专利名称：皮革废水的生物处理方法
技术领域：
本发明涉及一种废水的处理方法，特别是对于氮含量高、盐含量高并且 含有大量重金属等有害物质的皮革废水的处理方法。
背景技术：
本发明涉及皮革废水的生物学处理方法，特别地，涉及皮革废水的生物
处理方法，该方法在并用A/0工法和MLE工法的废水处理方法中，适当变 更污泥的回流，将含有大量铬、磺的高浓度皮革废水，不经过物理、化学的 前处理而进行生物学处理，并且还可减少污泥的产生。
通常，皮革制造业作为一种排出恶性废水的产业，会污染河水、湖沼、 海岸、湾等的水质。特别是，皮革制造厂商大部分是小型产业，并集中在首 都圈的上水源地区，因此其问题的严重性不言而喻。并且，皮革制作业在废 水处理时产生大量的污泥(Sluge，指混入水或油等中的杂质沉淀在底部的东 西)，因此处理该污泥而产生的环境负担金占生成成本的10%。
因上述原因，湖沼、内湾、内海等公用水域和城市中小河流的污染日益 严重。因此，有关湖沼、内湾、内海等的总氮(N)和总磷(P)的水质环境 基准即COD (Chemical Oxygen Demand:化学耗氧量)、BOD (Biochemical Oxygen Demand:生物耗氧量)的达成率非常低。进一步，河水、湖沼、以 及水坝大多都是饮水源，因此霉的味道、过滤障碍以及有毒性藻类的异常繁 殖成为很大的环境问题。
如上所述，在皮革制造业产生皮革废水时，在多个制造步骤中，尤其在 水洗、石灰浸泡、制革(Tanning,鞣皮)以及染色步骤中产生的废水量的变 化大，而且有机物和悬浮物的浓度高，含有铬(Chromium)、硫化物(Sulfide) 等，因此不适合通过生物学处理，因此通常是在实施流量调节、中和、凝聚 沉淀等前处理之后再进行生物学处理，因此会产生大量的污泥(Sludge)。并且，产生一种难闻的气味的同时，皮革废水的处理中存在很多困难，因此日 益迫切需要对此的对策和有效的处理方法。
而目前作为关于上述的皮革废水的生物学处理的研究有如下David利 用Carrousel工法，对于BOD (Biochemical Oxygen Demand生物耗氧量)的 处理达到了5-6mg/L; Maeda研究了皮革污泥的厌氧硝化时铬、硫化物等的 影响；L.Szpyrkowicz对于氮氧化/脱氮氧化系统中的铬和硫化物的阻碍作用进 行了研究，并在报告中指出分别为43mg/L、 91mg/L以下时不会对步骤产生 影响；Jackson—Moss对于氯化物(Chloride)的影响进行了研究，证明了含 有高浓度的氯化物的皮革废水中也能很好地适应微生物而进行处理；Panzer 对于通过氮氧化/脱氮氧化法来清除氮的课题进行了研究，其结果通过组合的 氮氧化/脱氮氧化系统消除了 93X的COD (Chemical Oxygen Demand:化学 耗氧量)和97%的氮。
在一般的皮革废水处理方法中，A/O工法以及MLE(Modified Ludzack-Ettinger)工法是， 一边使无氧处理池和好氧处理池中的污泥循环，一 边在沉淀槽中除去剩余污泥的方法，A/O工法以及MLE工法中的皮革废水中 含有大量的铬和硫化物，因此使污泥循环时，在好氧处理池中的氮氧化过程 中由于pH下降，Cr3+被氧化为Cr6+，因此对活性污泥带来致命的影响，并 且pH下降时，硫化物也和铬一样被氧化为硫酸盐(Sulfate),会加快好氧处 理池内的pH的下降，对活性污泥带来影响。
发明内容
