1、 本科 毕业论文 （ 20_ _届） 日产 5000张牛皮制革厂废水处理工艺设计 所在学院 专业班级 环境工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 1 摘要 : 本设计是对 日产 5000 张牛皮制革厂废水处理工艺的设计。进水水质为：COD3000mg/l; BOD5 650mg/l； SS2800mg/l； pH： 8 10。在综合制革废水水质成分复杂，有机污染物浓度高， 可生化性差的条件下，如何合理地选择污水处理工艺，使其能更经济、有效地去除污水中的有机物、硫化物等污染指标，使出水水质达到 COD300mg/l， BOD5 100mg/l， SS150mg/l，总铬 1.5m
2、g/l;pH： 6 9 等。污水处理工艺流程为：格栅 调节池初沉池 卡鲁塞尔氧化沟 二沉池。设计的污水处理系统具有费用低、占地少的优点，是一种高效、经济、灵活的污水处理技术。 关键词 : 卡鲁塞尔 氧化沟；总铬；制革废水 2 Abstract: The design is tanning wastewater disposal system of a oxhide factory. The quality of the inflow: COD3000mg/l； BOD5650mg/l； SS2800mg/l； PH:8 10. The integrated wastewater from ta
3、nneries is complicated and not easily biodegradable including high concentration of organic substances and sulfides The purpose of the research is to forward a reasonable to treatthe above wastewater put process effectively. The quality of the effluent: COD300mg/1； B0D100mg/1； SS150mg/1； pH= 6-9. Th
4、e sewage disposal process is: grilleconditioning tankprimary sedimentationcarrousel oxidation ditchsecondary settling tank. It has the expenses low, cover the less area. Its a kind of efficiently, the economy, vivid and dirty water handles technique . Keywords:carrousel oxidation ditch； organic wast
5、e water;chromium 3 目 录 1 绪论 . 1 1.1 我国制革工业概况与特点 . 1 1.2 制革工业与环境的关系 . 1 1.3 制革工业生产工艺及其废水来源和特性 . 1 1.3.1 制革工业生产工艺 . 1 1.3.2 制革工业废水来源及特性 . 2 1.4 制革废水的危害 . 2 1.5 国内外制革废水处理技术现状与发展 . 3 1.5.1 制革废水单项处理技术 . 3 1.5.2 制革废水综合处理技术发展概况 . 4 2 制革废水处理工艺方案 . 5 2.1 设计资料及依据 . 5 2.1.1 设计水质 . 5 2.1.2 水质情况 . 5 2.2 选择及确定处理工
