1、 毕业论文 开题报告 环境工程 日产 5000 张牛皮制革厂废水处理工艺设计 一、选题的背景、意义 随着改革开放的发展,制革行业已形成了相对独立的行业队伍,企业经济类型结构也 发生了较大变化。国有企业在逐步退出制革行业,民营、三资企业将成为制革行业发展的 主力军。虽然目前 80以上的制革企业已经建有污水处理设施,但由于处理模式和投入不 同,承接设计和施工单位也存在不规范之处,凸现的问题很多,制革废水处理的达标率很 低。因此当务之急 1 ,必须尽快制定制革废水设计规范和行业排放标准,推行制革企业区 域集中,污染物集中 治理和集中管理、加快技术进步和治理力度,才能实现制革废水全面稳定达标排放的目标
2、。 制革工业是一个污染严重的产业,主要是因为制革废水中含有大量蛋白质、染料、油 脂、硫化物、铬盐以及毛渣等生化耗氧量高的有机和无机的可溶物及悬浮物,以及有潜在 毒性的金属盐类。此外,在制革过程中,硫化氢、氨水和其它一些易挥发的有机化合物, 以及蛋白质固体废料分解都会产生有毒气体或不良气味。虽然环境恶化与高浓度氨氮和铬 对人体及生物种群的危害目前尚无数量化,但是可以肯定高浓度的氨氮和铬将会对人体带 来一定的危害。谢云挺报道 2 ,因 制革污染造成当地农田作物几乎颗粒无收,整日弥漫在 空气中的恶臭以及被污染的生活用水,严重危害着居民的身心健康,近年来水头居民各种 怪病不断,甚至出现当地青年征兵体检
3、很少有人合格的现象。 制革废水主要由脱脂废水、浸灰脱毛废水、铬鞣废水、加脂染色废水和各工序洗涤废水5 部分组成,其中脱脂废水、浸灰脱毛废水和铬鞣废水 3 种废水尽管只约占总废水量的 50%,但却包含了废水中的绝大部分的污染物,含废水总污染物中的 80%的 COD、 75%的 BOD、 70%的 SS、 93%的硫化物、 50%的氯化钠、 95%的铬化合物。 制革工业加工过 程产生的废水除来源于脱毛、脱脂、冲洗等物理加工外,还由于其使用大量化学原料进行化学处理,如鞣制等。制革工业废水属于高浓度的有机废水,含有大量蛋白质、油脂、脂肪酸、皮屑、毛发及食盐、纯碱、石灰、硫化钠等化工原料。废水所含污染物
4、种类繁多、成分复杂,水质水量变化系数大且有恶臭现象。皮革加工废水对环境带来的污染是严重的,皮革行业的污染治理是势在必行的,任务也是十分艰巨的。 3 二、相关研究的最新成果及动态 目前国内采用的制革废水处理工艺通常有: ( 1)传统活性污泥法 活性污泥法创建于 1917年,是利用河川自净原理 的人工强化高效处理工艺,已成为有机性污水生物处理的主体。活性污泥法法对生化需氧量去除率在 90以上,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。传统活性物泥法处理效率高,适用于处理要求高且水质相对稳定的污水,但它要求进水浓度尤其是有抑制物浓度不能高,而制革废水中的硫化
5、物及铬在超过一定浓度时对生化有抑制,同时它不适应冲击负荷,需要高的动力和基建费用。 ( 2) 氧化沟工艺 制革废水生物处理具有一定的特殊性,即冲击负荷大、含盐量高,又含有一定数量的难生物降解的有机物以及铬和 硫化物带来的毒性问题。在诸多生物处理技术中,氧化沟因其停留时间长、稀释能力强、适宜于污染负荷低的废水处理、抗冲击负荷能力强的特点,被实践证明是目前较成熟的制革废水处理工艺 4 。随着国家对环保问题的日益重视,制革行业将面临更加严峻的环保问题,排放标准将更加严格,如氨氮指标已列为某些地区的制革废水排放标准。氧化沟法是活性污泥法的一种变种。氧化沟处理制革废水,处理效果稳定,操作管理简单,运行成
6、本较低,日益受到人们的重视。因而,氧化沟工艺在制革废水处理方面的优点更为突出,通过合理的设计及运行氧化沟处理技术将会大规 模地应用于制革废水处理中,江苏南京制革厂、浙江海宁制革厂、湖北十堰制革厂等均采用氧化沟技术,该法对有机物去除率 BOD5在 95以上, CODcr在 95,硫化物在 99 -100,悬浮固体 75左右,石油类 99以上。 ( 3) 序批式活性污泥法 (SBR)工艺 SBR是近年来在国内外迅速发展起来的一种新工艺,其对有机物的去除机理为 5 :在反应器内预先培养驯化一定量的活性污泥,当废水进入反应器与活性污泥混合接触并有氧存在时,微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢,将有机物
7、降解并同时使微生物细胞增殖。将微生物细胞物质 与水沉淀分离,废水即得到处理。其处理过程主要由初期的去除与吸附作用、微生物的代谢作用、絮凝体的形成与絮凝沉淀性能几个净化过程完成。 SBR工艺运行灵活,可以间歇运行,停产长达 3个月后,重新启动 SBR池时,污泥活性可很快恢复,该工艺十分适用中、小型制革企业的废水处理。目前,国内将 SBR工艺列为废水处理中的重要工艺进行研究和应用。但 SBR工艺尚处于发展完善阶段, SBR的兴起不过十几年的时间,许多研究还属于刚刚起步阶段,在基础理论研究方面存在着很多疑问,在工程应用方面缺乏科学、可靠的设计模式及成熟的运行管理经验,而 SBR自身的特点一间歇运行、