如上所述，本发明是为了解决上述课题而研发的，本发明的目的在于， 提示皮革废水之类的高浓度恶性废水的生物学处理的可能性，并提供在废水 处理过程中能够减少污泥的皮革废水的生物处理方法。即，对于氮含量高， 含盐量高且大量含有重金属等有害物质的皮革废水，不经过物理、化学的前 处理的情况下进行废水处理。
本发明的另一目的在于，在很短的时间内处理大量的废水，从而能够处 理大规模的产业废水。
本发明的又一目的在于，在一个处理池中同时发生厌氧硝化和脱氮，从而提高有机的高浓度的废水的处理效率。
本发明的又一目的在于，不在污泥沉淀池中除去活性污泥，而是使活性 污泥回流到第一厌氧处理池中，并通过厌氧硝化将其分解后，作为在脱氮时 容易缺乏的碳源而使用，从而不需要从外部供给碳源。
本发明的又一目的在于，使污泥沉淀池中的上清液回流到第二厌氧处理 池中，与经第一好氧池处理后的皮革废水混合，这样更加有利于在第二次厌 氧处理池中去除硝酸盐。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下
本发明提供一种皮革废水的生物处理方法，所述方法包括以下步骤将 原始皮革废水置入沉淀池中沉淀，以去除其中的大颗粒固形物；将沉淀后的 皮革废水进行过滤，除去废水中直径在lmm以上的颗粒物；将过滤后的废水
引入废水蓄水池中，废水蓄水池中设有安装可调节阀的出水口，由此能够控
制废水蓄水池中废水的出水流量；将废水蓄水池中的废水引入到第一厌氧处 理池中，其中，废水蓄水池中废水的出水流量被调节为每小时流入所述第一 厌氧处理池的水量为总容量的1/23以下；将经过第一厌氧处理池的废水引入
到第一好氧处理池中，其中，第一好氧处理池具有带中空夹层的壁，而所述 带中空夹层的壁中面向处理池内部的内壁上具有许多通孔，用泵将空气泵送 入所述中空夹层中，空气通过所述通孔散出，以充分地接触厌氧处理池中的
废水；将经过第一好氧处理池的废水引入到第二厌氧处理池中，第二厌氧池 中设置有温度保持装置，以将废水温度保持在30 32摄氏度；将经过第二厌 氧处理池的废水引入到污泥沉淀池中，在污泥沉淀池中经沉淀后，皮革废水 分成活性污泥和上清液，将部分活性污泥回流到第一厌氧处理池，而将上清 液部分回流至第二厌氧处理池；将其余的上清液和活性污泥引入到第二好氧 处理池中，在第二好氧池中设置有曝气装置，对所述上清液进行有氧处理， 并且继续对活性污泥进行有氧培养；将经过第二好氧处理池处理的上清液和 活性污泥引入到第三厌氧处理池中，在第三厌氧池中设置有PH值控制装置， 在对上清液进行厌氧处理的同时将上清液的PH值控制在7 8之间；最后将 活性污泥通过第三厌氧池底部的阀门排放出来，将上清液收集回收利用。
本发明的的皮革废水的生物处理方法，其中，所述第一厌氧池底部的阀门将污泥排出到外部。
本发明的皮革废水的生物处理方法，其中，所述第一次厌氧池中还包括 将流入的废水维持在适合微生物繁殖的温度的保温装置。
本发明的皮革废水的生物处理方法，其中，所述第一厌氧池处理、第一 好氧池处理、第二厌氧池处理以及第二好氧池处理的过程中均包括将流入的 废水进行搅拌的步骤。
根据本发明的用于皮革废水处理以及减少污泥的生物学处理方法，使高 浓度的皮革废水不通过物理、化学前处理而直接在第一厌氧处理池、第一好 氧处理池以及第二厌氧处理池中发生硝化和脱氮，而沉积的污泥则在第一厌 氧处理池中定量定期地排除。
