制革废水综合一级处理

• 什么是浮上法?
  浮上法又被称为气浮法，是利用高度分散的微小气泡作为载体，由这些聚合氯化铝微小的载体粘附废水中的污染物，使其密度降低(小于水的密度)而上浮到水面，从而实现废水的固液分离或液液分离的操作过程。
• 浮上法的优点是什么?
  与重力分离法相比较，浮上法具有如下优点：
  (1)具有较高的表面负荷(有可能高达12m3/(m2·h))，废水在池中停留时间只需10min-20min，因此气浮池通常体积较小，占地面积较少，投资也可以节省下来。
  (2)可以起到给废水进行预曝气的作用，从而去除制革废水中一部分硫化物、氨氮的污染负荷，同时气浮出水含有一定量的氧，便于后工序的处理；出泥也含有一定量的氧气，泥渣不易腐败。
  (3)可以去除聚合氯化铝沉淀法去除不了的低浊污染物和制革废水中不易降解的有机污染物，如单宁酸等，使出水水质得以提高。
  (4)可以有效地去除制革废水中的分散油、乳化油和溶解油，使上述油脂污染物经气浮操作从制革废水中浮于水面加以去除，从而降低低废水中的油脂污染物。油脂在制革废水中上浮速度的计算按斯托克斯定律，即影响油脂上浮的因素有油粒的直径d、油脂和制革废水的密度ps和p、废水的黏度。制革废水中油脂的密度为0.73kg/m3-0.94kg/m3。废水的温度随温度变化而变化，外界温度升高，p值变小，对制革废水除油较为有利。
  (5)浮渣含水率低，一般在95%以下，比通常沉淀法产生的污泥体积减少2%-10%，这样可以大大减少制革废水处理污泥的发生量，降低污泥处置成本；而且去泥操作更简单、方便。
  (6)比较气浮法操作加药系统与沉淀法加药系统，气浮法加药更节省聚合氯化铝化学药剂。
  (7)可以回收利用有用物质，如可回收利用制革废水中的脂肪酸等。
• 气浮过程包括什么?
  气浮过程应包括微气泡的产生、气泡与悬浮颗粒的附着和附着物的上浮分离。
• 微气池如何产生?
  微气泡可以通过电解、分散空气和溶解空气再释放的方式获得。
  (1)电解法。电解法获取微气泡的方法是向废水中通入一定电流，则废水将被电解，释放出H2、O2和CO2等微小气体气泡，这些细小气泡直径为10μm-60μm，浮载能力大，它将吸附废水中微小悬浮物上浮并加以去除。但由于电解法存在耗电高、设备腐蚀厉害等问题，目前在制革废水处理中没有使用。
  (2)分散空气法。分散空气法是将空气通过一定机械设备高速分散，并溶解在废水中的物理操作过程来获得细小气泡。具体方法如下。①将压缩空气经微孔释放板或管释放于废水中，释放出小气泡(气泡直径1μm-10μm)。这种方法操作简便，但气泡直径大，释放板或管容易堵塞。②使用高速旋转叶轮，将空气吸入并分散到废水中，并形成细小气泡(气泡直径通常在1mm左右)。叶轮分散空气法一般适用于含悬浮物较大的污废水处理，如洗煤废水处理、羊毛废水处理等。③利用射流器或机泵将空气吸入并分散于废水中。
  (3)溶气气浮法。溶气气浮是将空气在一定压力下溶解于水中并呈饱和状态，然后骤然使废水降压，这时溶解的空气在减压情况下释放出大量的细小气泡从水中释放出来并浮上水表面。这种方法释放出的微细气泡直径为20μm-100μm，溶气气浮法在制革废水处理中被广泛使用。
  溶气气浮根据气泡从废水中析出的方式不同，又分为真空气浮(空气在加压或常压情况下溶于水，在负压下析出)和加压气浮(空气在加压下溶于水，在常压下析出)。
  加压溶气气浮是由泵将原水或处理后废水加压至0.3MPa-0.5MPa压入至溶气罐，用空压机或射流器向溶气罐压入空气，溶气后的水气混合液经过减压阀或释放器释放进入气浮池进水口，释放出溶气气泡进行气浮操作。气浮池分离区内形成的浮渣由刮渣机去除。
• 什么是气泡与悬浮颗粒的附着?
