5000m3/d合成革工业园区污水处理厂工艺设计
中国各级政府非常重视发展合成革工业，改革开放以来合成革每年都是两位数字的增长，合成革工业正在蓬勃发展。合成革现已大量取代了资源不足的天然皮革，并较之得到更广泛的应用，中国已成为全球合成革生产大国，生产企业主要集中在浙江、江苏、广东和山东等沿海城市。合成革产业的蓬勃发展，带动了高档树脂生产、服装、制鞋业、箱包产业等上下游的同步发展。随着市场国际化步伐加快，我国合成革产量将保持持续稳定增长，合成革产业面临着巨大发展潜力和广阔的市场空间。制革废水的主要是成分复杂、污染物种类繁多、处理难度高、pH 值高、色度高、浓度较高的有机废水，处理具有一定的难度。特别是洗塔废水B/C较低,可生化性差、有机物浓度高、水质波动性较大，且有机物结构主要为大分子聚合物、环链结构，目前国内应用较多的有氧化沟、SBR和生物接触氧化法，一般的处理工艺难于降解，属于较难降解的高浓度有机废水。在基布浸渍、聚凝、喷淋、水洗等工序中使用了大量的有机化合物，废水中含有DMF(N，N—二甲基甲酰胺)、甲苯、丁酮、二甲胺等有机物， COD浓度高达30000mg/L。废水毒性较大，对人体、土壤、动植物生长均产生危害，其中毒性最大的物质是DMF。DMF化学性质稳定，化学式为HCON(CH3)2，可以通过呼吸道、消化道和皮肤进入人体内，具有一定的毒性。
合成革工业飞速发展推动了我国经济的发展，为国家创造了大量财富，但由于制革工业的高污染性的特点也严重威胁到了生态环境 因此如何使发展和生态环境处于平衡状态已是我国当前需要迫切解决的难题。
随着国家环保力度不断加大，有关环境保护的法律、法规如《环境保护法》、《水污染防治行动计划》等先后修订和发布，国家对节能减排、污染防治等环保要求在不断提升，同时行业环保意识也逐步增强，绝大多数制革企业已开始建设完善的污水处理系统并合理回收利用废水中的可回收资源，使制革行业摆脱高耗能高污染的帽子，成为一个能使资源得到再利用的产业，跻身于循环经济范畴之内。
作为是一个污染比较严重的产业，建设污水处理厂来控制合成革工业园生产废水是保证工业园发展和环境保护相协调的有效方法。工业园区污水集中处理，这样既能够确保“三废”总量实现减排达标排放，又可以有效降低环保治理成本，解决企业一家一处理投资大、成本高的难题。因此在合成革工业园建设废水处理厂处理生产废水具有现实意义。
本文拟根据规划及实际情况确定废水处理厂的处理水量，进水水质，选择并设计适当的污水处理工艺，使整个园区内皮革废水能够实现无害化和资源再利用，达到国家要求排放标准。同时根据对该园区的废水指标及现有处理工艺的了解，考虑到污染物的特点，参考相关文献确定选用上流式厌氧生物滤池和两级A/0组合工艺。该组合工艺既能处理园区内的高浓度废水，又能产生大量沼气加以利用，实现了经济和环境的双重效益。
某合成革生产工业园区位于沿海某市，园区占地8000余亩，园区主要从事合成革及其相关生产企业。在合成革生产过程中，各工序使用了各种各样的有机化合物，排放的废水中含有各种高浓度有机物，具有较大的毒性，对环境、人体均会产生严重的危害，因此，需建设集中污水处理设施。
本次设计污水处理厂处理合成革工业园区排放综合废水，使出水水质达到《合成革与人造革工业污染物排放标准》（GB21902－2008）规定的排放浓度限值要求。
制革生产需要消耗大量水，同时会产生大量的制革废水。因此，水是制革生产能够正常运行的核心和关键。而防止水污染，保护水资源是当今全世界所关注的问题，也是制革生产必须解决的首要难题。制革综合废水的主要处理工艺可分为一级处理和二级处理，必要时还需进行三级处理。一级处理主要以物理以及化学方法处理为主，包括格栅、格网、沉砂池、调节池和沉淀池以及化学混凝、气浮等技术操作强化处理效果，二级处理单元则是整个制革废水处理流程中最核心的操作单元，而目前可将国内制革综合废水处理工艺分为全物化处理和生物处理两大类。
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。制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，去除悬浮物，削减部分污染负荷，为后续生物处理创造良好条件。
（2）生物处理系统
制革废水属于高浓度有机废水，适宜于进行生物处理。国内应用较多的有氧化沟、SBR和生物接触氧化法，应用较少的是间歇式生物膜反应器（SBBR）、流化床和升流式厌氧污泥床（UASB）。
物化处理工艺
国内用于处理制革废水的物化处理法有投加混凝剂、内电解等技术。
全物化技术处理制革废水时也存在运行费用高、处理不完全、污泥产量大、易产生二次污染等一系列问题，随着制革行业的逐步规范化和排放标准的日益严格，其应用前景不容乐观。本次设计采用生化处理工艺。
制革废水生物处理技术由物化预处理和生物处理单元构成，目前在制革废水处理中得到大量应用的生物处理主要是指好氧生物处理，其中包括厌氧生物处理、氧化沟技术、SBR法、生物接触氧化法，A/O法等。
厌氧生物处理技术
