山羊皮加工废水处理工艺设计

摘要：开封市某皮革企业年加工山羊皮600万张，从事由毛皮到成皮的全流程生产。厂区建有1座污水处理站，主要包括含铬废水预处理单元、含硫废水预处理单元和综合废水处理单元。结合污水处理站的设计规模和进出水水质，分析废水处理的工艺流程和主要设计参数，从而指导类似企业有效降低投资和运行成本，提高经济效益和环境效益。

关键词：山羊皮；废水处理；铬；硫化物；厌氧好氧工艺

中图分类号：X794 文献标识码：A 文章编号：1008-9500（2024）10-0-03

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Design of treatment process for goat skin processing wastewater

ZHUANG Qin

（Fujian Weishui Environmental Protection Co.， Ltd.， Fuzhou 350000， China）

Abstract： A leather enterprise in Kaifeng city processes 6 million goat skins annually and engages in the full process production from fur to finished leather. There is one sewage treatment plant built in the factory area， mainly including a pre-treatment unit for chromium containing wastewater， a pre-treatment unit for sulfur-containing wastewater， and a treatment unit for comprehensive wastewater. Based on the design scale and inlet and outlet water quality of the sewage treatment plant， the process flow and main design parameters of wastewater treatment are analyzed， in order to guide similar enterprises to effectively reduce investment and operating costs， and improve economic and environmental benefits.

Keywords： goat skin; wastewater treatment; chromium; sulfides; anaerobic oxic process

一般来说，制革废水的污染源分为两类[1]。一是皮革原料上的无用物。皮革原料的毛、表皮、油脂、皮下组织和纤维介质等无用物进入水中，使废水中的化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）和悬浮物（Suspended Solids，SS）急剧增加。二是制革使用的化工材料。在制革过程中，化工材料中的硫化钠、铵盐、铬盐以及色素等成分会转移至废水中。含铬废水来自铬鞣、复鞣、染色和后整饰等工段[2]。制革废水中的铬主要是三价铬，具有较高的毒性和氧化性，对生态环境和人体健康造成威胁，属于第一类污染物，必须单独预处理。含硫废水主要产生于制革的鞣前准备工段。灰碱法脱毛会使用大量的石灰和硫化钠，硫化物具有还原性，排入水体将消耗水中的溶解氧并危害动植物，易与废水中的多种物质反应，生成难处理的化合物，增加废水处理的难度与成本。因此，含硫废水必须单独预处理。综上，皮革企业车间内含铬废水、含硫废水和综合废水需要单独收集和处理。

制革过程产水工序多，都是在转鼓中进行的，废水通常是从转鼓内瞬间间歇式排出，水质与水量变化很大。制革废水SS浓度高，处理过程投入大量药剂，污泥产生量大。开封市某皮革企业自建污水处理站作为配套设施，24 h连续运行。根据项目实施情况，每千吨综合废水约产生3 t干重的普通污泥，每千吨含铬废水约产生1 t干重的含铬污泥。含铬污泥属于危险废物，铬对土壤及农作物有一定危害，在农作物中沉积会影响食物链，危及人体健康。

1 项目概况

该皮革企业年加工山羊皮600万张，按每张羊皮耗水量0.27 t、排水折减系数0.9的标准计算，污水处理站的废水设计处理规模为4 000 t/d。其中，含铬废水为2 000 t/d，含硫废水为400 t/d，综合废水为1 600 t/d。设计进水水质参考同类项目，设计出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级A标准，如表1所示。主要监测项目有总铬、硫化物、COD、生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand，BOD）、氨氮（NH3-N）、总氮（Total Nitrogen，TN）、SS和色度。其中，进水色度为1 000度，出水色度为30度。

2 废水处理工艺流程

2.1 含铬废水预处理

车间单独收集含铬废水进行预处理，然后将其排入综合废水调节池，工艺流程如图1所示。反应沉淀池投加还原剂硫酸亚铁，将少量的六价铬还原为三价铬[3]，并投加液碱将三价铬转化为氢氧化铬沉淀。同时，投加聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，PAM），聚凝沉淀物，改善污泥沉降性能。

图1 含铬废水预处理流程

2.2 含硫废水预处理

车间单独收集含硫废水进行预处理，然后将其排入综合废水调节池，工艺流程如图2所示。曝气池设置空气曝气系统，将废水中硫化物氧化为单质硫沉淀[4]。反应沉淀池内，硫酸亚铁与未去除的硫化物反应，形成硫化铁沉淀。同时，投加PAM，聚凝沉淀物，改善污泥沉降性能。

2.3 综合废水处理

其他废水流经格栅后，漂浮物被拦截，其与预处理后的含铬废水、含硫废水都汇入综合废水调节池，工艺流程如图3所示。混凝沉淀池投加硫酸亚铁、液碱和PAM，使有机物、悬浮物凝聚成较大的絮状体，以便去除。两段厌氧好氧（Anaerobic Oxic，AO）沉淀池可以强化脱氮，耐冲击负荷强，操作管理简单。催化芬顿系统中，硫酸亚铁离子和过氧化氢反应生成活性仅次于氟的羟基自由基，有效降解有机物。最后，砂滤罐进一步截留悬浮物及有机物。