如上所述，对于本发明的皮革废水处理方法进行整理、概括如下。该方 法包括对原始废水进行沉淀和过滤的步骤；将过滤后的废水进行存储的存 储步骤；使从存储步骤流入的废水连续地发生厌氧硝化和脱氮反应的第一次 厌氧反应步骤；将从第一次厌氧反应步骤流入的废水的各种有机物作为培养 基，在有溶解氧的条件下，培养微生物的混合体的第一好氧反应步骤；向第 一好氧处理池注入空气的空气注入步骤；将从第一好氧处理池流入的废水继 续发生厌氧硝化和脱氮反应的第二次厌氧反应步骤；使从第二次厌氧反应步 骤流入的废水沉淀的污泥沉淀步骤；使污泥沉淀步骤的一部分上清液回流到 第二厌氧反应步骤中的步骤；使在污泥沉淀步骤中沉淀的活性污泥回流到第 一厌氧处理池的步骤；将经过了污泥沉淀步骤的废水的各种有机物作为培养 基，在有氧条件下，连续培养微生物的混合体的第二次有氧反应步骤；以及 最终通过第三次厌氧反应步骤后，将活性污泥排出并回收再利用上清液的步
如上所述，通过本发明的用于皮革废水处理以及减少污泥的生物学处理 方法来处理皮革废水时，与以往的先经过物理、化学的前处理之后进行生物 学处理的工法相比，不但COD、 BOD、 TTS (固体悬浮物)、TN (总氮)的 除去效率有所升高，而且除去时间比以往的工法快2.5倍左右，并可减少约 50%的药物费，污泥减少率为约40%以上。
图1为本发明所述的皮革废水的生物处理方法的流程图。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明根据本发明的最好的实施例的皮革废水的生物 处理方法。
图1为本发明所述的皮革废水的生物处理方法的流程图。 如图所示，在说明本发明之前，先说明用于调查皮革废水的性状的实验 装置以及实验方法。
首先，作为用于调查皮革废水的性状的材料，使用了在温州市的A公司
和海宁市的B公司产生的皮革废水，并且对于该皮革废水，沉淀之后用lmm 的过滤器将悬浮物过滤之后进行了分析。
本发明所使用的实验装置是ABS塑料制的容积为15L的第一、第二、第 三厌氧处理池和第一、第二好氧处理池以及用于将废水的污泥沉淀的污泥沉 淀池构成的。
在上述的结构中，在第一、第二厌氧处理池中具有以20—25rpm的旋转 速度进行搅拌而将污泥混合的搅拌器，在第一、第二好氧处理池中具有用于 将废水的DO浓度维持在5.5-6.5mg/L的作为空气注入装置的送风机(泵)和 曝气罐，在污泥沉淀池中具有用于搅拌污泥的旋转速度为2rpm的搅拌器。
另外，在污泥沉淀池中具有用于将污泥回流到第一厌氧处理池的污泥回 流管和污泥回流泵。另外，在污泥沉淀池中具有用于将上清液回流到第二厌 氧处理池的上清液回流管和上清液回流泵。
并且，使用加热器将第二厌氧处理池的温度维持在31。C。
通过废水蓄水池上的阀门，将废水的出水流量被调节为每小时流入所述 第一厌氧处理池的水量为每小时0.5升。
如上构成的本发明的实验装置的作用如下首先，对皮革加工厂中产生 的皮革废水进行沉淀，然后用lmm的过滤器将皮革加工厂中产生的皮革废水 中的悬浮物过滤掉之后，将其流入到废水蓄水池中，然后按照一定的流量， 经测定， 一般每小时流入所述第一厌氧处理池的水量不超过所述第一厌氧处理池的总容量的1/23。随后将废水流入到第一厌氧处理池。流入第一厌氧处 理池的皮革废水经过一定时间的厌氧硝化，将有机物质分解、硝化，并且会 经过一定时间的脱氮过程。在经过这样的脱氮过程的期间，皮革废水中的硝 酸盐氮被除去。