6、艺的原则 . 5 2.3 综合制革废水处理工艺确定 . 6 2.4 废水处理工艺流程 . 6 2.5 工艺流程说明 . 7 2.6 各处理单元处理效果一览表 . 7 3 设计计算说明书 . 9 3.1 污水处理系统工艺设计参数及相关计算 . 9 3.1.1 格栅 . 9 3.1.2 调节池 . 10 3.1.3 一沉池 . 10 3.1.4 卡鲁塞尔氧化沟 . 11 3.1.5 二沉池 . 14 3.1.6 污泥浓缩池 . 17 3.1.7 污泥脱水系统 . 18 4 3.2 主要构筑物设施表 . 19 3.3 主要构筑物高程液位表 . 19 3.4 机械设备设计选型 . 21 4 处理成本计
7、算 . 24 4.1 工程投资估算 . 24 4.2 运行费用 . 24 5 结论 . 26 致 谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 27 附 录 . 28 附件 1 污水处理厂平面布置图 . 28 附件 2 污水处理工艺流程图 . 28 附件 3 污水处理工艺高程图 . 28 附件 4 主要构筑物 氧化沟结构图 . 28 1 1 绪论 1.1 我国制革工业概况与特点 20 世纪 90 年代世界皮革工业进入了新的发展时期，随着世界产业结构的调整，作为动密集型的皮革工业已由发达国家向发展中国家转移，我国也已成为世界关注的皮革加工中心及销售中心。目前，我国不仅是皮革产品的产销大国，而且也是
8、皮革产品的出口大国，出口额占全行业产值的 50以上。我们在为皮革工业 所创造的辉煌业绩感到高兴的同时，也不得不关注皮革工业所带来的环境问题。 1 据统计，每加工生产 1t原料皮，要消耗掉的有害化工材料有：硫化钠 49kg，红矾 50kg；所产生的废水约为 50-150t。每年制革工业要向环境排放废水达 8000万吨以上，约占我国工业废水排放总量 0.3%，其特点是：碱性大，色度深，耗氧量高，悬浮物多，并含有较多的硫化物和铬等有毒物质。皮革工业万元产值的排污量在轻工行业居第 3位，仅次于造纸和酿造行业。 2 1.2 制革工业与环境的关系 制革工业产品为各类皮革。制革生产流程一般由浸水去 肉、脱毛
9、浸灰、脱灰软化、浸酸鞣制、复鞣、中和、染色、加脂等工序组成。制革工业的原材料和加工工艺均会对环境造成不同程度的污染。制革生产不仅要通过各种加工设备进行物理加工，还要应用大量化工原料进行化学处理。这些材料包括各种助剂、鞣剂以及加脂剂，涂饰剂等，其中脱毛所用硫化钠和硫氢化钠，鞣剂所用铬盐等均属有毒有害物质，对环境污染严重。据统计。制革行业每年排放废水 1亿吨，约占全国工业废水总排放量的 0.3，其特点是碱性大、色度浓、耗氧量高、悬浮物高，并含有较多的硫化物等有毒物质。 3在这些排放掉的废水中，悬浮物为 12万吨，COD约 15万吨， BOD为 7万吨，从以上可以看出，皮革工业给环境带来的污染是相当
10、严重的。制革工业的发展为市场带来了繁荣，为国家创造了财富，同时也产生了严重的环境污染，发展与环境保护之间的矛盾曰益突出，对人类健康和整个社会的可持续发展造成了威胁。目前，全国约有 200多家制革企业采取了不同程度的污染治理措施，但仅占全国制革企业总数的l0 15。制革行业的污染治理任务十分艰巨。 4 1.3 制革工业生产工艺及其废水来源和特性 1.3.1 制革工业生产工艺 制革生产包括湿加工和干加工两个单元，湿加 工包括准备工段和鞣制工段，干加工就是整饰工段。准备工段是原料皮从浸水到浸酸之前的操作，包括浸水、去肉、脱脂、浸灰脱毛、 2 膨胀。鞣制工段包括鞣制和鞣后湿处理两部分。包括脱灰、软化、
11、浸酸、鞣制、水洗、中和、染色等。整饰工段包括皮革的整理和涂饰操作，属于皮革的干操作工段。 5 1.3.2 制革工业废水来源及特性 1) 废水来源 皮革加工是以动物皮为原料，经化学处理和机械加工而完成的，在这一过程中，大量的蛋白质、脂肪转移到废水、废渣中，在加工过程中采用大量的化工原料，如酸、碱、盐、硫化钠、石灰、铬鞣剂、加脂剂、 染料等，其中有相当一部分进入废水之中。制革废水主要来自于准备工段、鞣制工段和湿加工工段。这些加工过程产生的废液多为间歇排放，其排出的废水是制革工业污染最主要来源，约占制革废水排放总量的三分之二。 6 根据制革工艺可以分为五股废水： 浸水、脱脂及其洗水，主要污染物有污血
