【文章內(nèi)容簡介】 工藝尺寸的計算、平面布局、土建管理及人員編制、成本分析等方面進行闡述。 本設(shè)計共分五個部分：緒論，工藝流程的確定，設(shè)計計算、投資估算與效益分析。其中設(shè)計說明包括設(shè)計依據(jù)、設(shè)計規(guī)模、范圍和設(shè)計原則、工藝流程說明及處理方案論證，設(shè)計計算包括主要構(gòu)筑物設(shè)計計算、輔助構(gòu)筑物設(shè)計計算和附屬構(gòu)筑物設(shè)計說明。并附 6 張圖紙：調(diào)節(jié)池 單體 圖、沉淀池 單體 圖、高程圖、平面布置圖、 氧化溝單體圖及一張手繪圖 。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 2 第一章 緒論 制革廢水的產(chǎn)生及特點 皮革加工是以動物皮為原料，經(jīng)化學(xué) 處理和機械加工而完成的。加工工藝大致由浸水、去肉、浸灰脫毛、脫毛軟化、浸酸鞣制、復(fù)鞣、中和染色、加脂等工序組成。原料加工和加工工藝均會對環(huán)境產(chǎn)生不同的污染?？傮w來看，制革工業(yè)的污染之 ——是來自于其加工過程中產(chǎn)生的廢水。在皮革加工的過程中，大量的蛋白質(zhì)、脂肪轉(zhuǎn)移到廢水、廢渣中。在加工過程中采用的大量化工原料，如酸、堿、鹽、硫化鈉、石灰、鉻鞣劑、加脂劑、染料等，其中有相當(dāng)一部分進入廢水之中。制革廢水主要來自于鞣前準(zhǔn)備、鞣制和其他濕加工工段，這些加工過程產(chǎn)生的廢液多是間歇排出，其排出的廢水是制革工業(yè)污染的最重要來 源。 皮革生產(chǎn)中，為防腐敗，新鮮的原皮都是要用食鹽裸存，在浸皮時食鹽溶入廢水中。在生皮的預(yù)處理中，生皮中蛋白質(zhì)和油脂也成為污染物而進入廢水。為了使毛皮和生皮分離。浸灰脫毛大量使用了石灰和硫化鈉，結(jié)果是使大量堿性化合物，硫化物，毛皮和蛋白質(zhì)進入廢水。脫灰使用弱酸鹽，如氯化銨和硫酸銨來中和石灰，又使大量氨進入廢水。浸酸和鉻鞣對環(huán)境的直接危害是大量硫酸和Cr3+進入廢水。在加脂、染色等工藝又將有機溶劑、偶氦染料和金屬鉻合染料等合成有機會帶入廢水。 制革廢水的特性表現(xiàn)在以下幾個方面： （ 1） 水量水質(zhì)波動大：水量總變 化系數(shù)達(dá)到 2 左右，而水質(zhì)的變化系數(shù)更大，達(dá)到 10 左右。 （ 2） 可生化性好：廢水中含有大量原皮上可溶性蛋白、脂肪等有機會和甲酸等低分子添加有機物， BOD5/COD 比值通常在 ~ 之間。 （ 3） 懸浮物濃度高，易腐敗，產(chǎn)生污泥量大。大量原皮上的去肉和渣進入廢水，廢水中懸浮固體濃度高達(dá)數(shù)千毫克 /升。 （ 4） 廢水含 S2和總鉻等無機有毒化合物。 Cr3+會對微生物帶來抑制作用；硫化物進入生物處理還會影響活性污泥的沉降性能，使固液分離效果下降。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 3 制革廢水的水質(zhì)及水量分析 不同工序排放的廢水 水質(zhì) 制革廢水主要來自濕操作各工序，根據(jù)制革工藝可以分為五股廢水。 （ 1）浸水（回軟）脫脂及其洗水 水質(zhì)特點：呈堿性，油脂含量高，含有易產(chǎn)生泡沫的洗劑； （ 2）脫毛脫灰及洗水水質(zhì)特點：廢水呈堿性，硫化鈉、石灰、蛋白質(zhì)含量高； （ 3）浸酸鉻鞣及洗水水質(zhì)特點：廢液呈酸性，含有鉻； （ 4）染色加脂及洗水水質(zhì)特點：廢水呈酸性，含染料，色度高； （ 5）其他污水沖洗、飽和滴漏、輕度污染水。 廢水水量 制革廢水排放量與制革廢水耗水量是對等的。在無法精確測量廢水排放量時，常用耗水量代替。制革廢水產(chǎn)生量和制革工 藝有很大關(guān)系，它是從每個工序轉(zhuǎn)鼓中傾倒出來的，因此排放是不連續(xù)不均勻的，其有很強的瞬時性，水質(zhì)差別也很大。根據(jù)傳統(tǒng)制革經(jīng)驗，加工一張牛皮耗水量 1t，加工一張豬皮耗水量 ，加工一張山羊皮耗水量 200kg。 