制革廢水主要來源于制革生產(chǎn)準(zhǔn)備和辣制兩個過程。制革廢水含有重金屬、難降解污染物以及高濃度氨氮和高鹽度等，采用單一處置工藝很難去除。國內(nèi)外學(xué)者都在不時探求活性污泥法和各種深度處置技術(shù)的制革廢水集成處置工藝。筆者經(jīng)過探求制革廢水處置廠和下游綜合污水處置廠存在的問題，針對性地展開加碳源實驗和不同深度處置技術(shù)小試，同時探求上下游兩污水處置廠聯(lián)動機(jī)制，旨在為污水處置廠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)工藝技術(shù)道路比選提供參數(shù)支持，為制革廢水處置提供參考。

　　一、資料與辦法

　　1.1 制革工業(yè)廢水處理廠和綜合污水處置廠概略

　　制革廢水處置廠的處置量為5000m3/d，主要接納各制革廠經(jīng)廠內(nèi)污水處置設(shè)備處置后的尾水，工藝流程為進(jìn)水調(diào)理池-混合反響池-初沉池水解池—A/O池—二沉池—出水[如圖1(a)所示]，岀水水質(zhì)請求到達(dá)《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)規(guī)范》(CJ343—2010)的B等級。

　　在制革廢水處置廠下游建有處置量為1X104m3/d的綜合污水處置廠，主要接納制革廢水處置廠尾水和市政生活污水，工藝流程為進(jìn)水―初沉池一水解池—A/O池T二沉池T出水[見圖1(b)]，改造完成后出水水質(zhì)請求到達(dá)《城鎮(zhèn)污水處置廠污染物排放規(guī)范》(GB18918-2002)-級A規(guī)范。

　　1-2 實驗辦法

　　首先，對制革廢水處置廠和綜合污水處置廠1年的進(jìn)出水水質(zhì)實施剖析，并實施沿程采樣剖析(采樣點位置如圖1所示)，探求制革廢水處置廠和綜合污水處置廠現(xiàn)階段的運(yùn)轉(zhuǎn)情況和存在的問題；其次，用小試安裝模仿在投加外碳源條件下污水處置廠的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，再次，應(yīng)用臭氧、活性焦和四相催化氧化深度處置技術(shù)對綜合污水處置廠二級出水分別實施小試，比照剖析不同深度處置工藝對污染物的去除效果和運(yùn)轉(zhuǎn)本錢，最后，提出制革廢水處置廠和綜合污水處置廠的工藝優(yōu)化改造倡議。

　　1.3 剖析項目及辦法

　　應(yīng)用WTW便攜式溶氧儀和pH儀現(xiàn)場監(jiān)測制革廢水處置廠和綜合污水處置廠沿程溶解氧濃度和pH值，沿程水樣采完后用抽濾機(jī)實施泥水別離，并依照國標(biāo)法檢測COD、可溶性COD(SCOD)、TN、TP、NH3-N和NO3-N濃度。投加外碳源小試主要檢測進(jìn)出水TN，NH3-N和NO3-N濃度，深度處置小試主要檢測COD濃度。

　　二、結(jié)果與討論

　　2.1 進(jìn)出水水質(zhì)

　　依據(jù)制革廢水處置廠和綜合污水處置廠某年的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)(見表1和表2)，剖析制革廢水處置廠和綜合污水處置廠的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。從表1可知，進(jìn)水污染物濃度在1月一6月相對較高，緣由是這個時節(jié)屬于制革行業(yè)的旺季。制革廢水處置廠對COD、BOD5、SS、NH3-N、TN、TP、TCr和S-的均勻去除率分別為77.4%、77.1%、72.9%、54.5%、44.9%、56.1%、60.7%和73.1%。其中NH3-N、TN和S2-出水濃度超越CJ343—2010的B等級。進(jìn)水BOD5/COD和BOD5/TN年均勻值分別為0.32和1.1，闡明進(jìn)水中可生物降解碳源較少，不能滿足生物脫氮需求。從碳、氮、磷濃度比可知，進(jìn)水TP濃度嚴(yán)重缺乏，會造成微生物活性較低。

