微电解-A2O-MBBR工艺处理制革废水

1.项目概述

皮革厂的主要产品是合成革。合成革是指通过人工合成，在由梭织布、无纺布(不织布)和皮革制成的基布上形成聚氨酯树脂膜或类皮革结构，看起来像天然皮革的一种材料。在皮革工业中，用于PU合成革的表面处理工艺和二层革的湿转移膜表面处理工艺。合成革工业废水的典型特征是高CODCr和高NH3-N。

合成革企业的废水因产品不同而异，成分杂，种类多。生产废水的浓度、数量和排放周期因产品质量要求的不同而不同。本项目废水主要分为低浓度废水、高浓度废水和厂区职工宿舍/食堂产生的生活污水。低浓度废水主要来源于车间地面清洗水、搓揉车间生产废水和厂区道路冲洗水。高浓度废水主要来自二甲基甲酰胺(DMF)回收装置的冷凝水(即塔顶水)、生产线清洗水、湿法生产线凝聚罐清洗水、干/湿法生产线原料桶清洗水、回收塔定期清洗水和储罐冲洗水。

制革废水污染物浓度高、成分复杂、水量和污染负荷波动大，是难处理的工业废水之一。

2.工艺流程设计

2.1水量和水质

该站设计污水处理规模为633m3/d，设计小时流量为26.4m3/h，连续运行24小时。

合成革废水由生产中添加的聚氨酯等各种高分子化合物和相关合成工艺所需的辅助原料产生，产生高浓度的CODCr。特别是大量的二甲基甲酰胺(DMF)在合成过程中作为有机溶剂，不参与合成反应，基本进入生产废水。具体设计水质值见表1。

排放的废水应符合GB21902—2008《合成革和人造革工业污染物排放标准》。具体排放标准限值:pH值6~9，色度(稀释倍数)50，悬浮物40mg/L，化学需氧量(CODCr)80mg/L，氨氮8mg/L，二甲基甲酰胺(DMF)2mg/L。

2.2工艺流程

废水采用“微电解-A2O-MBBR”的主体工艺。

2.3工艺流程描述

(1)高浓度废水处理系统。

(1)生产车间的高浓度废水靠重力流入调节池1，通过调节池使水质水量均匀，减轻后续建筑物的负荷。

(2)废水经调节池调节水质水量后，由提升泵抽到第一pH池进行pH调节控制，以满足后续微电解处理的要求。

③pH调节后的水进入铁炭微电解系统，利用铁炭的电极作用去除废水中的高浓度有机物，出水流入调节池II。

(2)低浓度废水处理系统。

(1)车间产生的低浓度废水与预处理后的高浓度废水混合，进入调节池二调节水质水量。

②废水经调节池处理后，由提升泵抽到第二pH池进行pH调节控制，以提高后续混凝反应单元的混凝效果。

③废水自流入混凝沉淀系统，经过混合-反应-吸附-絮凝-沉淀，通过泥水分离去除大量的CODCr和悬浮物。

④废水经物理化学去除大量颗粒有机污染物后，进入中间池缓冲水量，均质水质，自流进入A2O处理系统。厌氧池内设有组合填料，采用生物膜法。废水经过厌氧反应后，DMF等有机物中的氨基转化为氨氮，氨氮浓度大大增加，但绝大部分有机物在厌氧条件下被厌氧微生物降解。厌氧池出水进入缺氧池。来自厌氧池的废水与接触氧化池回流的含NO2-N和NO3-N的硝化液混合进入缺氧池，在反硝化菌的作用下，以H+为供体，利用一定的优质碳源进行还原反应。NOx-N被还原成无害的N2并释放出来，从而达到脱氮的目的。缺氧池出水进入好氧单元。本工程好氧单元采用MBBR工艺和接触氧化工艺的有机结合设计。在MBBR池中加入MBBR载体填料，有利于生物膜附着在载体填料表面，载体填料在MBBR池中形成流化状态，提高了降解有机污染物的效果。在好氧单元，好氧微生物进一步分解易降解有机物，而NH3-N在硝化细菌的作用下转化为NO2-N和NO3-N。

