制革工业废水处理设计说明

制革工业废水解决设计说明

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，经化学解决和机械加工而完毕的。加工工艺大体由浸水、

去肉、浸灰脱毛、脱毛软化、浸酸猱制、复猱、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,制革工业的污染之一是来自

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、铝鞭剂、

加脂剂、染料等,其中有相称一部分进入废水之中。制革废水重要来自于猱前准备、猱

制和其他湿加工工E殳,这些加工过程产生的废液多是间歇J非出，其排出的废水是制苴工

业污染的最重要来源。

皮革生产中，为防腐败,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

生皮的预解决中，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，如氧化铉和硫酸铁来中和石灰，又使人量氨进入废

水。浸酸和铝糅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、偶氮染料和金属铝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：水量总变化系数达成2左右,而水质的变化系数更大,达成10左

右。

2.可生化性好：废水中具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0.40~0.45之间。3.悬浮物浓度高，易腐败,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-和总铝等无机有毒化合物。Cr3+会对微生物带来克制作用；硫化物进入

生物解决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

2.1数据

牛皮制革厂间歇性HP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/UPh:8.5~10、

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

出水水质:COD:300mg/L、BOD5:30mg/LxPh:6、Cr3+:1.5mg/LxSS:200mg/Lx色

度:30倍、S2-:1.0mg/L

2.2解决工艺比选、拟定

2.2.1制革废水解决工艺

制革废水的解决重要为物化法和生化法。

物化的方法涉及混凝沉泥法和混凝气浮法。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,通过沉降或上浮达成和水分离的目的。物化法适合中小制革厂，

解决综合效率一般对COD去除率为70%~85%；对BOD5去除率为50%~80%;对

SS去除率为85%~95%；对总错去除率为＞98%；对S2■去除率95%物化法解;夬制革

废水,水质难达成现行国家标准，因此需做进一步解决。

生化解决涉及活性污泥法、生物膜法和厌氧法等。

活性污泥法是匕H交传统和成熟的方法。其解决效率：COD为70%~80%,BOD5为

85%〜96%。

间歇式活性污泥法（SBR）具有构筑物简朴,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,费用增长。

氧化沟构造简朴,负荷低,池容大,耐冲击负荷。具有脱氮的优点。氧化沟解决制革废

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,可省去预解决沉淀池,产泥量少，

但培菌时间长。受S2-和03+含量的影响，受温度影响。

2.2.2工艺拟定

1.曝气调节池

曝气调节池是在调节池内鼓风、曝气,可以充足搅动混合废水，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S2一等,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，使解决过

程中pH值保持稳定；调节水温；当解决设备发生故障时,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,避免水泵启动过度频繁。

2.卡鲁塞尔型(Carrousel)氧化沟

根据解决污水的性质和特点,拟采用生物解决方法。本设计采用Carrousel氧化沟为重

要的解决构筑物。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?口推流搅拌的作用，污水在沟道内转折巡回流动,处在完

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、低氧区进而可以形成生物脱氮的环境。当有正负荷低时，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朴,管理方便,运营稳定,解决水质好的优

点。

3.经分析结果如下：外运沉淀回收

3.构筑物设计

3.1格栅设计

(1)格栅的间隙数

栅前水深h=0.4m;过栅流速一般采用0.6~1.0m/sz这里取0.8m/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=QVsina/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=0.44*Vsin60°/(0.025*0.4*0.8)=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-l)+bn

S是栅条宽度格栅栅条宽度s取0.01m.

格栅栅槽宽度B=O.O14(52-1)+0.025*52=1.81m

(3)通过格栅的水头损失:hl=k*0*(S/b)八4/3*v2/2g*sina

格栅条阻力系数B取2.42,水头损失增大系数k取3

hl=3*2.42*(0.01/0.025)A4/3*0.82/2*g*sin600=0.06m

(4)栅条总高度

超高采用h2=0.3m厕栅条总高度H=h+hl+h2=0.4+0.06+0.3=0.76m

(5)栅槽总长度

Bl=1.6mzal=a2

ll=(B-Bl)/(2*tanal)=(1.81-1.6)/(2*tan20°)=0.29m

l2=(B-Bl)/(2*tana2)=(1.81-1.6)/(2*tan20°)=0.29m

Hl=h+h2=0.4+0.3=0.7m

L=ll+l2+1.0+0.5+Hl/tan60o=0.29+0.29+0.54-1.0+0.7/tan60o=2.4m

(6)每日栅渣量W=Q*Wl/1000=1800*0.05/1000=0.09m3/d<0.2m3/d

3.2沉沙池

选用钟式沉砂池Q=310L/S,停留时间t=20~30s,取上25s,有效水深h=Q/A=1.06m

查表选取型号300,则相关参数如下：

沉砂池参数

ABCDEFGHJKL

3.051.00.6101.2000.301.550.450.300.450.801.35

3.3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hl=5.0m,调节池面积A=V/h2=120m2