　　從表2可知，綜合污水處置廠進(jìn)水水質(zhì)根本穩(wěn)定，污水廠對COD、BOD5、SS、NH3-N、TN、TP和TCr的均勻去除率分別為74.1%，92.9%，94.1%、72.9%，21.2%，78.8%和70.5%、BODS/COD和BOD5/TN年均值分別為0.47和0.59。進(jìn)水碳源較少不能滿足脫氮需求。出水COD、NH3-N和TN濃度較高，分別為106.8，19.00和89.9mg/L。

　　綜上，NH3-N、TN和S2-是影響制革廢水處置廠出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的主要緣由，COD、NH3-N和TN是影響綜合污水處置廠出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的主要緣由，也是優(yōu)化改造的主要去除對象。

　　2.2 沿程采樣剖析

　　對制革廢水處置廠和綜合污水處置廠沿程污染物濃度(如圖2、3所示)、D0濃度和pH值實施檢測，得到制革廢水處置廠缺氧池、好氧池的DO均勻濃度分別為0.12和1.86mg/L，進(jìn)水pH值為5;綜合污水處置廠缺氧池、好氧池的DO均勻濃度分別為0.17和2.5mg/L，進(jìn)水pH值為7.61。

　　制革廢水處置廠進(jìn)水COD和溶解態(tài)COD濃度分別為2450mg/L和1024mg/L，經(jīng)調(diào)理池處置后分別降到1610mg/L和489mg/L，剖析緣由是調(diào)理池中微生物對COD和溶解態(tài)COD有一定的降解，經(jīng)生化處置后COD和溶解態(tài)COD濃度分別由初沉池出水的558mg/L和357mg/L降到271mg/L和260mg/L，均勻去除率分別為51.4%和27.2%。經(jīng)預(yù)處置后TP由進(jìn)水的48.6mg/L降到3.6mg/L，去除率為92.6%，這可能是調(diào)理池和初沉池中微生物應(yīng)用菌膠團(tuán)吸附綜協(xié)作用的結(jié)果，經(jīng)A/O池后濃度進(jìn)一步降到1.13mg/L，去除率為68.6%。進(jìn)水TN，NH3-N和NO3-N分別為380，277和35mg/L，經(jīng)調(diào)理池和初沉池處置后濃度分別為306J85和31.2mg/L，經(jīng)A/O池處置后濃度分別為208，1.82，111mg/L，出水TN中大多數(shù)是NO3–N。

　　綜合污水處置廠進(jìn)水COD和溶解態(tài)COD濃度分別為1095mg/L和228mg/L，經(jīng)初沉池處置后分別為312mg/L和252mg/L，闡明顆粒態(tài)COD大多數(shù)在初沉池中去除，經(jīng)A/O池處置后COD和溶解態(tài)COD濃度分別為206mg/L和178mg/L，去除率分別為33.9%和29.4%，出水中COD大多數(shù)為可溶性難降解COD。經(jīng)初沉池處置后TP濃度由8.25mg/L降落到3.92mg/L，去除率為52.5%，闡明進(jìn)水中約有一半的磷是顆粒態(tài)磷，經(jīng)A/O池處置后，二沉池出水TP濃度降落為0.482mg/L，去除率為87.7%o進(jìn)水TN、NH3-N和NO3--N濃度分別為97.8、37.5和38.9mg/L，經(jīng)初沉池處置后濃度分別為78.8，36和36.2mg/L，其中NH3-N和NO3--N濃度根本沒有變化，TN降低了19.4%，顆粒態(tài)氮在初沉池中根本被全部去除;經(jīng)A/O池處置后TN、NH3-N和NO3--N濃度分別為60.2、2.83和54.6mg/L，出水TN的90.7%是NO3-N，闡明系統(tǒng)反硝化效果較差。

　　綜上可知，出水TN(主要是NO3-N)和COD濃度較髙是影響制革廢水處置廠和綜合污水處置廠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的主要要素，具有較大提升空間。

