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1、毕业论文开题报告设计题目 制革废水处理工艺设计（5000m 3/d）学生姓名 孙继文 学号 1011101047 专业 环境工程一、课题的目的意义：由于经济的迅猛发展,我国的制革工业发展迅速,据统计,1988 年我国年产皮革 5203 万张,到 1997 年增加到 10014 万张,到了 2000 年达到 12000 万张,预计到 2010 年我国将年产皮革 20000 万张.这样迅猛的发展速度必须要控制制革工业的废水排放标准,使制革行业得到可持续发展. 制革废水是污染严重、难处理的工业废水之一，其特点是排放量大，污染涉及面广，污水中含有重金属铬和硫化物以及油脂、木质素、蛋白质等大量有机物，毒
2、性强，臭味大并带有颜色。二、近几年来研究现状：我国现有制革企业近万家，每吨皮革所产生的废水大约为猪皮60 吨，牛皮 120 吨，羊皮 150 吨，比日本和联邦德国的吨皮废水排放量 3050 吨和 2030 吨都多。我国年排放制革废水约 7000 多万吨，COD 年排放量约为 15 万吨，BOD8 万吨， SS12 万吨，铬 3500 吨，硫 5000 吨。由于加工过程中需要添加多种化学品，从而使得排出废水 pH 变化范围大、色度高、污染物种类繁多、成分复杂，主要有酸、碱、盐、染料、单宁、木质素、硫化物、铬、糖、氨氮、油脂、表面活性剂、助剂等。制革废水污染在轻工行业中排第三位，是目前工业废水处理
3、的难点与焦点之一。我国的制革废水处理起步较晚，80 年代中期才取得了突破性进展，经过近十几年的有益的探索和研究，已经找出了一条适合我国国情的道路，在治理技术上与国外的差距大量缩小，有的方面还处于领先水平。三、设计方案的可行性分析和预期目标：制革废水特点制革废水的特征可概括为以下三点：(1)水量大。根据产品品种和生坯类别的不同，每生产1吨原料皮可产生废水60120吨；(2)水量和水质波动大。制革废水间歇式排出，水量变化表现为时流量变化和日流量变化；就水质来说，随着生产品种、生皮种类、工序交错而变动，显示出污染物排放的无规律性；(3)污染负荷大。制革废水碱性大，准备工段废水pH值在10左右，色度高
4、，耗氧量高，悬浮物多。一般而言，制革废水中有毒、有害污水(含硫、含铬污水) 占总废水量的15%20%。其中来自铬鞣工序的废水中，铬含量在24g/L，而灰碱脱毛废液中硫化物含量可达26g/L 。制革废水含有蛋白质、脂肪、染料等有机物和铬、硫化物、氯化物等无机盐类，并随不同工段、不同工艺、不同工序变化很大。制革废水的处理制革废水按其来源主要分为三类：脱脂废液、灰碱脱毛废液、铬鞣废液。这三股废液因其水质差别很大，一般情况下是分别单独处理，然后将单独处理后的废水连同其他废水综合起来用生物方法处理；在工厂规模小，水量少的情况下也可以不经过单独处理，而是直接综合后处理 20。脱脂废液一般采用回收油脂的方法
5、进行处理；灰碱脱毛废液由于悬浮物和浊度值都很大，通常采用的方法有化学沉淀法、酸吸收法和催化氧化法；铬鞣废液主要进行废铬液回收铬再利用。制革综合废水处理通常由一级物理化学处理和二级生化处理组成。在制革过程中浸灰脱毛工段产生的高浓度含硫废水和铬鞣工段产生的含铬废水对整个废水处理非常不利，硫和铬会对后段的生化处理产生抑制作用或毒害作用，如当废水中铬元素含量达到17mg/L。时就会对活性污泥产生影响，因此在制革废水处理中应遵循物化与生化相结合、分散处理与集中处理相结合的原则，首先分别对含硫废水和铬鞣废水进行预处理，不但有利于生化处理而且可回收一部分有用资源再利用。经预处理后的含硫废水和铬鞣废水再和其它
6、工段的污水一起进行处理。近年来，随着国家对环境质量要求的进一步提高，二级生物处理法处理后再进行三级处理回用。国内外皮革废水处理工艺概述制革废水中污染物组成复杂，综合废水的处理方法也很多，有生化工艺和物化等方法，国内制革工业通常采用一级处理和二级处理相结合的方法，此法投资省，运行费用低，能够稳定达标排放。制革废水的一级处理是指制革废水整个处理工艺中的物化处理阶段，它包括物理处理和化学处理两个方面。一般的物理处理包括过滤、重力沉降和气浮等方法，而化学处理则包括絮凝、化学沉淀等。目前制革废水的二级处理主要以生物好氧处理，即活性污泥处理法为主，为了降低处理成本，减少污水处理投资，进行了各种处理方法的工
7、艺组合。目前制革废水的生物厌氧处理正处于研究阶段，实际中的应用并不多。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。在制革废水的处理中，活性污泥法的应用是相当普遍的，如西德的Warn制革污水处理厂，国内北京东风制革厂、常州皮革厂、哈尔滨制革厂等都采用活性污泥法，该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物及铬在超过一定浓度时
8、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。制革废水全物化处理技术制革废水全物化处理是指废水二级处理也采用物化法，整个工艺系统不包含生化处理单元。近年来。人们对微电解、超声波和高效絮凝剂等技术在制革废水中的应用进行深入研究，已取得显著成效。其中，内电解法是近些年发展起来的一种处理废水的有效方法，内电解塔中一般填装经处理后的铁屑和炭的混合物，它对废水的处理是基于电化学反应的氧化还原和电池反应产物的絮凝及新生絮体的吸附等的协同作用。全物化技术处理制革废水，普遍存在着运行费用高、处理不完全、污泥产量大、易产生二次污染等问题。随着制革行业的逐步规范化和排放标准的日益严格，前景不被看好。