池宽B=10mz则池长L=A/B=12m

调节池超高h2=0.3m池总高H=hl+h2=5.0+0.3=5.3m

3.4催化氧化池

加入硫酸镒进行催化氧化，使S2-氧化为SO42—及单质S沉淀,每lKg硫化物反映生

成硫酸根约需0.6Kg氧催化剂MnSO4用量为28g,浓度约为100mg/l,反映最佳

PH值为10,反映时间为5~8h,S2-去除率可达成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hl=4.0mz面积A=V/hl=131m2

池宽B=10mz则池长L=A/B=13.1m取13.5m

池超高h2=0.3mz池总高H=hl+h2=4.0+0.3=4.3m

由上可知，含硫物有379.08kg/d〃则需浓度为100mg/L的硫酸镒溶液106m3/d

3.5反映沉淀池

从理论上来说，当PH在8.5时，加碱沉淀法是完全可以将含铝废水中的三价格沉淀出

来的，上层清液是完全可以达成污水排放标准的，使用氢氧化钠来调节PH。加碱（加

NaOH）,的同时蒸汽加温至65℃,PH控制在8.5,反映2h,然后静止沉淀，可生成氢

氧化铝沉淀。

取停留时间为4h

有效体积V=Q*t=1800/24*4=300m2取有效水深hl=3.0mz面积A=V/hl=100m2

池宽B=10mz则池长L=A/B=10m

池超高h2=0.3m,池总高H=hl+h2=3.0+0.3=3.3m

由上可知，Cr3+有1009.08kg/d,则需氢氧化钠3027.24kg/d

3.6曝气调节池

曝气调节池是在调节池内鼓风、曝气,可以充足搅动混合废水，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，使解决过

程中pH值保持稳定；调节水温；当解决设备发生故障时,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,避免水泵启动过度频繁。

(1)调节池有效体积V=Q木t=1800/24木8=600m3

取停留时间为8h

调节池平面形状为矩形,取有效水深hl=4.0m,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=0.3m池总高H=hl+h2=4.0+0.3=4.3m

(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=0.069m3/s*5=0.35m3/so运用

气体的搅拌作用使来水均匀混合，同时达成预曝气的作用。

空气总管D1取200mm,管内流速Vl=4Q/n*Dl2=4*0.35/(n*0.22)=ll.lm/s

VI在10~15m/s范围内,满足规范规定。

空气支管D2:共设2根支管,每根支管的空气流量q=Q/2=0.35/2=0.175m3/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=V(4q/(n*v2))=V(4*0.175/(n*7))=0.178m=178inmD2取175mm

校核：V2=4*0.175/(TT*0.1752)=7.3m/s在5~lOm/s范围内

沿支管方向每隔2m设立两根对称的穿孔管,靠近穿孔管的两侧池壁各留0.5m,则穿孔

管的间距数为(L-2x0.5)/2=(15-1)/2=7,穿孔管的个数n=(7+l)x2x2=32。每根支

管上连有16根穿孔管。

通过每根穿孔管的空气量ql,ql=q/16=0.175/16=0.0875m3/s

则穿孔管直径D2=V(4q/(n*v))=>/(4*0.0875/(n*7))=0.126m=126mm取

2

校核：V=0.0875*4/(n*0.15)=5.0m/sz在5~10m/s范围内。

3.7Carrousel氧化沟

污泥龄比=15d;污泥产泥系数Y=0.5kgMLSS/kgBOD5;污泥浓度X=4000mg/l;污

泥自身氧化率Kd=0.05;水流量Q=1800m3/d;