  气泡与悬浮颗粒有三种基本附着形式，气泡在悬浮颗粒表面析出、气泡与颗粒吸附以及絮体中裹夹气泡。决定气泡与悬浮颗粒能否附着的关键是悬浮颗粒的表面性质。当颗粒易被水润湿，颗粒不能与气泡相互附着，不能使用气浮法处理；当颗粒不易被水润湿时，颗粒可以与气泡相互附着，易于采用气浮法处理。如若采用气浮法处理易于被水润湿的聚合氯化铝颗粒污染物，则须向废水中投加合适的化学药剂聚合氯化铝，以改变颗粒悬浮物表面性质，再使用气浮操作。
• 什么是附着物的上浮分离?
  附着物的上浮分离在气浮池内完成。气浮池一般采用现成气浮设备或钢筋混凝土敞口式水池，设计水深为1.5m-2.0m，表面负荷为5m3/(m2·h)-lOm'/(m2·h)，停留时间为30min-40min。
  通常情况下，对加压气浮法溶气压力p要求如下：空压机供气式p=392kPa-49OkPa；泵后射流吸气式p=245kPa；高效气浮p=196Kpa-294kPa。溶气效率50%-80%。刮渣机通常采用水平逆流刮渣方式进行，其水平刮渣速度控制在5m/min。
  竖流式气浮池通常池高为4m-5m，直径为9m-lOm，进水室、刮渣机等一般安装在中心轴上，依靠电机驱动旋转。
• 气浮在工程中如何应用?
  (1)参数选择。在实际工程设计中，与空气在水中实际体积百分溶解度a有关的参数选择如下：
  ①溶气压力P(表压)。常规气浮，空压机供气方式P=392Kpa-490KPa；泵后射流吸气方式p=245KPa；高效气浮P=146KPa-294KPa。
  ②溶解气体温度T。通常取夏季温度20℃-30℃。
  ③溶气效率。通常为50%-80%。
  (2)空气溶气安全系数A。对常规气浮系统，由于其绝对耗氧量比较大，A值通常为3。对高效气浮系统，由于其绝对耗氧量比较小，所以A值可以为5。
• 什么是化学中和法？
  废水中的氢离子浓度超过10mol/L-7mol/L时，pH<7，此废水被称为酸性废水；反之，氢氧根离子浓度超过10mol/L-7mol/L时，pH>7，此废水被称为碱性废水。调节氢离子或氢氧根离子浓度，使之等于或接近10mol/L-7mol/L的处理操作被叫做化学中和。
• 酸碱废液的危害是什么?
  制革生产过程中将排放大量的酸性和碱性废水，如脱毛废液、浸碱废液、浸酸废液等，其废液酸碱度在pH>12或pH<2。这种酸碱废液的主要危害表现在：①腐蚀设备、管道和污废水处理设施；②污染水体和土壤，危害水生生物和农作物；③抑制甚至破坏后续生物处理过程。
• 化学中和法的主要方法是什么？
  废水的化学中和处理操作因废水的酸碱性质不同而不同。酸性废水的化学中和处理方法包括与碱性废液的相互中和、药剂中和、过滤中和三种方法；碱性废液的化学中和处理方法包括与酸性废液的相互中和、药剂中和两种。通常情况下酸性废液的发生量与危害比碱性废液大得多，因此重点介绍酸性废液的中和处理。
  酸碱中和的关系式如下：
  强酸+强碱=中性盐+水 等电点时，pH=7；
  强酸+弱碱=酸性盐+水 等电点时，pH<7；
  强碱+弱酸=碱性盐+水 等电点时，pH>7。
  准确的中和操作应按中和曲线进行，中和曲线是pH值随中和剂投加量而变化的关系曲线。理想状态下的中和曲线可以按照反应式计算。曲线的变化趋势与酸碱性质、浓度等有关。但是，实际废水中干扰因素很多，理论中和曲线与实际情况往往相差较大。因此，通常需要实际绘测实际中和曲线。
• 什么是药剂中和法？
  投加药剂聚合氯化铝的中和方式是一种比较常见和比较被广泛使用的中和方法。投加药剂中和法的优点是，可以对各种酸性废液及其混合液进行中和，废水中允许含有较高的悬浮物杂质，对于废水的水质、水量波动适应性比较强，中和剂的利用率高，中和过程容易调节，但它也存在着建筑投资大、运行费用高、劳动强度大、可能会造成二次污染的问题。
  中和酸性废液时，碱性中和剂投加的作用有三点：①和酸起中和反应；(2)和其他酸性盐类物质起反应；③使其他金属离子沉淀析出。
