皮革废水主要来源于鞣前准备,鞣制和其他湿加工工段。污染最重的是脱脂废水、浸灰脱毛废水、铬鞣废水,这3种废水约占总废水量的50%,但却包含了绝大部分的污染物,各种污染物占其总量的质量分数为:CODcr80%,BOD575%,SS70%,硫化物93%,氯化钠50%,铬化合物95%。
皮革废水中污染物组成复杂,综合废水的处理方法也很多,有生化工艺和物化等方法。国内皮革废水处理通常采用物化处理和生化处理相结合的方法,此法投资省,运行费用低,能够稳定达标排放。
(1)废水生化处理工艺
1、预处理系统:主要包括格栅、调节池、沉淀池、气浮池等处理设施。皮革废水中有机物浓度和悬浮固体浓度高,预处理系统就是用来调节水量、水质;去除SS、悬浮物;削减部分污染负荷,为后续生物处理创造良好条件。
皮革废水中含有较多的柔软剂、渗透剂和表面活性剂等高分子化合物,这些物质比较难以生物降解。P.A.Balakrishnan废水等研究在生物处理前,用臭氧来氧化废水,将这些高分子有机物转变成低分子形式,甚至是容易消化的简单的生物机体,从而提高生物的可降解性。试验证明经过臭氧处理,皮革废水的BOD5,CODcr和色度都有明显的降低。田刚红在生物处理前先进行水解酸化,将废水的m(BOD5/m(CODcr)的值由0.2提高到0.4以上,极大的提高废水的可生物降解性,为好氧生化处理提供有利条件。这两项技术与传统物化预处理技术相比,除能够提高废水的可生物降解性,还能够解决废水处理过程中的泡沫问题,且产泥量少,为解决皮革废水处理中产生的大量污泥提供了一条途径。还可以投加混凝剂、絮凝剂去除皮革废水中不易生化降解的化工辅料。一般用硫酸亚铁或碱式氯化铝,投加量为0.03%-0.05%,可去除CODcr与BOD5约50%,S2-70%以上,SS与色度80%以上。
2、生物处理系统:皮革废水的ρ(CODcr)一般为3000—4000废水mg/L,ρ(BOD5)为1000—2000mg/L,属于高浓度有机废水,m(BOD5)/m(CODcr)值为0.3—0.6,适宜于进行生物处理。目前国内应用较多的有氧化沟、SBR和生物接触氧化法,应用较少的是射流曝气法、间歇式生物膜反应器(SBBR)、流化床和升流式厌氧污泥床(UASB)。各种皮革废水处理工艺比较见表1。
表1皮革废水的生物处理系统的比较
工艺 | 特点 | 应用实例 | 技术参数 |
氧化沟 | 处理稳定,技术实用性强,运行负荷低,存在泡沫问题,适合大型皮革厂 | 广州市皮革厂排放总废水量为 8500m3/d, 水质达标 | 污泥负荷: 0.05-0.10kg[BOD5]/(kg[MLSS]·d, 水力停留时间: 24-28h, 污泥龄: 20-30d 水流速: 0.3m/s |
SBR | 间歇运行,灵活,流程短,操作管理简便,适合中小型皮革厂 | 浙江某皮革企业排放量为 2800-3500m3/d,CODcr 与 SS 可去 80% 以上, S2- 去除 96.7% 以上 | 污泥负荷: 0.1-0.15kg[BOD5]/(kg[MLSS]·d, 污泥浓度: 3-4g/L, 水深: 4-6 废水 m |
生物接触氧化法 | 空气用量少,体积负荷高,处理时间短,但成本高,适合中小型皮革厂 | 沈阳某皮革厂, CODcr , SS , Cr3+,S2- 去除率为 85%-99.8% 以上 | 容积负荷: 2-4kg[BOD5]/(m3·d) 废水曝气量: 0.15-0.3m3[ 空气 ]/ ( min·m3[ 池容 ] ) |
射流曝气法 | 结构简单,氧的利用律高,污泥不易膨胀,适合中小型皮革厂 | 某皮革厂排放总废水量为 3400m3/d , CODcr 去除率达 90% 以上 | 曝气时间: 2-4h 废水喷射流量: 0.039m3/s |
SBBR | 去除效率高,出水水质好,污泥产量少 | 小试,处理效率在 90% 以上 | 水温: 20 ℃废水回流率: 100L/h 废水污泥产率: 0.03kg[TSS]/kg[CODcr] |
流化床 | 容积负荷大,耐冲击但处理效率不高,能耗大,适合小型皮革厂 | CODcr 与 BOD5 去除率达 80% 以上 | 容积负荷: 10kg[TSS]/kg[CODcr] |
UASB | 高复合,但去除率低且出水的硫化物浓度高 | 印度的某皮革厂废水, CODcr,BOD5,SS 去除率都在 80% 以上 | 上升流速: 0.6-1.2m/h |