氧化沟进水BOD5:S0=3000mg/l;Se=30mg/l;污泥含水率p=99.2%e

(1)硝化区的容积

Vl=YQ(S0-Se)/(X*(l+Kd*ec))=0.5*1800*(3000-30)/(4000*(l+0.05*15))=382m3

(2)氧化沟总容积

V=Vl/K=382/0.55=695m3

K-具有活性作用的污泥的总污泥量的比例,一般采用0.55左右

(3)采用1座4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深H=2.5m,超高取0.5m,宽B=4m

沟总长L=V/NhB=695/(l*3*4)=58m

单沟长l=58/4=14.5m

(4)剩余污泥量

W=YQ(SO-Se)/(l+Kd*ec)=0.5*1800*(3000-30)/1000/(l+0.05*15)=1527kg/d

湿污泥量Qs=W/(l-P)/1000=1527/(l-0.992)/1000=196.5m3/d

(5)最大需氧量的计算

O2=Q*(S0-Se)+1.42*AX*f+4.6*(N0-Ne)-0.07*AX*f-2.6*ANO3-=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)标准需氧量

02z=02*Cs(20)/(a*(P*Cs(T)-C)*1.024A(T-20))=6892*9.07/(0.9*(0.95*8.24-

2)*1.024A(25-20))=10585kg/d=441kg/h

3.8二沉池

竖流式二沉池中污水沿着中心管向下流动,通过中心管下部的反射板折向上方,由沉淀

池顶部锯齿形三角堰收集排出。竖流式沉淀池由进水装置、中心管、出水装置、沉淀

区、污泥斗、排泥装置组成。

33

Q=1800m/d=0.0208m/s,考虑到回流污泥量,沉淀池进水流量Q1,

Ql=Q+RQO=0.0208+0.015*0.5=0.0283m3/s

1.中心进水管面积

A1二Q/vO,设计中取v=0.03m/s,Al=0.0283/0.03=0.94m,

中心进水管直径dO=V4Al/n=，4x0.94/3.14=1.09m,设计中取dO=l.lm,进水管采

用DN=200mm,管内流速V=4Q/TIDXD=4X0.0283/(3.14x0.2x0.2)=0.9m/s

2.中心进水管喇叭口与反射板之间的缝隙高度

h3=Q/vlndLiStt•中取

vl=0.02m/s,dl=1.50m,h3=0.0283/(0.02*3.14*：L50)=0.30m

3.沉淀区有效面积

4.A2=Q/v,设计中取沉淀池的表面负荷q'=1.4m7(mI-h),v=q/

=0.00038801/^2=0.0208/0.000388=53.61行

5.沉淀池边长

B=V(A1+A2)=V(53.61+0.69)=7.37m,设计中取7.40m<8m

6.沉淀池有效水深(m)

7.h2=q't,设计中取t=2.5h,h2=1.4*2.5=3.5m,校核沉淀池边长与水深之比，

B/h2=7.4/3.5=2.1<3

8.污泥区容积

设计中取3

Vl=2(l+R)Q0X/0.5(X+Xr),Q0=0.015m/s/R=50%

Xr=10八6r/SVI,X=XrR/Q+R),阿中取SVI=100,r=1.2,

3

Xr=12023mg/L/X=4000mg/L,Vl=81m

9.污泥斗容积

污泥斗设计在沉淀池的底部,采用重力排泥,排泥管伸入污泥斗底部,为防止污泥斗底部

积泥,设计中采用污泥斗底部边长0.5m,污泥斗倾角60%

Vl=l/3h5(a*a+a2*a2+Va*a*a2*a2),h5=0.5(a-al)tg60°

设计中取a=7.4m,al=0.5m,h5=1.732*(7.4-0.5)/2=5.98m

VI=1/3*5.98*(7.4*7.4+0.5*0.5+77.4*7.4*0.5*0.5)=117m3>81m3

污泥斗容积可以满足污泥区的规定。

10.沉淀池总高度

11.H=hl+h2+h3+h4+h5,设计中取hl=0.3m,由于污泥面较低,设计中取缓冲层高

度h4=0.3moH=0.3+3.50+0.3+0.3+5.98=10.38m

12.集配水井

沉淀池进水端设立集配水井,污水在集配水井中部的配水井平均分派,然后流进每组沉

淀池。配水井内中心管直径D2=V4Q*Q/nv2,设计中取v2=0.7m/s,