12、、蛋白质、油脂、硫化物、石灰及表面活性剂、脱脂剂等。特点：呈碱性。油脂含量高，含有易产生泡沫的洗涤剂。 脱毛、脱灰及洗水，特点：废水呈碱性，硫化钠、石灰、蛋白质含量高。 浸酸、铬鞣及洗水，特点：废水呈酸性，含有铬。 染色加脂及洗水，特点：废水 呈酸性，含染料，色度高。 其它污水，冲洗、跑冒滴漏、轻度污染水。 7 1.4 制革废水的危害 由于制革废水中有机物含量及硫化物、铬化物含量高，耗氧量大，其废水的污染情况十分严重，主要表现在以下几个方面： 1) 色度 皮革废水色度较大，主要由植鞣、染色、铬鞣和灰碱废液造成，如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。 2) 碱性 皮革废水总体
13、上呈碱性，综合废水 pH值在 9到 11之间。其碱性主要来自于脱毛等工序用的石灰、烧碱和硫化钠，碱性高而不加处理会影响地面水 PH值和农作物生长。 3）硫化物 制 革废水中的硫化物主要来自于灰碱法脱毛废液，少部分来自于硫化物助软的浸水废液及蛋白质的分解产物，古硫废液遇酸易产生 H2S气体，含硫污泥在厌氧条件下也会释放出 H2S气体，对水体、空气环境及人体的危害性极大。 4）铬离子 3 制革废水中的铬离子主要以 Cr3+形态存在，含量一般在 60mg/l-100mg/L, Cr3+虽然比 Cr6+对人体的直接危害小，但它能在环境中动植物体内产生积蓄，从而对人体健康产生长远影响。 5) 有机污染物
14、 污水中有机污染物以 BOD5(生化需氧量 )和 CODcr(化学需氧量 )表示。 污水中有机污 染物以 BOD5(生化需氧量 )和 CODcr(化学需氧量 )表示。 由于制革废水中蛋白质等有机物含量较高又含有一定量的还原性物质， BOD5， CODcr很高，若不经处理直接排放会引起水源污染，促进细菌繁殖，同时污水排入水体后要消耗水体中的溶解氧，而当水中溶解氧低于 4mg L时，鱼类等水生生物会呼吸困难甚至死亡。 8 总之，制革工业废水水量大，污染负荷高，属于以有机物为主体的综合性污染，必须加以有效的、充分的治理。 1.5 国内外制革废水处理技术现状与发展 制革生产是以水为介质的生产加工过程。
15、因此，水是制革生产生 存和发展的命脉。防止水污染，保护水资源是当今世界性的问题，也是制革生产面临的当务之急。对于制革废水处理，国内外较为成熟的工艺方法均采用 “分隔 +集中、物化 +生化 ”的方法。即在处理综合废水前，对制革废水中污染物浓度较高、毒性大的铬鞣废水、脱毛含硫废水分别进行单独处理。去除废水中的铬化物和硫化物 ,处理后的废液再和其它制革废水混合，进行集中二级处理，达标后排放。 9 1.5.1 制革废水单项处理技术 1)含铬废水 含铬废液主要来自铬鞣工序的废液和采用铬复鞣操作的废液。铬鞣废液中含有的铬化物浓度高，毒性大，属于第 一类污染物，国家标准规定必须在设备排放口达到排放标准，因此
16、一般制革厂都将废铬鞣废液用单独管道收集后，进行单独处理，经处理后的废铬液再与综合废水混合后进行进一并处理。废铬液的回收和利用的方法很多，其中包括减压蒸馏法、反渗透法、离予交换法、溶液萃取法、直接回用法、碱沉酸化法。其中碱沉淀酸化法和铬直接循环利用法最为成熟，被广泛采用。 10 碱沉淀酸化法 碱沉淀法化学反应方程式： Cr3+3OH-=Cr(OH)3 =H+ +CrO2- +H2O 根据化学平衡移动原理，加酸时，平衡向生成 Cr3+的方向移动，加过量 碱时， CrO2-方向移动，在 pH值为 8.510的范围时，生成难溶的 Cr(OH)3在强酸性介质中，如硫酸介质中又可还原成碱式硫酸铬，因此可重
