國內(nèi)制革廢水處理工藝應(yīng)用現(xiàn)狀
論文類型 | 技術(shù)與工程 | 發(fā)表日期 | 2007-11-01 |
來源 | 2007水業(yè)高級(jí)技術(shù)論壇 | ||
作者 | 朱凡,張艷 | ||
關(guān)鍵詞 | 制革廢水 氧化溝 SBR 現(xiàn)狀 | ||
摘要 | 由于當(dāng)前國內(nèi)制革工業(yè)的快速發(fā)展,其生產(chǎn)過程產(chǎn)生了大量傳統(tǒng)水處理工藝難以處理的污染物,制革工業(yè)廢水有機(jī)污染濃度高、懸浮物質(zhì)多、組成復(fù)雜,污染嚴(yán)重,針對(duì)制革廢水的組成與特點(diǎn),本文著重介紹了目前流行的幾種制革廢水處理工藝及國內(nèi)制革綜合廢水處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀;并對(duì)制革綜合廢水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望,氧化溝和SBR法是適合我國制革廢水特點(diǎn)的處理工藝。 |
1 我國當(dāng)前制革工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及其帶來的環(huán)境影響
隨著改革開放的發(fā)展,制革行業(yè)已形成了相對(duì)獨(dú)立的行業(yè)隊(duì)伍,企業(yè)經(jīng)濟(jì)類型結(jié)構(gòu)也發(fā)生了較大變化。國有企業(yè)在逐步退出制革行業(yè),民營(yíng)、三資企業(yè)將成為制革行業(yè)發(fā)展的主力軍。雖然目前80%以上的制革企業(yè)已經(jīng)建有污水處理設(shè)施,但由于處理模式和投入不同,承接設(shè)計(jì)和施工單位也存在不規(guī)范之處,凸現(xiàn)的問題很多,制革廢水處理的達(dá)標(biāo)率很低。因此當(dāng)務(wù)之急[1],必須盡快制定制革廢水設(shè)計(jì)規(guī)范和行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn),推行制革企業(yè)區(qū)域集中,污染物集中治理和集中管理、加快技術(shù)進(jìn)步和治理力度,才能實(shí)現(xiàn)制革廢水全面穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的目標(biāo)。
制革工業(yè)是一個(gè)污染嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè),主要是因?yàn)橹聘飶U水中含有大量蛋白質(zhì)、染料、油脂、硫化物、鉻鹽以及毛渣等生化耗氧量高的有機(jī)和無機(jī)的可溶物及懸浮物,以及有潛在毒性的金屬鹽類。此外,在制革過程中,硫化氫、氨水和其它一些易揮發(fā)的有機(jī)化合物,以及蛋白質(zhì)固體廢料分解都會(huì)產(chǎn)生有毒氣體或不良?xì)馕?。雖然環(huán)境惡化與高濃度氨氮和鉻對(duì)人體及生物種群的危害目前尚無數(shù)量化,但是可以肯定高濃度的氨氮和鉻將會(huì)對(duì)人體帶來一定的危害。謝云挺報(bào)道[2],因制革污染造成當(dāng)?shù)剞r(nóng)田作物幾乎顆粒無收,整日彌漫在空氣中的惡臭以及被污染的生活用水,嚴(yán)重危害著居民的身心健康,近年來水頭居民各種怪病不斷,甚至出現(xiàn)當(dāng)?shù)厍嗄暾鞅w檢很少有人合格的現(xiàn)象。
2 制革廢水的來源及其處理對(duì)策
制革廢水主要由脫脂廢水、浸灰脫毛廢水、鉻鞣廢水、加脂染色廢水和各工序洗滌廢水5部分組成,其中脫脂廢水、浸灰脫毛廢水和鉻鞣廢水3種廢水盡管只約占總廢水量的50%,但卻包含了廢水中的絕大部分的污染物,含廢水總污染物中的80%的COD、75%的BOD、70%的SS、93%的硫化物、50%的氯化鈉、95%的鉻化合物。雖多數(shù)企業(yè)對(duì)生產(chǎn)工序中重點(diǎn)污染源廢水(如鉻鞣廢水等)進(jìn)行單獨(dú)收集處理后再與其他工序排放的廢水混合進(jìn)一步處理,但綜合廢水的水質(zhì)水量差異仍比較大。制革廢水是污染嚴(yán)重、較難處理的工業(yè)廢水。制革綜合廢水處理工藝可分為一級(jí)處理和二級(jí)處理,如有必要還可進(jìn)行三級(jí)處理。一級(jí)處理主要由各種格柵、格網(wǎng)、沉砂池、調(diào)節(jié)池和沉淀池等組成。還可采用化學(xué)混凝、氣浮等技術(shù)操作強(qiáng)化處理效果。二級(jí)處理單元是制革廢水處理流程中最重要的操作單元,根據(jù)有無生物系統(tǒng),可將目前國內(nèi)制革綜合廢水處理工藝分為全物化處理和生物處理兩大類。
