较强的抗冲击负荷能力。

3 废水处理影响因素及改造措施

制革废水处理以出水水质的高优性以及工艺技术的高度稳定性与完成率为基本，实施方案全面规划，降低运行费，提高动力、药剂等利用率。

3.1 影响因素

影响制革废水处理的因素包括：（1）适宜温度：微生物适宜生长的合适温度对生物处理反应器的负荷影响较大，在适宜温度区间，随着温度的升高，生化效率随之加快。（2）pH值：物化碱沉最佳pH值8.2-9.0之间，Cr3+浓度在pH值9.0时最低，去除效果最佳，大于9.0时碱沉物逐渐溶解；微生物生长的最佳pH值6.5-8.5之间，活性最强。（3）有毒物质：废水含高毒性有害物质如重金属成分、化学药物等，毒害物质浓度过高，影响微生物生长。（4）氧含量：厌氧型微生物含氧量极低、或者无氧状态下生存，甚至绝对无氧的环境下才能生存；兼氧型微生物含氧量（DO＜2 mg/L）状态下活性较好；好氧型微生物含氧量较高状态（DO＞2 mg/L）下活性较好。（5）提供稳定水质、水量，保证生物处理系统的良好运行。

3.2 针对性改造方法

针对多家制革企业废水Cr3+治理不达标的情况，鞣制废水中铬离子呈现离子态和络合态，采用传统碱沉淀法不能稳定去除络合态铬离子，需投加破络剂破坏络合状态，以提高铬离子去除效率。

针对COD、总氮等治理不能稳定达标的情况，主要原因为：处理单元设置负荷不合理；处理功能单元设置缺失、功能单一、抗负荷能力弱。需根据废水水质变化情况、污染物性质，实现各单元功能针对性地确保废水稳定达标处理。

3.3 改造处理方法

制革生产废水排放量大、成分复杂、污染物种类多、间歇排放造就了污染物种类、浓度的多变，此外有毒难降解物质导致了废水污染程度的高度累积而导致了工业废水较难处理，采取分类物化预处理，再进行生物处理能有效治理废水。

2020年3月对江苏省连云港市某制革企业废水处理单元进行整改，鞣制废水碱沉工段增加破络剂投加，增加混凝气浮池单元进一步去除废水中污染物，将现有生化系统通过墙体改造、设备更换更改为复合型SBR工艺。根据上述分析，确定废水整改工艺图，如下图所示。

鞣制前废水经混凝气浮预处理与其他废水混合后经气浮再处理，混合鞣制废水经投加破络剂、碱沉淀回收后废水进入复合SBR池处理后废水达标排放。依托物化、生化的科学指导，针对性有效使用微生物繁殖防治措施实现污水除害，奠定了其高效简便以及步骤成本低的特点。

图1 工艺流程图

3.4 运行效果及改造费用

自2020年5月完成改造完成至现在，该企业改造后鞣制废水铬离子浓度稳定小于1.0 mg/L；企业综合废水硫化物未检出，COD稳定在70～80 mg/L，总氮小于40 mg/L，色度、动植物油等其他污染因子均达到排放标准。

企业3 000 t/d处理站改造费用为460万元，吨废水处理成本为1.1元。改造工程利用现有池体改造、更换部分设备、增加自控仪表，使废水处理成本较原有工艺降低0.3元/吨，提高了自控能力，实现废水处理的可视化、远程化和精准化管控，废水改造成效显著。

4 结论

污水处理厂是重要基础设施，它的改造实施对于提高废水处理效果、保障员工身体健康和企业长效健康发展有重要意义。国家对环境保护日益重视，对污水的排放也有了更高要求，处理方法也必须更完善，但每种方法都存在着优缺点，所以不同企业要分析选择合理的方式来处理废水，提高处理效率，降低成本，要有超前的环保意识，做到企业长远发展，经济的健康可持续发展。