在第一厌氧处理池中，通过脱氮过程，除去了一定程度的硝酸盐氮的皮 革废水，直接流入第一好氧处理池中。此时，通过送风机(泵)的驱动，将 空气或氧气氧气注入到第一好氧处理池的壁的中空夹层中，而所述带中空夹 层的壁中面向处理池内部的内壁上具有许多通孔，用泵将空气泵送入所述中 空夹层中，空气通过所述通孔散出，以充分地接触厌氧处理池中的废水，这 些孔优选是均匀分布的，且遍布整个内壁；通过将空气或氧气通入皮革废水 中，使氮氧化微生物连续繁殖，从而除去皮革废水中的氨氮。
所述第一次厌氧池中也可以包括将流入的废水维持在适合微生物繁殖的 温度的保温装置，例如加热器。
在第一好氧处理池中停留一定时间的活性污泥和皮革废水，继续流入第 二厌氧处理池中。在二厌氧处理池内的反应也以和第一厌氧处理池相同的方 式进行。不同点仅仅在于第二厌氧池中设置有温度保持装置，以将废水温度 保持在30 32摄氏度，这是适合微生物繁殖的温度。
在第二厌氧处理池中停留一定时间的活性污泥和皮革废水，继续流入污 泥沉淀池中，形成活性污泥的沉淀。此时，通过污泥回流管和污泥回流泵， 沉淀在污泥沉淀池中的污泥回流到第一厌氧处理池中。
回流到第一厌氧处理池中的活性污泥通过厌氧硝化而被分解，在脱氮时 被利用为有机碳源。
在第一厌氧处理池内会沉积通过厌氧硝化也不被分解的固体物和铬、磺 等有害物质，因此通过第一厌氧处理池底部的污泥排出口，定期地将沉积在 第一厌氧处理池内的污泥除去。
另外，污泥沉淀池中的一部分上清液通过上清液回流管和上清液回流泵， 而回流到第二厌氧处理池中。回流到第二厌氧处理池的上清液与流入第二厌 氧处理池中的经好氧处理池处理的废水混合后，用于除去剩余的硝酸盐和有 机化合物。在污泥沉淀池中停留一定时间的剩余的活性污泥和皮革废水，继续流入 第二好氧处理池中。流入第二好氧处理池的活性污泥和皮革废水，通过搅拌 机搅拌而使之很好地混合，进一步培养微生物繁殖，并去除氨氮。
在第二好氧处理池中被净化、处理的处理水以及活性污泥，继续流入第 三厌氧处理池中，在第三厌氧处理池中，去除残留的硝酸盐和有机化合物， 并通过物理沉淀，将来自第二好氧处理池的处理水和活性污泥的混合物分离 后，活性污泥通过排出口而被排放出去，而上清液被回收利用。在第三厌氧
池中还设置有PH值控制装置，在对上清液进行厌氧处理的同时将上清液的 PH值控制在7 8之间，这样有利于最终去除水中的有害物质并且保持上清 液的PH值适合进一步的回收利用。
通过这样的反应过程将皮革废水净化、处理的废水处理装置的各个反应 过程是连续进行的。
通过上述的实验，最终COD， TN等项目均达到了可循环使用的水的标 准。特别是在放出的上清水中没有检测出铬，仅检测出了微量(0.01mg/L) 的硫化物。
对于本发明的用于处理皮革废水等高浓度废水的方法的最终实验结果概 括如下。
本发明的步骤的特征在于原废水的投入以及污泥的连续循环方式。不但 减少了污泥的发生量，而且不对原始废水进行物理、化学处理，有利于环保。 本发明的污泥能够减少50%以上，并有效除去了铬和硫化物等有害物质。
如上所示，利用本发明的用于皮革废水处理以及减少污泥的生物学处理 装置来处理皮革废水时，与以往的先进行物理、化学前处理后再进行生物学 处理的方法相比，不但COD,BOD,TSS (固体悬浮物)，TN (总氮)的除去效 率略有提高，而且除去时间比以往加快了2.5倍，并且减少了约50%的药品 费，污泥减少率约为50%以上。