　　2.3 投加外碳源效果

　　針對綜合污水處置廠出水TN中大多數(shù)是硝態(tài)氮、進(jìn)水COD中大多數(shù)是難降解碳源的問題，應(yīng)用小試安裝模仿污水處置系統(tǒng)并在缺氧區(qū)投加碳源，探求系統(tǒng)的脫氮效果。實驗過程中堅持條件(包括溶解氧、內(nèi)回流量、外回流量和污泥濃度)分歧，進(jìn)水為綜合污水處置廠進(jìn)水，分別投加500，250和125mg/L葡萄糖(以COD濃度計，下同)，結(jié)果如圖4所示。

　　由圖4能夠看出，不投加碳源期間進(jìn)水TN和NH3-N均勻濃度分別為88.9mg/L和62.1mg/L，出水TN、NH3-N和NO3-N均勻濃度分別為68.5，4.5和57.7mg/L，對TN和NH3-N的去除率分別為22.1%，92.9%0投加500mg/L葡萄糖后，系統(tǒng)進(jìn)水TN均勻濃度為41.8mg/L，岀水TN均勻濃度為14.9mg/L，均勻去除率為64%，系統(tǒng)出水NO3-N均勻濃度為9.6mg/L。投加250mg/L葡萄糖后，系統(tǒng)進(jìn)水TN均勻濃度為37.6mg/L，出水TN均勻濃度為14.8mg/L，均勻去除率為60.9%，系統(tǒng)出水NO3-N均勻濃度為10mg/L。投加125mg/L葡萄糖后，系統(tǒng)進(jìn)水TN均勻濃度為59.1mg/L，出水TN均勻濃度為24.1mg/L，均勻去除率為59.5%，系統(tǒng)出水NO3-N均勻濃度為14mg/L。由此可見，投加碳源能較好地提升系統(tǒng)反硝化效率，從而去除系統(tǒng)中的氮。

　　2.4 臭氧氧化效果

　　取2.5L綜合污水處置廠尾水作為實驗原水(COD、SCOD和色度分別為223mg/L、190mg/L、16倍)，臭氧發(fā)送器的臭氧濃度為70%、流量為10L/min，臭氧實驗安裝高為1.5m、直徑約為8cm，應(yīng)用純氧作為臭氧氣源。設(shè)置臭氧接觸時間分別為10、15和30min，分別探求不同接觸時間下臭氧對出水色度和COD的去除效果。結(jié)果標(biāo)明，臭氧氧化10min時，出水COD、SCOD和色度分別為211mg/L、182mg/L，8倍臭；氧氧化15min時，出水COD、SCOD和色度分別為205mg/L，190mg/L，4倍；臭氧氧化30min時，出水COD、SCOD和色度分別為200mg/L，190mg/L，4倍?？芍?，臭氧氧化前后COD和SCOD濃度變化不大，接觸10、5min后對COD的去除率分別為5.4%和8%，對SCOD根本沒有去除效果，對色度的去除效果較好，臭氧氧化10min后去除率到達(dá)50%。

　　2.5 活性焦吸附效果

　　活性焦吸附實驗的原水為綜合污水處置廠尾水，實驗安裝為4級吸附柱串聯(lián)，第1~4級吸附柱高分別為4、3.5、3和2.5m，直徑均為12.5cm，活性焦填充量為54kg，處置流速為5m/h。實驗結(jié)果標(biāo)明，當(dāng)進(jìn)水COD均勻濃度為109.14mg/L，經(jīng)過第1~4級吸附柱后COD均勻濃度分別為39.4、22.1、17.4和13.4mg/L，均勻去除率分別為63.89%，43.90%，21.26%和22.99%?？梢?，污水廠二級岀水經(jīng)過4級活性焦吸附處置后可穩(wěn)定到達(dá)一級A規(guī)范。此外，吸附柱出水COD濃度隨時間呈上升趨向，主要由于活性焦是經(jīng)過吸附作用去除污染物，其到達(dá)吸附飽和后對污染物的去除率會逐步降低。

