卞光明

（中化化工科學(xué)技術(shù)研究總院有限公司，北京 100083）

雖然我國制革工業(yè)已達(dá)到世界領(lǐng)先水平，但是生產(chǎn)企業(yè)整體規(guī)模距離先進(jìn)國家還存在差異，有著制革耗水量大、材料利用率不高等問題。隨著市場需求增加產(chǎn)量也不斷增加，工業(yè)廢水污染嚴(yán)重，以往的廢水處理技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)代要求。為契合以清潔、先進(jìn)、環(huán)保的生產(chǎn)工藝以及資源循環(huán)化的時(shí)代發(fā)展趨勢，潔凈措施的應(yīng)用儼然是大勢所趨。于90年代期間經(jīng)聯(lián)合國商討以及主導(dǎo)下以清潔生產(chǎn)為主要生產(chǎn)基調(diào)的部門—環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）應(yīng)運(yùn)而生，且其在之后的發(fā)展歷程中更是針對未來生產(chǎn)工業(yè)化的走向開展針對性分析，進(jìn)而奠定了該行業(yè)的未來發(fā)展基調(diào)與方向[1]。根據(jù)我國實(shí)際情況，優(yōu)化排污措施，減排、提高處理效率儼然是我國污水處理優(yōu)化改革的必由之路。

1 注重污水處理的意義

制革行業(yè)覆蓋面廣，以制革、皮衣、皮毛、制鞋高度普及應(yīng)用的基本產(chǎn)業(yè)及皮革化工、機(jī)械等科技行業(yè)搭建了中國皮革行業(yè)的基本構(gòu)架，其大多數(shù)以中小型企業(yè)為主，分布在全國各地。

制革行業(yè)的發(fā)展增加了市場經(jīng)濟(jì)，從而為國民經(jīng)濟(jì)注入活力進(jìn)而為國家創(chuàng)造了財(cái)富，但與其相伴而生的便是以環(huán)境污染為首的經(jīng)濟(jì)增長所帶來的負(fù)面代價(jià)。制革行業(yè)在制作過程中對于化工用品的使用造成了其工業(yè)廢水中攜帶有高堿性、高色素以及高硫化物的高污特質(zhì)，嚴(yán)重威脅人類的健康，影響了行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。要科學(xué)高效地處理污水，在做出分析、設(shè)計(jì)改造方案、調(diào)整措施之后，才能實(shí)現(xiàn)行業(yè)的又一輪優(yōu)化，進(jìn)而奠定全新的發(fā)展前景[2]。

2 常用廢水處理工藝及工程實(shí)例分析

目前國內(nèi)處理制革廢水主要為物化與生化相結(jié)合的方法，常用物化、生化工藝如下。

2.1 一級物化處理工藝

受效率高成本低的因素影響，直接堿沉法比其他方法運(yùn)用廣泛。堿沉淀法固然在其工藝上較好，但是其基于向鉻鞣廢水中加堿回收氫氧化鉻以及最后實(shí)現(xiàn)回收利用。pH調(diào)到一定數(shù)值方能促使氫氧化鉻的生成，然而沉淀時(shí)間長會(huì)導(dǎo)致二次污染發(fā)生的可能性大大增加。氧化鎂對鉻泥沉淀的效果不錯(cuò)，但是會(huì)提高成本。如果使用Ca（OH）2成本較低，但是不利于回收利用。

混凝氣浮借由混凝劑與污水內(nèi)部成分的多重化學(xué)以及物理變化促使其在混凝劑的作用下導(dǎo)致懸浮物質(zhì)通過脫穩(wěn)、架橋等一系列反應(yīng)實(shí)現(xiàn)膠態(tài)轉(zhuǎn)變。利用其密度小于水的特點(diǎn)可助其應(yīng)用固液分離措施，大量生成微小氣泡的并在浮力的作用下推動(dòng)其懸浮于水面完成懸浮物分離與去除，實(shí)現(xiàn)污水凈化[3]。