本发明不限于上述实施例，在本发明的技术思想允许的范围内可进行多 重变形。另外，本发明的废水处理装置不仅使用于皮革废水的处理中，还可 以适用于畜牧业，畜牧食品制造业，奶制品制造业，水产罐头制造业，水产 腌制品制造业，蔬菜腌制品制造业，大豆酱制造业，酱油制造业，化学调味料制造业，糖制造业，机械染色业，印刷业，粪尿处理业，屠宰场等的废水 处理中。
权利要求
1.一种皮革废水的生物处理方法，所述方法包括以下步骤将原始皮革废水置入沉淀池中沉淀，以去除其中的大颗粒固形物；将沉淀后的皮革废水进行过滤，除去废水中直径在1mm以上的颗粒物；将过滤后的废水引入废水蓄水池中，废水蓄水池中设有安装可调节阀的出水口，由此能够控制废水蓄水池中废水的出水流量；将废水蓄水池中的废水引入到第一厌氧处理池中，其中，废水蓄水池中废水的出水流量被调节为每小时流入所述第一厌氧处理池的水量为总容量的1/23以下；将经过第一厌氧处理池的废水引入到第一好氧处理池中，其中，第一好氧处理池具有带中空夹层的壁，而所述带中空夹层的壁中面向处理池内部的内壁上具有许多通孔，用泵将空气泵送入所述中空夹层中，空气通过所述通孔散出，以充分地接触厌氧处理池中的废水；将经过第一好氧处理池的废水引入到第二厌氧处理池中，第二厌氧池中设置有温度保持装置，以将废水温度保持在30～32摄氏度；将经过第二厌氧处理池的废水引入到污泥沉淀池中，在污泥沉淀池中经沉淀后，皮革废水分成活性污泥和上清液，将部分活性污泥回流到第一厌氧处理池，而将上清液部分回流至第二厌氧处理池；将其余的上清液和活性污泥引入到第二好氧处理池中，在第二好氧池中设置有曝气装置，对所述上清液进行有氧处理，并且继续对活性污泥进行有氧培养；将经过第二好氧处理池处理的上清液和活性污泥引入到第三厌氧处理池中，在第三厌氧池中设置有PH值控制装置，在对上清液进行厌氧处理的同时将上清液的PH值控制在7～8之间；最后将活性污泥通过第三厌氧池底部的阀门排放出来，将上清液收集回收利用。
2. 根据权利要求1所述的皮革废水的生物处理方法，其特征在于，所述第一厌氧池底部的阀门将污泥排出到外部。
3. 根据权利要求1所述的皮革废水的生物处理方法，其特征在于，所述第一次厌氧池中还包括将流入的废水维持在适合微生物繁殖的温度的保温装置。
4. 根据权利要求1所述的皮革废水的生物处理方法，其特征在于，所述第一厌氧池处理、第一好氧池处理、第二厌氧池处理以及第二好氧池处理的过程中均包括将流入的废水进行搅拌的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种废水的处理方法，特别是对于氮含量高、盐含量高并且含有大量重金属等有害物质的皮革废水的处理方法。本发明的特点是无需经过物理、化学的前期处理而只需通过生物方法就能够进行废水处理。本发明提供的技术方案是首先将皮革废水进行过滤，滤出其中的大颗粒杂质，随后将滤出的皮革废水存储在废水蓄水池中，通过废水蓄水池控制定量的废水持续不断地供入第一厌氧处理池，以在第一厌氧处理池中发生厌氧硝化和脱氮反应；随后废水进入第一好氧处理池，以在有氧条件下培养各种混合微生物。好氧处理池的池壁带有中空夹层，夹层内壁布满了孔，以便通过泵送入的空气能够充分地与好氧处理池中的废水接触。
文档编号C02F9/14GK101555086SQ20091008439
公开日2009年10月14日 申请日期2009年5月22日 优先权日2009年5月22日
发明者吴苍松, 强 牛, 陈国良 申请人:北京中科清水科技有限公司