　　2.6 四相催化氧化效果

　　取綜合污水處置廠尾水作為實驗原水，四相催化氧化實驗安裝由催化反響池、后反響池和沉淀池組成，水力停留時間分別為0.56，0.8和1.17h，處置流量為140L/h，實驗過程中在催化反響池投加硫酸亞鐵和雙氧水，在后反響池中投加氫氧化鈉和PAM，并用空氣泵曝氣混勻。實驗設(shè)置3個藥劑投加梯度，第1梯度硫酸亞鐵、雙氧水和氫氧化鈉濃度分別為800、200、300mg/L，第2梯度硫酸亞鐵、雙氧水和氫氧化鈉濃度分別為1200，270，450mg/L，第3梯度硫酸亞鐵、雙氧水和氫氧化鈉濃度分別為1300、320、380mg/L，PAM投加量一直為2mg/L，對COD的去除效果如圖5所示。

　　從圖5可知，在第1、2和3梯度投加量下，出水COD濃度分別為47.6、34.6、42.15mg/L，去除率分別為49.4%，64.1%、64.9%。隨著藥劑投加量的增加去除率呈上升趨向，第2、3梯度出水COD濃度均可穩(wěn)定到達(dá)一級A規(guī)范，且去除率沒有明顯增加，綜合思索選擇第2梯度為最佳藥劑投加量。

　　2.7 本錢剖析

　　針對綜合污水處置廠二級出水COD濃度不能到達(dá)一級A規(guī)范，對其實施晉級改造。經(jīng)過小試探求3種深度處置技術(shù)對COD的去除效果，在到達(dá)排放請求的前提下剖析其運(yùn)轉(zhuǎn)本錢。四相催化氧化投加藥劑中硫酸亞鐵為200元/t、雙氧水為1000元/t、液堿為900元/t、PAM為20000元/t，活性焦為5000元/t、再生活性焦為3000元/t。在四相催化氧化實驗中，硫酸亞鐵、雙氧水和氫氧化鈉的最佳濃度分別為1200，270和450mg/L，計算得單位本錢為0.91元/m3，換算成去除單位COD的本錢為14.68元/kgCOD?；钚越咕鶆蛭娇偭渴沁^流總量和進(jìn)出水COD濃度差的乘積，故第1級吸附柱的吸附總量為1.79kg，第1級過濾安裝填充18kg活性焦，經(jīng)換算相當(dāng)于1t活性焦吸附了100kg的COD，故去除單位COD的本錢為50元/kgCOD(再生活性焦處置本錢為30元/kgCOD)。能夠看岀，去除等量COD時四相催化氧化較活性焦吸附更經(jīng)濟(jì)。

　　三、結(jié)論及倡議

　　①制革廢水處置廠岀水中NH3-N、TN和S-是影響出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的主要緣由，綜合污水處置廠出水中COD、NH3-N和TN是影響出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的主要緣由，是優(yōu)化改造的主要去除對象。

　　②綜合污水處置廠對TN的去除率與投加外碳源的量呈正相關(guān)，投加500mg/L葡萄糖時去除率為64%，岀水水質(zhì)可到達(dá)一級A規(guī)范。

　　③臭氧對COD根本沒有去除效果，四相催化氧化和活性焦吸附對COD的去除效果較好，出水水質(zhì)都能穩(wěn)定到達(dá)一級A規(guī)范?；钚越购退南啻呋趸コ龁挝?/span>COD的本錢分別為50元/kgCOD(再生活性焦處置本錢為30元/kgCOD)和14.68元/kgCOD，四相催化氧化愈加經(jīng)濟(jì)。

　　將制革廢水處置廠及其下游綜合污水處置廠整體思索，針對制革廢水處置廠出水NH3-N為77.32mg/L，占岀水TN的48%，可思索增加制革廢水處置廠曝氣量盡量將NH3-N完整轉(zhuǎn)化為NO3-N，然后在綜合污水處置廠缺氧區(qū)投加碳源強(qiáng)化反硝化脫氮。同時，在綜合污水處置廠二級岀水后增設(shè)四相催化氧化深度處置設(shè)備，保證岀水TN、COD穩(wěn)定到達(dá)一級A規(guī)范。