2.2 二級生化處理工藝

目前，制革廢水的二級生物主要處理措施具備以下特質(zhì)：

其一為氧化溝工藝優(yōu)質(zhì)處理過程奠定的高質(zhì)量成果，其作為現(xiàn)今國內(nèi)在污水處理工藝中相對技藝穩(wěn)定全面以及成果質(zhì)量優(yōu)良的一流應(yīng)用技術(shù)，適用大型的制革廠，缺點(diǎn)就是運(yùn)行、管理、去除氨氮難度較大，占地面積也相對較大。

其二為SBR法工藝所造就其自身技術(shù)具有高度彈性以及活動(dòng)性促使其在中小企業(yè)的廢水凈化應(yīng)用上頗有出彩之處。復(fù)合SBR生化法是一種以時(shí)間換空間、以非穩(wěn)態(tài)替代穩(wěn)態(tài)的反應(yīng)，以靜置沉淀替代動(dòng)態(tài)沉淀的高效處理工藝。它的特點(diǎn)是在運(yùn)行上的間歇有序操作，集調(diào)節(jié)均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，池內(nèi)調(diào)節(jié)、缺氧、厭氧、好氧、沉淀、出水處于交替狀態(tài)，具有良好的抗水量水質(zhì)沖擊能力和脫碳脫氮除磷效果。復(fù)合SBR通過針對性運(yùn)用SBR可培育大量優(yōu)質(zhì)菌群對廢水成分進(jìn)行利用完成對污水的無害處理。SBR雖然運(yùn)行靈活但其受限于其自身對于科技成果的應(yīng)用，導(dǎo)致其對于自動(dòng)化監(jiān)管控制要求較高。

其三為生物接觸氧化法，其在管理操作方面簡便的特性及高強(qiáng)度防控能力的鮮明特點(diǎn)為其帶來諸多小水量制革廢水處理廣泛應(yīng)用，但其在污水去污效率以及質(zhì)量上儼然存在一定問題，氨氮等污染物不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

2.3 工程實(shí)例分析：

江蘇省連云港市某制革廠廢水處理工藝采用“堿沉+生物接觸氧化+二沉”工藝處理廢水，在平均進(jìn)水COD為1850 mg/L的情況下，處理后COD降至150 mg/L，硫化物去除率達(dá)到90.5%，色度去除率達(dá)到76%，鉻、總氮未能穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

江蘇省宿遷市某制革廠采用“堿沉+氧化溝”工藝處理廢水，在平均進(jìn)水COD為2 220 mg/L的情況下，處理后COD降至160 mg/ L，硫化物去除率達(dá)到93.6%，鉻未能穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)上述工藝分析，制革廢水主要控制污染物為Cr3+、硫化物、COD、油脂、總氮等，針對制革企業(yè)廢水不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的情況，應(yīng)從工藝本身、處置單元設(shè)置、水質(zhì)調(diào)節(jié)等多方面著手，提出切合實(shí)際的改造處理措施，處理系統(tǒng)應(yīng)有較大的適應(yīng)性，系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。

3 廢水處理影響因素及改造措施

制革廢水處理以出水水質(zhì)的高優(yōu)性以及工藝技術(shù)的高度穩(wěn)定性與完成率為基本，實(shí)施方案全面規(guī)劃，降低運(yùn)行費(fèi)，提高動(dòng)力、藥劑等利用率。

3.1 影響因素

影響制革廢水處理的因素包括：（1）適宜溫度：微生物適宜生長的合適溫度對生物處理反應(yīng)器的負(fù)荷影響較大，在適宜溫度區(qū)間，隨著溫度的升高，生化效率隨之加快。（2）pH值：物化堿沉最佳pH值8.2-9.0之間，Cr3+濃度在pH值9.0時(shí)最低，去除效果最佳，大于9.0時(shí)堿沉物逐漸溶解；微生物生長的最佳pH值6.5-8.5之間，活性最強(qiáng)。（3）有毒物質(zhì)：廢水含高毒性有害物質(zhì)如重金屬成分、化學(xué)藥物等，毒害物質(zhì)濃度過高，影響微生物生長。（4）氧含量：厭氧型微生物含氧量極低、或者無氧狀態(tài)下生存，甚至絕對無氧的環(huán)境下才能生存；兼氧型微生物含氧量（DO＜2 mg/L）狀態(tài)下活性較好；好氧型微生物含氧量較高狀態(tài)（DO＞2 mg/L）下活性較好。（5）提供穩(wěn)定水質(zhì)、水量，保證生物處理系統(tǒng)的良好運(yùn)行。

