制革厂污水厌氧处理系统的操作与管理_高忠柏

文章编号:1000-5811(2004)03-0143-06制革厂污水厌氧处理系统的操作与管理高忠柏(中国皮革和制鞋工业研究院,北京100016)摘要:由中国皮革和制鞋工业研究院(CLFI)与荷兰皇家应用科学研究院(TNO-MEP)合作开发、建设的制革废水厌氧处理系统和硫回收系统(UASB/SR)已经在中国河南鞋城皮革集团成功实施。文中就制革废水厌氧处理系统和硫回收系统(UASB/SR)的设计、运行和管理进行了详尽的描述,以便为制革厂在污水处理技术选择和应用上提供帮助,同时我们还可以提供其它的污水处理技术。关键词:制革废水;厌氧处理;硫回收中图分类号:X703:TS5文献标识码:A0引言厌氧生物处理技术从水处理技术来讲是一个预处理过程,处理后的废水还需经过好氧生物处理,以便使处理后的污水达到国家规定的排放标准。厌氧生物处理具有的优势:(1)处理技术经济:主要表现为占地少,运行费用低,污泥发生量小,同时可以产生沼气;(2)处理技术节能:动力需求很少,产生的沼气具有经济效益;(3)高效:容积负荷高,单位容积反应器的有机物去除率高,可直接处理高浓度有机废水和污泥;(4)剩余污泥量少:处理相同废水的产泥量仅相当于好氧处理的1/10～1/6,且污泥脱水性能好;(5)对营养物质需求量少:好氧处理对营养物质的需求为BOD∶N∶P=100∶5∶1,厌氧处理对营养物质的需求为BOD∶N∶P=(350～500)∶5∶1;(6)易于管理:系统停止运行1年后仍可迅速恢复。我们采用厌氧处理技术处理制革污水,污水中各种污染物的平均浓度为:总COD(20%可溶的、80%不可溶的):7.8kg/m3,硫酸盐1.2kg/m3,硫化物45g/m3和总无机固体物9kg/m3,其中氯化物为4kg/m3。这些污染物浓度在处理过程中可能会发生一些变化,因为制革厂生产加工不同品种的皮革产品将会产生一定差异的制革废水。混合污水的pH值为10左右,最低温度(冬季)为23℃。在厌氧处理过程中,废水中的硫化合物(如硫酸盐、亚硫酸盐等)在硫酸盐还原菌的作用下被最大程度地转化为硫化物。制革厂污水中的硫化合物的负荷是0.45kgS/m3。当处理量为240m3/d时,硫化合物的负荷率为4.5kg/h。取决于制革厂的负荷和污水处理的实际效率,厌氧处理系统实际处理负荷为4kgS/h。厌氧处理技术可以去除废水中大部分的COD,特别是对高浓度有机工业废水及废水中的不可降解有机污染物具有较好的处理效果。因此,厌氧处理技术可以降低后续好氧处理过程的污染负荷、运行成本和减少污泥的产生量。此外,厌氧污水处理系统可以作为一种资源化处理系统进行设计,并可回收废水中有用的资源,如沼气和各种化工原料。所以,厌氧处理系统可以保持低的运行成本。河南鞋城皮革集团厌氧处理系统———UASB(上流式厌氧污泥床)和硫回收系统(SR)是由中国皮革和制鞋工业研究院(CLFI)和荷兰皇家应用科学研究院(TNO)合作共同研究、开发的。该系统每天处理240m3来自于制革厂的污水,并作为示范工程建设实施。该项目是由荷兰外交事务部投资的。收稿日期:2004-03-11作者简介:高忠柏(1964-),男,北京市人,高级工程师,研究方向:制革工业清洁生产技术与环境工程技术№.3陕西科技大学学报Jun.2004Vol.22JOURNALOFSHAANXIUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY·143·1污水厌氧处理系统的描述我们在现场设计过程中将厌氧预处理系统设计成两个阶段进行:第一阶段(酸化反应器)主要是废水的水解酸化过程和硫化物(硫化氢气体)形成过程;第二阶段(产甲烷UASB反应器)主要是产甲烷气和二氧化碳气过程。在酸化反应器中,废水中的有机污染物被分解转化为挥发性有机酸(VFA),硫化合物被转化为硫化物(硫化氢气体),甲烷的产生量被控制在最低。厌氧处理的第一阶段将会产生一定的酸积累现象,保持酸化反应器中一定量的酸积累的益处是使反应器中混合液的pH值保持在7～7.5之间,这可以促进H2S从液相向气相的分离。产自酸化反应器的混合气体首先通过一个碱洗涤器,混合气体中的硫化氢气体与碱洗涤器中的NaOH溶液接触反应,生成硫氢化钠(NaHS)溶液。在此系统中,65%～70%的硫化氢气体(H2S)被去除,并形成硫氢化钠(NaHS)溶液,回收的硫氢化钠溶液可以回用于制革的脱毛生产工序。清洁后的气体将通过循环风机继续给酸化反应器鼓气,使酸化反应器中的酸化泥和废水充分混合和促进硫化氢气体的分离。在产生甲烷(UASB)反应器中,挥发性有机酸、小分子的有机污染物和残留的硫化合物将生成含有甲烷和硫化氢的混合生物气体,产自UASB反应器的混合生物气体首先经过吸收塔,混合生物气体中的硫化氢气体将与吸收塔中含有三价铁螯合剂的氧化还原液反应,混合生