8、自动化要求高,又增加了解决问题的难度和应用的局限性。 氧化沟污水处理技术作为一种革新的活性污泥工艺,与其他生物处理工艺相比,有以下一些技术、经济方面的特点 6 :( 1)工艺流程简单,构筑物少,运行管理方便( 2)曝气设备和构造形式的多样化、运行灵活( 3)处理效果稳定、出水水质好,并可以实现脱氮( 4)能承受水量、水质冲击负荷,对高浓度工业废水有很大的稀释能力。 另外,氧化沟所采用的高效表面机械曝气机维修方便,可以在不中断运行的情况下,在平台上对设备直接维修,而不象鼓风曝气机那样,必须 排空曝气池才能维修。制革废水生物处理具有一定的特殊性,即冲击负荷大、含盐量高,又含有一定数量的难生物降解的
9、有机物以及铬和硫化物带来的毒性问题。在诸多生物处理技术中,氧化沟因其停留时间长、稀释能力强、适宜于污染负荷低的废水处理、抗冲击负荷能力强的特点,被实践证明是目前较成熟的制革废水处理工艺。 7 随着国家对环保问题的日益重视,制革行业将面临更加严峻的环保问题,排放标准将更加严格,如氨氮指标已列为某些地区的制革废水排放标准,因而,氧化沟工艺在制革废水处理方面的优点更为突出,通过合理的设计及运行,氧化沟处理技 术将会大规模地应用于制革废水处理中。 要使水质得到改善,必须大力控制制革废水排放量,特别要控制制革废水中氨氮和铬等主要污染物的排放量。另外,提高环保认识,社会、经济与环境三者是相辅相成的,处理好
10、眼前的、局部的利益与长远利益的关系。环境的恶化,势必会影响经济的可持续稳定发展。对此,各级管理部门必须提高认识,并采取切实可行的措施,实现经济与环境的协调发展。影响水质恶化的因素是多方面的,只有采取技术、经济、管理、环保等综合措施,才能实现流域环境的全面改善。改进工艺流程,采用先进的生产工艺,推广清洁生产,控制和减少 源头污染,提高资源利用率。调整工业产业结构,减少制革业在工业中的比重。加大投入,加大治污力度,提高污水稳定达标率,重视水质的监测与保护。 三、课题的研究内容及拟采取的研究方法(技术路线)、难点及预期达到的目标 研究内容及预期目标:通过实地调查废水水量,水质情况,根据水质水量特点,
11、选择废水处理工艺,使最终废水达标排放。 预期达到的目标水质 : 出水要求: COD 300 mg/L; BOD5 100 mg/L; SS 150mg/L;pH 6-9, NH3-N 25 mg/L;S2- 1.0mg/L;动植物油 15 mg/L;总铬 1.5 mg/L。 难点:皮革加工过程中,脱脂、脱毛、软化、染色和加脂等工序所产生的废水中含有大量的有机物 ;皮革废水色度较大,主要由植鞣、染色、铬鞣和灰碱废液造成,若皮革废水不经处理而直接排放,将给地面水带上不正常颜色,影响水质和景观等等。 研究方法及技术路线:通过工艺比较,确定处理工艺流程。首先对废水进行预处理,含铬废液中加入石灰,使 C
12、r3+变为 Cr(oH)3沉淀,减轻对后续处理的压力 ;废水中硫化物的去除采用加铁盐生成硫化物沉淀的方法 ;然后制革混合废水经格栅 去除里面的固体物及毛皮屑 进入沉沙池,去除水里的泥沙及部分可沉降固体物,然后进入气浮池进行气浮。最后运用氧化沟技术对废水进行生物处理。 四、论文详细工作进度和安排 2010.10.20-2010.11.22:毕业设计(论文)选题,查阅文献等前期准备工作 ; 2010.11.23-2010.12.31:在广泛查阅文献资料的基础上,完成外文翻译、文献综述和开题报告等工作 ; 2011.1.1-2011.1.10:毕业设计(论文)开题报告 ; 2011.1.11-201
13、1.5.8:进行课题的实验、设计、调研及结果的处理与分析等 ; 2011.5.9-2011.5.23:完成毕业设计说明书或论文写作,进行毕业设计(论文)的审阅和修改完善 ; 2011.5.24-2011.6.10:毕业设计(论文)的答辩。 五、主要参考文献 1吴浩汀 ,陈鸣 ,荆建鸣 .中国制革废水处理存在的问题与对策 J.中国皮革 .2005, 34(5):35 36. 2谢云挺 .新闻中心 2004-7-2. 3朱凡 .国内制革废水处理工艺应用现状 A.2007 水业高级技术论坛论文集 C.2007. 4隋智慧 ,曹向禹 ,强西怀 .氧化沟工艺及其在制革废水处理中的应用 J.中国皮 革 .
14、2005,34(1): 54-57. 5C Di Iaconi,A Lopez,R Ramadori, et al, Combined chemical and biological degradation of tannery wastewater by periodic submerged filterJ.WaterResearch,2002, 36: 2205 2214. 6沈耀良,王宝贞 .废水生物处理新技术 ,理论与应用 M .北京:中国环境科学出版社,1999: 313-317. 7隋智慧 ,曹向禹 ,强西怀 .氧化沟工艺及其在制革废水处理中的应用 J.中国皮革 .2005,34(1).
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