17、复使用。该方法的优点是利用铬较有效，而且回用的溶液比较4 干净，对皮革质量无甚影响。 2） 脱毛含硫废水 制革生产的传统脱毛工艺一般采用灰碱法，主要原料为 Na2S和石灰，产生的废水约占制革废水总量的 10，其废水污染负荷高，毒性大，废水中硫化物含量 2000mg/L-4000mg/L，这部分废液的 CODcr占污染总量的 50，硫化物污染占 95以上。此外，该废液悬浮物和浊度高 ，是皮革工业中污染最为严重的废水。硫化物具有一定的毒性，如不进行处理，降低废水中的硫化物浓度，将影响综合废水的生物处理。处理含硫废水的方法很多，具体方法有催化氧化法、酸化吸收法、化学沉淀法。 11 化学沉淀法 向脱毛
18、废水中加入亚铁盐，使 Fe2+与废水中的 S2一 在 pH值大于 7的条件下反应，生成 FeS沉淀，从而从水中分离出硫化物。其反应式为： FeSO4+Na2S=FeS十 Na2S04 工艺流程 铁盐 空气 脱毛含硫废水一贮水池一反应池一沉淀池一综合污水处理系统 化学沉淀法反应迅速，操作简单，污水中硫离子去除较完全。 1.5.2 制革废水综合处理技术发展概况 综合制革废水包括制革区内排放的所有废水。制革废水处理按其流程，分为一级处理部分和二级处理两部分。 12 一级处理工艺由格栅、格网、沉砂池、调节池和初次沉淀池组成。由于制革废水有机污染物浓度高，悬浮物高，并含有一定的色度，为了降低二级处理工艺
19、的污染负荷量，采用化学混凝和絮凝气浮工艺或沉淀处理工艺作为强化一级处理的制革处理系统也日趋增多。 二级处理工艺目前主要以生物好氧处理为主导工艺。生物氧化法又包括活性污泥法、生物膜法、氧化沟法和 SBR法等。 普通活性污泥法 中段水采用推流式的普通活性污泥法处理，对污水处理效果极好，BOD5去除率基本可达 90以上，适用于处理净化程度和稳定程度较高的污水，但也存在耐冲击能力差的缺点。 卡鲁塞尔氧化沟 卡鲁塞尔氧化沟属于活性污泥法中延时曝气类型，同其它类型的活性5 污泥法相比，剩余污泥较少，除营养盐与脱水用絮凝剂，整个系统不加任何药剂，处理后的排水即能达到国家排放标准。该法具有以下优点：（ 1）耐
20、冲击负荷能力 强，可承受较大程度的水质变化，短时进水 COD即使高达 3000 mg/L，也不影响生物的活性和出水水质；（ 2）去除率高， COD去除率为 85.0%， BOD去除率为 89.3%；（ 3）操作维护方便，运行稳定性好；（ 4）电耗低，曝气机充气动力效率为 2.03kgO2/kWh;(5)具有缺氧、厌氧、好氧的综合功能，不需生物选择器，即可抑制丝状菌的生长，避免污泥膨胀。 生物接触氧化法 该法是在接触滤池和生物滤池的基础上发展起来的生物接触氧化法，又称淹没式生物滤池法。用该法处理 24h(HRT),BOD5去除率可达 90%左右 ， COD去除率可达65%左右，如果出水经活性炭吸
21、附 8h，可作为造纸厂的回用水。 9 2 制革废水处理工艺方案 2.1 设计资料及依据 2.1.1 设计水质 某制革厂专业从事原料皮和皮革服装设计、生产、销售的企业。日产原料牛皮 5000张 ,按每张牛皮重 10千克，加工过程中耗水量为 110吨 /吨皮计算，日产 5000张牛皮的排水量约为5500吨 /天。具体水质见表 1。 表 1 综合废水水质 COD BOD5 SS pH 值 NH3-N S2- 动植物油 总铬 3000 650 2800 8-10 60 7.5 240 10.5 2.1.2 出水水质 情况 表 2 出水水质 COD BOD5 SS pH 值 NH3-N S2- 动植物油 总铬 300 100 150 6-9 25 1.0 15 1.5 2.2 选择及确定处理工艺的原则 对综合制革废水进行治理，减少制革污水对当地环境造成的污染，改善周边环境质量，做到废水、污泥各级处理配套齐全，不对环境造成二次污染。 根据制革区综合废水水质特点，积极审慎地采用高效经济，对制革废水行之有效的污水