3.2 針對性改造方法

針對多家制革企業(yè)廢水Cr3+治理不達(dá)標(biāo)的情況，鞣制廢水中鉻離子呈現(xiàn)離子態(tài)和絡(luò)合態(tài)，采用傳統(tǒng)堿沉淀法不能穩(wěn)定去除絡(luò)合態(tài)鉻離子，需投加破絡(luò)劑破壞絡(luò)合狀態(tài)，以提高鉻離子去除效率。

針對COD、總氮等治理不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的情況，主要原因?yàn)椋禾幚韱卧O(shè)置負(fù)荷不合理；處理功能單元設(shè)置缺失、功能單一、抗負(fù)荷能力弱。需根據(jù)廢水水質(zhì)變化情況、污染物性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)各單元功能針對性地確保廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)處理。

3.3 改造處理方法

制革生產(chǎn)廢水排放量大、成分復(fù)雜、污染物種類多、間歇排放造就了污染物種類、濃度的多變，此外有毒難降解物質(zhì)導(dǎo)致了廢水污染程度的高度累積而導(dǎo)致了工業(yè)廢水較難處理，采取分類物化預(yù)處理，再進(jìn)行生物處理能有效治理廢水。

2020年3月對江蘇省連云港市某制革企業(yè)廢水處理單元進(jìn)行整改，鞣制廢水堿沉工段增加破絡(luò)劑投加，增加混凝氣浮池單元進(jìn)一步去除廢水中污染物，將現(xiàn)有生化系統(tǒng)通過墻體改造、設(shè)備更換更改為復(fù)合型SBR工藝。根據(jù)上述分析，確定廢水整改工藝圖，如下圖所示。

鞣制前廢水經(jīng)混凝氣浮預(yù)處理與其他廢水混合后經(jīng)氣浮再處理，混合鞣制廢水經(jīng)投加破絡(luò)劑、堿沉淀回收后廢水進(jìn)入復(fù)合SBR池處理后廢水達(dá)標(biāo)排放。依托物化、生化的科學(xué)指導(dǎo)，針對性有效使用微生物繁殖防治措施實(shí)現(xiàn)污水除害，奠定了其高效簡便以及步驟成本低的特點(diǎn)。

圖1 工藝流程圖

3.4 運(yùn)行效果及改造費(fèi)用

自2020年5月完成改造完成至現(xiàn)在，該企業(yè)改造后鞣制廢水鉻離子濃度穩(wěn)定小于1.0 mg/L；企業(yè)綜合廢水硫化物未檢出，COD穩(wěn)定在70～80 mg/L，總氮小于40 mg/L，色度、動(dòng)植物油等其他污染因子均達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

企業(yè)3 000 t/d處理站改造費(fèi)用為460萬元，噸廢水處理成本為1.1元。改造工程利用現(xiàn)有池體改造、更換部分設(shè)備、增加自控儀表，使廢水處理成本較原有工藝降低0.3元/噸，提高了自控能力，實(shí)現(xiàn)廢水處理的可視化、遠(yuǎn)程化和精準(zhǔn)化管控，廢水改造成效顯著。

4 結(jié)論

污水處理廠是重要基礎(chǔ)設(shè)施，它的改造實(shí)施對于提高廢水處理效果、保障員工身體健康和企業(yè)長效健康發(fā)展有重要意義。國家對環(huán)境保護(hù)日益重視，對污水的排放也有了更高要求，處理方法也必須更完善，但每種方法都存在著優(yōu)缺點(diǎn)，所以不同企業(yè)要分析選擇合理的方式來處理廢水，提高處理效率，降低成本，要有超前的環(huán)保意識，做到企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的健康可持續(xù)發(fā)展。