制革工业废水处理设计说明

1、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

2、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

3、肪等有机会和甲酸等低分子添加有机物，bod5/cod比值通常在0.400.45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2.1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:60015000mg/l、bod5:603000mg/l、ph:8.510、cr3+:2800mg/l、ss:3003000mg/l、

4、色度：3001200倍、s2-：2300mg/l出水水质：cod:300mg/l、bod5:30mg/l、ph:6、cr3+:1.5mg/l、ss:200mg/l、色度：30倍、s2-:1.0mg/l2.2处理工艺比选、确定2.2.1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

5、废水，水质难达到现行国家标准，因此需做进一步处理。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

6、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。2.2.2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.

7、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。硫酸锰氢氧化钠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

8、，管理方便，运行稳定，处理水质好的优点。调节池沉砂池格栅反应沉淀池催化氧化池3.经分析结果如下： 外运沉淀回收污泥外运沉淀回收曝气调节池出水二沉池carrousel氧化沟污泥回流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0.61.0m/s，这里取0.8m/s。格栅的倾角一般采用4575。这里取60。格栅栅条间隙取25mm栅条间隙数n=qsin/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*sin60/(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-1)+bns是栅条宽

9、度格栅栅条宽度s取0.01m.格栅栅槽宽度b=0.01*（52-1）+0.025*52=1.81m(3) 通过格栅的水头损失:h1=k*(s/b)4/3*v/2g*sin格栅条阻力系数取2.42，水头损失增大系数k取3h1=3*2.42*(0.01/0.025)4/3* 0.8/2*g*sin60=0.06m（4）栅条总高度超高采用h2=0.3m,则栅条总高度h=h+h1+h2=0.4+0.06+0.3=0.76m（5）栅槽总长度b1=1.6m,1=2l1=(b-b1)/(2*tan1)=(1.81-1.6)/(2*tan20)=0.29ml2=(b-b1)/(2*tan2)=(1.81-1.

10、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)每日栅渣量w=q*w1/1000=1800*0.05/1000=0.09m3/d0.2m3/d3.2沉沙池选用钟式沉砂池q=310l/s，停留时间t=2030s,取t=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a b c d e f g h j k l3.05 1.0 0.610 1.200 0.30 1.55 0.45 0.30 0.45 0.80 1.35

11、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h1=5.0m,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=0.3m 池总高h=h1+h2=5.0+0.3=5.3m3.4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0.6kg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58h，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

12、=4.0m，面积a=v/h1=131m2池宽b=10m，则池长l=a/b=13.1m取13.5m池超高h2=0.3m，池总高h=h1+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的硫酸锰溶液106m3/d3.5反应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naoh），的同时蒸汽加温至65，ph控制在8.5，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

13、=3.0m，面积a=v/h1=100m2池宽b=10m，则池长l=a/b=10m池超高h2=0.3m，池总高h=h1+h2=3.0+0.3=3.3m由上可知，cr3+有1009.08kg/d,则需氢氧化钠3027.24kg/d3.6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

14、，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=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=h1+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/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/*d1=4*0.35/

15、(*0.2)=11.1m/sv1在1015m/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=0.35/2=0.175m3/s支管内空气流速v2应在510m/s范围内，选v2=7m/s,则支管管径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0.5m，则穿孔管的间距数为(l-20.5)/2=（15-1）/2=7,穿孔管的个数n=(7+1)22=32。每根支管上连有16根穿孔管

16、。通过每根穿孔管的空气量q1，q1=q/16=0.175/16=0.0875m3/s则穿孔管直径d2=(4q/(*v)=(4*0.0875/(*7)=0.126m=126mm取校核：v=0.0875*4/(*0.15)=5.0m/s, 在510m/s范围内。3.7carrousel氧化沟污泥龄c=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%。（1）硝化区的容积v1=yq(s0-se)/(x*(1+kd*c)

17、=0.5*1800*(3000-30)/(4000*(1+0.05*15)=382m3(2)氧化沟总容积v=v1/k=382/0.55=695m3k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/(1*3*4)=58m单沟长l=58/4=14.5m(4)剩余污泥量w=yq(s0-se)/(1+kd*c)=0.5*1800*(3000-30)/1000/(1+0.05*15)=1527kg/d湿污泥量qs=w/(1-p)/1000=1527/(1-0.992)/1000=19

18、6.5m3/d（5）最大需氧量的计算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）标准需氧量o2=o2*cs(20)/(*(*cs(t)-c)*1.024(t-20)=6892*9.07/(0.9*(0.95*8.24-2)*1.024(25-20)=10585kg/d=441kg/h3.8二沉池竖流式二沉池中污水沿着中心管向下流动，经过中心管下部的反射板折

19、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。q=1800m/d=0.0208m/s，考虑到回流污泥量，沉淀池进水流量q1，q1=q+rq0=0.0208+0.015*0.5=0.0283m/s1. 中心进水管面积a1=q/v0,设计中取v=0.03m/s,a1=0.0283/0.03=0.94中心进水管直径d0=4a1/=40.94/3.14=1.09m,设计中取d0=1.1m,进水管采用dn=200mm,管内流速v=4q/dd=40.0283/（3.140.20.2）=0.9m/s2. 中心进水管喇叭口与反射板之间的缝隙高

20、度h3=q/v1d1,设计中取v1=0.02m/s,d1=1.50m,h3=0.0283/(0.02*3.14*1.50)=0.30m3. 沉淀区有效面积a2=q/v，设计中取沉淀池的表面负荷q=1.4m/(h),v=q=0.000388m/s,a2=0.0208/0.000388=53.614. 沉淀池边长b=（a1+a2）=(53.61+0.69)=7.37m,设计中取7.40m8m5. 沉淀池有效水深（m）h2=qt,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=2.181m污泥斗容积可以满足污泥区的要求。8. 沉淀池总高度h=h1+h2+h3+h4+h5,设计中取h1=0.3m，因为污泥面较低，设计中取缓冲层高度h4=0.3m。h=0.3+3.50+0.3+0.3+5.98=10.38m9. 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配，然后流进每组沉淀池。配水井内中心管直径d2=4q*q/v2，设计中取v2