9、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。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，运行成本较低，日益受到人们的重视。氧化沟有多种池型：Carrousel 型、Orbel 型、双沟型、三沟型。因
10、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为：BOD 595% ，COD约95%，硫化物99%100%，悬浮固体 75%左右，石油类99%。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：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
11、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，许多研究还处于刚刚起步阶段，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自身的特点间歇运行、自动化要求高，又增加了解决问题的难度和应用的局限性。生物接触氧化法生物接触氧化法是
12、一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法处理工艺，又称为淹没式生物滤池。其具有以下特点：生物接触氧化池内的生物固体浓度(1020g/L)高于活性污泥法和生物滤池，具有较高的容积负荷（可达3.06.0kgBOD/(m 3d)）；不需要污泥回流，无污泥膨胀问题，运行管理简单；对水量水质的波动有较强的适应能力；污泥产量略低于活性污泥法。兰州交通大学采用PFS混凝沉淀-生物接触氧化工艺处理制革综合废水 24，混凝剂采用PFS，投加量为50mg/L。接触氧化池水力停留时间为8h，流量为3.0 L/h，温度l4l8，气水比约为 20：1。池内安装半软性填料。从混凝沉淀试验结果看，去除率高达81%，同时，
13、混凝沉淀对COD Cr和SS也有较高的去除效果， 90%及以上的硫化物在混凝沉淀这一级已被去除。因此，可以认为在生物处理之前，先采用混凝沉淀工艺是适合皮革废水特点的。由于好氧生物接触氧化池采用了半软性纤维填料，生物膜面积大，单位池容积的微生物量多。半软性填料具有一定的刚性和柔性，有较强的重新布水和布气能力，使附着在半软性填料上的生物膜能很好地与废水中的有机物和溶解氧接触，促进生物膜的脱落和更新，以保持良好的活性。试验表明，连续运行50天未发现半软性填料堵塞和结团现象，出水清澈，COD Cr值均在300mg/L以下。经氧化池曝气后，硫化物可降到1.0mg/L以下。生物膜法生物膜法是使微生物群体附
14、着在固体填料的表面，形成一层生物膜，并让它与废水接触，使废水净化的方法。根据废水与生物膜接触形式不同，将生物膜反应器分为生物滤池、生物转盘和生物接触氧化等。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。讨论20世纪90年代末期，人们提出要在制革废水中实行绿色化学技术。绿色化学是指用化学技术和方法来减少或消除对人类或环境有害的原料、产品、副产物、溶剂、试剂等的使用和生产，使化学研究向对人类低毒害和对环境少污染的方向发展。张铭让等1998 年从绿色化学的角度寻找解决制革废水的方法 21。提出要在制革生产过程中采用绿色化学技术，通过使用少污染或无污染的皮革化学品和清洁生产工艺技术
15、，减少或消除大部分的污染源；同时通过使用高吸收材料和循环工艺，使化工辅料的用量减少，废液排出量减少。在此基础上，回收利用制革下脚料和废弃物，最大限度降低污染，提高综合效益。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。因而对已成熟废水处理技术，如氧化沟技术、SBR技术、生物膜技术、 UASB技术等以及新开发的废水处理技术，如ASBR（厌氧间歇式活性污泥）工艺， EGSB工艺等在制革废水处理上的应用研究将显得更加急迫。加紧对这些工艺及其组合工艺在制革废水处理方面的应用及研究，寻找该工艺及其组合工艺处理制革废水的最佳
16、条件，以及处理不同情况下的制革废水的最佳工艺，将是制革废水处理科研工作者的重要任务 20。四、所需要的仪器设备、材料：处理工艺的选择处理工艺的比选（1） 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：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 19。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。SBR 工艺特点：SBR 工艺是通过时间上的交替来实现传统活性污泥法的整个运行过程，它在流程上只有一个基本单元，将调节池、曝气池和二沉池的功