厌氧生物处理技术相当于一个生化预处理过程，它对高浓度有机工业废水及废水中的不可降解有机污染物效果较好，可以去除废水中大部分的COD。相比好氧处理，厌氧生物处理装置占地少、运行费用低、污泥发生量远少于好氧过程且污泥易处理、脱水性能好。此外厌氧生物处理不需要供氧，无需动力，可节省操作费用。同时对高浓度有机废水和污泥去除效果好，可产甲烷具有经济效益。陈学群等对制革废水厌氧处理技术的可行性进行了分析，他提出采用UASB/AF工艺来处理制革废水，成功开创了厌氧技术用于制革废水处理的先例。在中试实验中，设置温度为14～28℃，进水COD、硫酸盐、硫化物质量浓度分别为8000mg/L、1300mg/L、470mg/L，COD和硫化物的去除率分别到达了56%～63%和50%～60%。
氧化沟工艺
制革废水是一种高污染难处理的工业废水，具有冲击负荷大、含盐量高、含生物难降解的有机物以及铬和硫化物等有毒有害物质的特点。而在生物处理技术中，氧化沟停留时间长、稀释能力和抗冲击负荷能力强，适宜于处理污染负荷较低难处理的废水，因此它是目前制革废水处理中较成熟的工艺。氧化沟工艺处理制革废水，进水ρ(COD)平均为1700mg/L，处理后降至150mg/L左右，硫化物、动植物油、色度的去除率也分别达到98.7%、99.0%和85.5%，同时将加药混凝沉淀工艺设置在二沉池后，使处理后水中COD达到了一级排放标准。氧化沟法作为一种新型的活性污泥法，其处理制革废水的效果稳定，操作管理简单，运行成本较低。氧化沟有多种不同池型：卡鲁塞尔型、奥贝尔型、双沟型、三沟型等。该法对有机物去除率BOD5和CODcr均可达95%，硫化物、悬浮固体、石油类分别在99%～100%、75%左右、99%以上。
批式活性污泥法(SBR)工艺
SBR也称间歇式活性污泥法，是近年来在国内外迅速发展起来的好氧生物处理技术，该工艺集进水、曝气、沉淀、出水于一体，由进水、反应、沉淀、出水和待机等5个基本过程组成。SBR工艺运行灵活，抗冲击能力强，可以间歇运行，且不需设二次沉淀池以及污泥回流设备。该工艺十分适用中、小型制革企业的废水处理。利用SBR工艺处理制革废水，COD、BOD5、S2-的去除率均达到96%，由此可见在处理制革废水方面该法具有很好的应用前景。但目前SBR工艺仍处于发展完善阶段，关于制革废水方面在基础理论研究方面还有待完善，可靠的设计模式及成熟的运行管理经验还比较欠缺。
生物膜法
生物膜法是另一种废水处理方法，与传统活性污泥法相比，具有产生的污泥量少、不会引起污泥膨胀、对废水的水质和水量的变动适应能力强、运行管理较方便、简易等优点。生物膜法是使微生物群体附着在生物反应器内的固体填料表面，并形成一层生物膜，使之与废水接触，利用微生物的新陈代谢分解有机物以达到净化废水的目的。常见生物膜反应器分为生物滤池、生物转盘、生物流化床和生物接触氧化等，而用于制革废水的生物膜法多是采用生物接触氧化，并多与其他工艺结合起来。利用CAF涡凹气浮-生物接触氧化工艺对沈阳第一皮革厂原废水处理工艺进行改造，最终结果表明CODCr、SS、Cr3+、S2-去除率达85%以。
A/0法
活性污泥法是根据河流自净原理而通过人工强化的污水高效处理工艺，是城市污水处理一种常用工艺方法。在处理制革废水的实际应用中，活性污泥法也是比较普遍的。该法对生化需氧量去除率可达90%，化学需氧量在60%～80%之间，色度在50%～90%之间，硫化物在85%～98%之间。传统活性物泥法对制革废水中含碳有机化合物具有较高的处理效率，适用于水中污染物浓度不高且水质相对稳定的污水。流程简单，无需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分；曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质 ；A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免DO的增加。O段的前段采用强曝气，后段减少气量，使内循环液的DO含量降低，以保证A段的缺氧状态。
其他制革废水处理技术
生物接触氧化法——所需空气少，体积负荷高，处理时间短，但成本高，仅适合中小型制革厂；射流曝气法——氧的利用率高，装置结构简单，污泥不易膨胀，适合中小型制革厂；SBBR——出水水质好，去除效率高，污泥产量少；流化床——容积负荷大，耐冲击但处理效率不高，能耗较大，适合小型制革厂。
设计规模
设计时参考皮革园区规划生产规模及部分企业实际生产情况，考虑生产过程中废水排放的特点和废水来源，废水设计处理规模为5000m3/d。
设计水质
1) 设计进水水质
根据部分企业的实际情况及制革生产废水的水质特点可确定进水水质设计参数见表2-1。实际设计时参数均取最大值。
表2-1 设计进水水质指标
项目 | COD/（mg/L） | BOD5/（mg/L） | 氨氮/（mg/L） | SS/（mg/L） | pH |
生产废水 | ≤3000 | ≤600 | ≤200 | ≤200 | 6-9 |
设计出水水质
污水经处理后，出水水质须达到《合成革与人造革工业污染物排放标准》（GB21902－2008）规定的排放浓度限值要求。进行设计，其具体标准见表2-2。
表2-2 设计出水水质指标
单位：mg/L（pH值、色度除外）
序号 | 污染物项目 | 限值 |
1 | pH | 6-9 |
2 | 化学需氧量（ | 80 |
3 | 生化需氧量（BOD5） | 20 |
4 | 氨氮（以N计） | 8 |
5 | 悬浮物 | 40 |
设计任务
本设计根据皮革园区的规划及皮革厂出水进行分析，通过对比选择合适的废水处理工艺，确定废水处理厂的设计规模和进水水质；处理站工艺流程设计说明；处理构筑物型式选型说明；处&l