3 國內(nèi)制革廢水處理工藝的發(fā)展現(xiàn)狀
3.1 傳統(tǒng)活性污泥法
活性污泥法創(chuàng)建于1917年,是利用河川自凈原理的人工強(qiáng)化高效處理工藝,已成為有機(jī)性污水生物處理的主體。在制革廢水的處理中,活性污泥法的應(yīng)用是相當(dāng)普遍的,如西德的Wam制革污水處理廠、Lonis Sonwe-izer皮革廠,日本“室”皮革株式會(huì)社,國內(nèi)北京東風(fēng)制革廠、常州皮革廠、哈爾濱制革廠等采用活性污泥法,該法對(duì)生化需氧量去除率在90%以上,化學(xué)需氧量在60%-80%之間。色度在50%-90%之間,硫化物在85%-98%之間。傳統(tǒng)活性物泥法處理效率高,適用于處理要求高二水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的污水,但它要求進(jìn)水濃度尤其是有抑制物濃度不能高,而制革廢水中的硫化物及鉻在超過一定濃度時(shí)對(duì)生化有抑制,同時(shí)它不適應(yīng)沖擊負(fù)荷,需要高的動(dòng)力和基建費(fèi)用。
3.2 制革廢水全物化處理技術(shù)
制革廢水全物化處理是指廢水二級(jí)處理也采用物化法[3],整個(gè)工藝系統(tǒng)不包含生化處理單元。近年來。人們對(duì)微電解、超聲波和高效絮凝劑等技術(shù)在制革廢水中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究,已取得顯著成效。其中,內(nèi)電解法是近些年發(fā)展起來的一種處理廢水的有效方法,內(nèi)電解塔中一般填裝經(jīng)處理后的鐵屑和炭的混合物,它對(duì)廢水的處理是基于電化學(xué)反應(yīng)的氧化還原和電池反應(yīng)產(chǎn)物的絮凝及新生絮體的吸附等的協(xié)同作用。全物化技術(shù)處理制革廢水,普遍存在著運(yùn)行費(fèi)用高、處理不完全、污泥產(chǎn)量大、易產(chǎn)生二次污染等問題。隨著制革行業(yè)的逐步規(guī)范化和排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格,前景不被看好。
3.3 氧化溝工藝
制革廢水生物處理具有一定的特殊性,即沖擊負(fù)荷大、含鹽量高,又含有一定數(shù)量的難生物降解的有機(jī)物以及鉻和硫化物帶來的毒性問題。在諸多生物處理技術(shù)中,氧化溝因其停留時(shí)間長(zhǎng)、稀釋能力強(qiáng)、適宜于污染負(fù)荷低的廢水處理、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的特點(diǎn),被實(shí)踐證明是目前較成熟的制革廢水處理工藝[4]。隨著國家對(duì)環(huán)保問題的日益重視,制革行業(yè)將面臨更加嚴(yán)峻的環(huán)保問題,排放標(biāo)準(zhǔn)將更加嚴(yán)格,如氨氮指標(biāo)已列為某些地區(qū)的制革廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。氧化溝法是活性污泥法的一種變種。氧化溝處理制革廢水,處理效果穩(wěn)定,操作管理簡(jiǎn)單,運(yùn)行成本較低,日益受到人們的重視, 氧化溝有多種池型:CARROUSEL型、Orbel型、雙溝型、三溝型。因而,氧化溝工藝在制革廢水處理方面的優(yōu)點(diǎn)更為突出,通過合理的設(shè)計(jì)及運(yùn)行,氧化溝處理技術(shù)將會(huì)大規(guī)模地應(yīng)用于制革廢水處理中,江蘇南京制革廠、浙江海寧制革廠、湖北十堰制革廠等均采用氧化溝技術(shù),該法對(duì)有機(jī)物去除率BOD5在95%以上,CODcr在95%,硫化物在99%-100%,懸浮固體75%左右,石油類99%以上。
3.4 序批式活性污泥法(SBR)工藝