⑤接触氧化池出水自流进入二沉池，泥水分离后的上清液流入砂滤器，经石英砂过滤，出水直接排入清水池。

(3)生命污水处理系统。

(1)生活污水被格栅拦截，污水中的毛发、纤维、水果屑、纸罐等较大异物基本被清除，避免对后续处理设备造成损坏。

(2)然后进入调节池3调节水质水量，使污水混合更均匀，减少对后续处理系统的冲击。

(3)然后，废水混合缺氧池的出水进入MBBR池进行后续处理。

2.4主要结构和设计参数

(1)主要结构和设计参数见表2。

(2)微电解工艺。

微电解的原理是利用铁和碳之间的电位差，形成许多微小的原电池。当废水通过铁碳混合填料时，碳作为阴极，铁作为阳极，产生微电流流动现象，在千千形成数千万个微小电池，会导致“内电解”和腐蚀，即氧化还原反应:

阳极反应:Fe-2e→ Fe2+E0 (Fe2+/Fe) =-0.44V。

阴极反应:2h++2e→ H2 ↑ E0 (h+/H2) = 0.00v

有氧条件:O2+4h+4e→2h2o e 0(O2)= 1.23 VO2+2h2o+4e→40h-E0(O2/OH-)= 0.40v。

上述反应在酸和氧中腐蚀最严重。阳极产生的新生态Fe2+氧化后转化为Fe3+，再用碱中和生成Fe(OH)3，吸附能力强，使水变清。阴极产生的氢气具有气浮效果。

(3)厌氧-缺氧-好氧工艺，简称A2O工艺。

在厌氧单元中，水中的大分子有机物被分解成简单有机物，如有机酸、醇等。以及CO2、NH3、H2S等无机物，在酸降解菌或产酸菌的作用下，提高污水的可生化性，从而减少反应时间和处理能耗。

在缺氧单元中，异养微生物促进反硝化反应，将亚硝酸盐和硝酸盐还原成氮气、一氧化氮或二氧化氮。

2NO2-+6H(电子供体有机物)→N2+2H2O+2OH-

2NO3-+9H(电子供体有机物)→N2+3H2O+3OH-

好氧单元采用鼓风机、射流曝气器等增氧装置向好氧池供氧，使好氧池内溶解氧处于较高水平，为好氧微生物优势生长创造条件。好氧微生物吸收废水中的有机物，完成更新和代谢，从而达到降解废水中有机污染物的目的。好氧法去除有机物彻底，水力停留时间短。

(4)MBBR过程。

MBBR(Moving Bed Biofilm Reactor Process)是移动床生物膜反应器工艺(Moving Bed Biofilm Reactor Process)的简称，是一种生物膜附着在载体层表面，在废水中形成流化状态的生物接触氧化法。MBBR工艺具有脱氮效果好、处理系统稳定、运行管理简单、占地面积小、扩容方便、减少堵塞等特点，适用于污水处理系统升级改造，但载体价格昂贵。

3.操作状态

该项目采用当地城镇污水处理厂的脱水污泥进行驯化。经过三个月的调试，污水处理系统运行稳定，出水水质良好。自项目验收投产以来，各项出水指标均达到GB21902—2008《合成革和人造革工业污染物排放标准》的要求。

4.结论

(1)“微电解-A2O-MBBR”工艺处理制革废水具有设计合理、系统运行稳定、处理效果好、抗冲击负荷能力强等特点。

(2)工程运行结果表明，该工艺对制革废水中CODCr和NH3-N的去除率达到90%以上，出水水质稳定达到GB21902—2008《合成革和人造革工业污染物排放标准》的要求，为同类型废水处理提供了参考。(来源:广东省环境科学研究院环境科技有限公司)

免责声明：本网站内容来源网络，转载是出于传递更多信息之目的，并不意味赞成其观点或证实其内容真实性。转载稿涉及版权等问题，请立即联系网站编辑，我们会予以更改或删除相关文章，保证您的权利。
标签:  制革废水处理微电解-A2O-MBBR工艺