3 主要设计参数

3.1 格栅池和调节池

每套系统的格栅池设置2道回转式格栅机，粗栅隙宽度为5 mm，细栅隙宽度为2 mm。每套系统的调节池水质与水量变化大，水力停留时间为20～24 h，综合废水调节池容积主要考虑其他废水的停留时间。每套系统池底安装旋混曝气器，防止污泥沉积，池内安装2台潜水排污泵，1用1备，电磁流量计配备1台。每套系统配置2台独立的罗茨鼓风机，1用1备，搅拌风量为3 m3/（m2·h）。

3.2 反应沉淀池

含铬废水反应池和综合废水反应池均分为3格，各安装3台桨式搅拌机。反应沉淀池表面水力负荷为0.65～0.85 m3/（m2·h），配立式排污泵。反应池并联间歇运行，配备2台框式搅拌机和2台污泥泵（2用互备）。

3.3 AO沉淀池

一段AO沉淀池设置2套，并联运行，每套处理水量为2 000 m3/d，表面水力负荷为0.65 m3/（m2·h）。厌氧区水力停留时间为26 h，好氧区水力停留时间为74 h。厌氧区安装6台潜水搅拌机，单台功率为

5 kW。好氧区安装可提升式微孔曝气管，氧利用率为30%。在线pH值测定计配备2支，在线溶解氧测定仪配备2台。两段AO沉淀池及催化芬顿系统共用

4台罗茨鼓风机（3用1备），单台风量为61 m3/min，

单台功率为90 kW，配变频器。二段AO沉淀池设置1套，处理水量为4 000 m3/d，表面水力负荷与一段相同。池体利用厂内原氧化沟改造。厌氧区水力停留时间为20 h，好氧区水力停留时间为20 h。氧化沟原厌氧区水力停留时间为8 h，改造时调整部分好氧段池容，将其改造为厌氧段，最终厌氧区水力停留时间为20 h，原厌氧段2台潜水搅拌机利旧使用，单台功率为3 kW，改造缺氧段，增加2台推流器，转速为42 r/min。好氧区安装可提升式微孔曝气管，氧利用率为30%。在线pH值测定计配备1支，在线溶解氧测定仪配备1台。

3.4 催化芬顿系统和砂滤系统

催化芬顿反应器设置1座，内含高性能非均相催化剂。絮凝池设置1座，水力停留时间为2 h，内设曝气搅拌系统。沉淀池表面水力负荷约为0.65 m3/（m2·h），

配立式排污泵2台（1用1备）。砂滤系统设置1座提升池，水力停留时间为1 h，池内安装潜水排污泵2台，电磁流量计配备1台。砂滤罐设置2座（1用1备），滤速为10 m3/（m2·h）。清水池设置1座，水力停留时间为0.5 h，池内安装2台反冲洗泵（1用1备），流量为190 m3/h，扬程为25 m，单台功率为22 kW。

3.5 污泥脱水系统

铬泥脱水系统设置1座铬泥浓缩池，利旧。铬泥脱水间设置1座，铬泥储存间设置1座。厢式压滤机配备3台，过滤面积为200 m2，单台功率为3 kW。气动隔膜泵配备4台（3用1备），流量为24 m3/h。变频螺杆压缩机配备1台，排气量为3.7 m3/min，单台功率为22 kW。同时，配备污泥输送带、电动单梁桥式起重机。综合污泥脱水系统设置1座综合污泥浓缩池，利旧。污泥脱水间设置1座，污泥堆场设置

1座。厢式压滤机配备4台，过滤面积为300 m2，单台功率为3 kW。气动隔膜泵配备5台（4用1备），流量为30 m3/h。变频螺杆压缩机配备1台，排气量为5.1 m3/min，单台功率为30 kW。同时，配备污泥输送带、电动单梁桥式起重机。

3.6 加药系统

根据就近布置原则，加药系统分为3个分区。1号

加药间内设溶药区、储罐区和储药区，用于含硫废水预处理与综合废水混凝沉淀。2号加药间内设溶药区、储罐区和储药区，用于含铬废水预处理。3号加药间内设溶药区、储罐区和储药区，用于综合废水催化芬顿氧化。药剂中转周期为7～10 d。溶药池采用敞口水池，池壁顶部略高出室内地面，方便投加药剂。每种药剂设置2座溶药池，轮流用于配药或加药。不同种类的药剂储罐分区布置，设置围堰，防止泄漏污染。

4 结论

该皮革企业通过自建污水处理站，有效处理含铬废水、含硫废水和综合废水。经估算，项目总投资为2 175万元，动力消耗费用为9 245元/d，药剂费用为14 289元/d，人工费用为1 600元/d，直接运行费用为25 134元/d。按废水处理规模4 000 t/d的标准计算，吨水费用为6.28元/t。运行显示，废水的BOD/COD约为0.5，可生化性良好，综合废水采用以生化为核心、物化为把关的处理工艺，处理效果稳定，出水质量满足设计要求。

参考文献

1 李闻欣.皮革环保工程概论[M].北京：中国轻工业出版社，2015.

2 余芬芳.制革行业综合污泥危废鉴别实例分析研究[J].化学工程与装备，2024（4）：121-124.

3 韩晓刚，黄廷林，陈秀珍.硫酸亚铁还原法在突发性铬（Ⅵ）污染应急处理中的应用研究[J].工业水处理，2013（6）：40-42.

4 张保山，王 霞，张雄军.曝气法处理垃圾渗滤液中硫化物试验研究[J].资源节约与环保，2023（7）：73-76.