SBR是近年來在國內(nèi)外迅速發(fā)展起來的一種新工藝,其對(duì)有機(jī)物的去除機(jī)理為[5]:在反應(yīng)器內(nèi)預(yù)先培養(yǎng)馴化一定量的活性污泥,當(dāng)廢水進(jìn)入反應(yīng)器與活性污泥混合接觸并有氧存在時(shí),微生物利用廢水中的有機(jī)物進(jìn)行新陳代謝,將有機(jī)物降解并同時(shí)使微生物細(xì)胞增殖。將微生物細(xì)胞物質(zhì)與水沉淀分離,廢水即得到處理。其處理過程主要由初期的去除與吸附作用、微生物的代謝作用、絮凝體的形成與絮凝沉淀性能幾個(gè)凈化過程完成。SBR工藝運(yùn)行靈活,可以間歇運(yùn)行,停產(chǎn)長(zhǎng)達(dá)3個(gè)月后,重新啟動(dòng)SBR池時(shí),污泥活性可很快恢復(fù),該工藝十分適用中、小型制革企業(yè)的廢水處理。目前,國內(nèi)將SBR工藝列為廢水處理中的重要工藝進(jìn)行研究和應(yīng)用。但SBR工藝尚處于發(fā)展完善階段,SBR的興起不過十幾年的時(shí)間,許多研究還屬于剛剛起步階段,在基礎(chǔ)理論研究方面存在著很多疑問,在工程應(yīng)用方面缺乏科學(xué)、可靠的設(shè)計(jì)模式及成熟的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn),而SBR自身的特點(diǎn)一間歇運(yùn)行、自動(dòng)化要求高,又增加了解決問題的難度和應(yīng)用的局限性。
3.5 其他制革廢水處理技術(shù)
生物接觸氧化法:空氣用量少,體積負(fù)荷高,處理時(shí)間短,但成本高,適合中小型制革廠;射流曝氣法:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,氧的利用率高,污泥不易膨脹,適合中小型制革廠;SBBR[6]:去除效率高,出水水質(zhì)好,污泥產(chǎn)量少;流化床[7]:容積負(fù)荷大,耐沖擊但處理效率不高,能耗大,適合小型制革廠;UASB高負(fù)荷,但去除率低且出水的硫化物濃度高。
傳統(tǒng)的制革廢水處理技術(shù)是將各工序廢水收集混合,采用物理、化學(xué)、生物等手段集中處理,把廢水中的油脂、蛋白質(zhì)和各種化工材料作為廢物處理掉,浪費(fèi)資源,投資高,且生皮加工過程中脫毛浸灰工段產(chǎn)生的高濃度含硫廢水和鉻鞣工段產(chǎn)生的廢鉻液,對(duì)處理廢水是非常不利的。故比較合理的是“原液?jiǎn)为?dú)處理、綜合廢水統(tǒng)一處理”[8],工藝路線,將脫脂廢水、浸灰脫毛廢水、鉻鞣廢水分別進(jìn)行處理并回收有價(jià)值的資源,然后與其他廢水混合統(tǒng)一處理。但對(duì)于小型制革廠采用這種方法,工藝流程長(zhǎng)、費(fèi)用高,仍可進(jìn)行集中處理。
4 制革廢水處理工藝的發(fā)展前景
制革廢水中的污染物可以降解,只要加強(qiáng)管理,引進(jìn)先進(jìn)、清潔生產(chǎn)工藝,降低消耗,嚴(yán)格執(zhí)行“三同時(shí)”(防治污染及其他公害的設(shè)施與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)使用)[9]制度,加大治理投資,污染物排放量和廢水排放量都能達(dá)到較好的控制??梢娨顾|(zhì)得到改善,必須大力控制制革廢水排放量,特別要控制制革廢水中氨氮和鉻等主要污染物的排放量。
另外,提高環(huán)保認(rèn)識(shí),社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境三者是相輔相成的,處理好眼前的、局部的利益與長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的關(guān)系。環(huán)境的惡化,勢(shì)必會(huì)影響經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。對(duì)此,各級(jí)管理部門必須提高認(rèn)識(shí),并采取切實(shí)可行的措施,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。影響水質(zhì)惡化的因素是多方面的,只有采取技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理、環(huán)保等綜合措施,才能實(shí)現(xiàn)流域環(huán)境的全面改善。改進(jìn)工藝流程,采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝,推廣清潔生產(chǎn),控制和減少源頭污染,提高資源利用率。調(diào)整工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),減少制革業(yè)在工業(yè)中的比重。加大投入,加大治污力度,提高污水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)率。重視水質(zhì)的監(jiān)測(cè)與保護(hù)。
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