  投加石灰的中和方法有干法和湿法两种。干法中和是将石灰研磨成粉末干投加。石灰石的溶解度很小，只能研磨成直径0.5mm以下的颗粒。其优点是设备简单，但由于颗粒状石灰溶解度低，反应较慢，且不易彻底，其投加量为通常需要量的1.4倍-1.5倍。湿法中和是将石灰粉末配置成乳液投加中和。石灰粉先在消解槽中进行消解，配成40%-50%的浓度，再配成CaO含量在5%-15%(质量分数)的工作液再进行中和投加。为防止其在消解槽中发生沉淀，槽内需设搅拌机进行搅拌，搅拌机的搅拌速度应不低于40r/min。搅拌不宜采用鼓风或压缩空气搅拌方式，因空气中的CO2易与CaO反应生成CaCO沉淀，这既浪费了中和剂，又易引起管道、机泵的堵塞。投配系统采用溢流循环方式，即石灰乳输送量大于需要量，剩余量沿溢流管流回到石灰乳贮槽。这种投配系统的优点是既可维持投配槽内的液面稳定不变，又可以防止沉淀和堵塞。
  中和反应池的容积通常按5min的停留时间设计。由于中和反应属于快速反应，可瞬间完成，也可以将混合池和反应池合建为一池，采用机械搅拌方式，同时完成混合反应。中和过程形成的各中废渣(如石膏渣等)应及时分离、清除，以防机泵、管道的堵塞。分离设备多采用沉淀池。竖流式沉淀池采用0.3mm/s-0.5mm/s的上升流速，平流式沉淀池采用3mm/s-5mm/s的水平流速。停留时间按1h-2h设计。
• 什么是过滤中和法?
  过滤中和法是酸性废水流经碱性滤料时，使废水得以中和的方法。过滤中和法比投药中和法具有操作简便、运行费用低、产渣量少等优点。但过滤中和法通常仅限于酸度较低的酸性废液的中和方法，故处理负荷较低，选择性有限。
  过滤中和法的滤料必须具有一定的机械强度和透水能力，较常用的滤料有石灰石、大理石和白云石三种，前两者的主要成分为CaC03，后者的主要成分为CaCO和MgCO3。
  滤料的选择与中和产物的溶解度有着密切的关系。滤料的中和反应通常发生在滤料的表面，如果中和产物的溶解度很小，就会在滤料颗粒表面形成不溶性的硬壳，从而阻止中和反应的继续进行。各种酸在中和反应后所形成的盐的溶解度是不同的，其值还随温度变化而变化。
  中和硝酸时所产生的钙盐有较大的溶解度，因此可以选用石灰石、大理石和白云石作为中和滤料；中和碳酸时，一般不宜选用含钙和镁的中和剂，因而过滤中和法不适用于这种酸性废水；各种硫酸盐的溶解度相差较为悬殊，MgSO4最大、Na2SO次之、CaSO4最小，因而中和硫酸废液时宜选用含镁的中和滤料(如白云石)。但比较其他滤料，白云石来源少、成本高、反应速度慢。在此情况下，如能正确地控制硫酸的浓度，使得中和产物(CaSO4)的生成量不超过溶解度，采用石灰石或大理石也能妥善地处理好硫酸废液。
  中和滤池是由耐酸材料(如玻璃钢、塑料、耐酸混凝上等)制成的池子或容器，内部安装有碱性滤料，酸性废液由上至下或由下至上流经滤料层。中和滤池有三种类型，普通中和滤池、升流式膨胀中和滤池和滚筒式中和滤池。
• 如何利用碱性废水和废渣中和?
  如果厂区内同时有碱性废水或废渣排出，则可以利用碱性废发水或废渣处理酸性废液，使其相互中和，做到以废治废。利用废碱液或废碱渣中和酸性废液可能会出现三种情况：①酸、碱废水等量；(2)酸性废液大于碱性废液量；③碱性废液量大于酸性废液量。
  第一种情况比较理想，但较难遇到；如碱量不够，应补充碱性药剂；如酸量不够，应补充酸性药剂。一般情况下中和池容积按停留时间在lh-2h计算。利用碱性废渣中和酸性废液可以利用锅炉灰中2%-20%的CaO，电石渣中的Ca(OH)2。采用废碱液或碱渣中和酸性废水时，要充分考虑碱性废水或废渣一旦中断时的应急措施。
  皮革厂排放的废水中含有大量的酸性废水和碱性废水，中和的方法通常采用酸性废水和碱性废水中和的方式，当酸度(或碱度)不够时加入一定量的酸(或碱)，以使排水达标。
  过滤中和法通常为间歇式工作。