制革廢水的危害 由于制革廢水中有機物含量及硫、鉻含量高，污泥量大，廢水的危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面。 （ 1）色度 皮革廢水色度較大，采用稀釋法測定其稀釋倍數(shù)，一般在 600～ 3500 倍之間。主要由植鞣、染色、鉻鞣和灰堿廢液造成，如皮革廢水不經(jīng)處理而直接排放，將給地面水帶上不正常顏色，影響水質(zhì)。 （ 2）堿性 皮革廢水總體上呈偏堿性，綜合廢水 pH 在 8～ 10 之間。其堿性主要來自于青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 4 脫毛等工序用的石灰、燒堿和 Na2S。堿性高而不加處理會影響地面水 pH 值和農(nóng)作物生長。 （ 3）懸浮物 皮革廢水中的 SS 高達(dá) 20xx～ 4000mg/L,主要是油脂、碎肉、皮渣、石灰、毛、泥砂、血污，以及一些不同工段的污水混合時產(chǎn)生的蛋白絮、 Cr(OH)3 等絮狀物。如不加處理而直接排放，這些固體懸浮物可能會堵塞機泵、排水管道及排水溝。此外，大量的有機物及油脂也會使地面水的耗氧量增高，造成水體污染，危及水生生物的生存。 （ 4）硫化物 硫 化物主要來自于灰堿法脫毛廢液，少部分來自于采用硫化物助軟的浸水廢液及蛋白質(zhì)的分解產(chǎn)物。含硫廢液在遇到酸時易產(chǎn)生 H2S 氣體，含硫污泥在厭氧情況下也會釋放出 H2S 氣體，對水體和人的危害性極大。 （ 5）氯化物及硫酸鹽 氯化物及硫酸鹽主要來自于原皮保藏、浸酸和鞣制工序，其含量在 20xx～3000mg/L 之間。當(dāng)飲用水中氯化物含量超過 500mg/L 時可明顯嘗出咸味，如高達(dá) 4000mg/L 時會對人體產(chǎn)生危害。而硫酸鹽含量超過 100mg/L 時也會使水味變苦，飲用后易產(chǎn)生腹瀉。 （ 6）鉻離子 皮革廢水中的鉻離子主要以 Cr3+形態(tài)存在，含量一般在 60～ 100mg/L 之間。Cr3+雖然比 Cr6+對人體的直接危害小，但它能在環(huán)境或動植物體內(nèi)產(chǎn)生積蓄，而對人體健康產(chǎn)生長遠(yuǎn)影響。 （ 7）化學(xué)需氧量（ COD）和生物需氧量（ BOD） 由于皮革廢水中蛋白質(zhì)等有機物含量較高且含有一定量的還原性物質(zhì)，所以COD 和 BOD 都很高，若不經(jīng)處理直接排放會引起水源污染，促進細(xì)菌繁殖；同時，污水排入水體后要消耗水體中的溶解氧，而當(dāng)水中的溶解氧低于 4mg/L 時，魚類等水生生物的呼吸將會變得困難甚至死亡。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 5 本畢業(yè)設(shè)計課題的目的和要求 （ 1）課題： 20xxt/d 制革廢水處理工程設(shè)計 （ 2）本設(shè)計的目的是讓學(xué)生對制革行業(yè)的工藝流程、污染物產(chǎn)生情況、常用的污水處理工藝進行初步的了解，同時培養(yǎng)學(xué)生獨立研究分析問題能力，進一步提高污水處理工程的工藝選擇、參數(shù)計算、工程制圖的專業(yè)水平，同時 訓(xùn)練學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識、查閱分析文獻資料、獨立設(shè)計污水處理工程的能力。了解和掌握污水處理工程設(shè)計的基本程序，學(xué)會工藝確定的原則和方法，掌握構(gòu)筑物設(shè)計計算方法、設(shè)計說明書編制、圖紙繪制方法等。要求學(xué)生樹立正確的指導(dǎo)思想及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，按學(xué)校畢業(yè)設(shè)計要求完成 畢業(yè)設(shè)計。 本畢業(yè)設(shè)計課題的技術(shù)要求與數(shù)據(jù) （ 1）氣象資料： 氣溫：最高 ℃ ，最低 ℃ 。 主導(dǎo)風(fēng)向：夏季東南風(fēng)，冬季西北風(fēng)。 （ 2）設(shè)計水量： 20xxm3/d 進水渠底標(biāo)高 。 （ 3）設(shè)計進水水質(zhì)： 該水為制革廠的廢水，主要污染物為 COD、 SS、 BOD、色度等。 CODcr=1800～ 3000mg/L， pH 在 ～ ， SS=700～ 1000mg/L,色度 =200～400 倍， BOD=800～ 1200 mg/L。 （ 4）出水水質(zhì)： 要求處理后水質(zhì)達(dá) 到《 污水綜合 排放標(biāo)準(zhǔn) 》 ( GB8978－ 1996)中二級標(biāo)準(zhǔn)： COD≤300mg/l， SS≤150mg/l，色度 ≤80倍， BOD≤100 mg/l。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 6 第二章 工藝流程確定 制革廢水概況 制革廢水是以有機污染為主的，成分復(fù)雜的有機廢水，處理的主要對象是懸 SS、 COD、不易生物降解或生物降解速度緩慢的有機物、染料色素以及少量有毒物質(zhì)。制革廢水的可生化性普遍較好，屬可生物降解的有機廢水。其處理方法以生物處理法為主，同時需輔以必要的預(yù)處理和物理化學(xué)深度處理。 、確定說明 方案設(shè)計原則 （ 1） 積極采用新技術(shù)、新設(shè)備，使技術(shù)改革后運行更可靠、更穩(wěn)定、維修更方便，服務(wù)年限更長。 （ 2） 做到占地面積少，投資少，運行費用低。 （ 3） 自動化程度高，勞動強度低，操作方便。 （ 4） 處理過程不產(chǎn)生二次污染，出水達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。 制革廢水處理工藝 制革廢水的處理主要為物化法和生化法。 物化的方法包括混凝沉淀法和混凝氣浮法。即向廢水中投加混凝劑，使廢水中不能自然沉降的膠體顆粒凝聚，通過沉降或上浮達(dá)到和水分離的目的。物化法適合中小制革廠，處理綜合效率一般對 COD 去除率為 70%～ 85%；對 BOD5去除率 為 50%～ 80%；對 SS 去除率為 85%～ 95%；對總鉻去除率為 98%；對 S2去除率 95%物化法處理制革廢水，水質(zhì)難達(dá)到現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，因此需做進一步處理。 生化處理包括活性污泥法、生物膜法和厭氧法等。 活性污泥法是比較傳統(tǒng)和成熟的方法。其處理效率： COD 為 70%～ 80%，BOD5為 85%～ 96%。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 7 間歇式活性污泥法（ SBR）具有構(gòu)筑物簡單，不設(shè)二沉池，無污泥回流，操作靈活，曝氣時間和曝氣量可調(diào)，以管理，不易產(chǎn)生污泥膨脹，同時具有調(diào)節(jié)水質(zhì)水量的作用，因此可適當(dāng)減少調(diào)節(jié)池的容積。 生物膜法一般采用接觸氧化法， 這種方法負(fù)荷高，無污泥回流，產(chǎn)泥量比活性污泥少，氧化池內(nèi)需安裝填料，費用增加。 氧化溝構(gòu)造簡單，負(fù)荷低，池容大，耐沖擊負(fù)荷。具有脫氮的優(yōu)點。氧化溝處理制革廢水比較成熟且效率較高一點。 厭氧法有機物去除率 COD 為 60%左右，無動力消耗，可省去預(yù)處理沉淀池，產(chǎn)泥量少，但培菌時間長。受 S2和 Cr3+含量的影響，受溫度影響。 制革廢水處理工藝組合 目前制革廢水處理的工藝常采用物化和生化相結(jié)合的辦法。及混凝和氣浮與生物膜法、 SBR、氧化溝相結(jié)合的辦法。如氣浮 +接觸氧化、氣浮 +SBR，混凝 +氧化溝等多種方案 。各種方案各有優(yōu)缺點，適用于不同的情況。應(yīng)結(jié)合處理水質(zhì)水量的特點選擇合適的工藝。 ： 混凝沉淀法 （ 1） 混凝沉淀的作用 混凝法是制革廢水處理的一種重要處理方法。用于制革廢水處理，可有效除去水中染料物質(zhì)，降低色度；作為生物處理的預(yù)處理，可大大減輕后續(xù)生物處理的壓力；作為生物處理的后處理，可去除水中殘存染料物質(zhì)，以降低廢水的色度?；炷扇コ喾N高分子物質(zhì)、膠狀有機物、重金屬有毒物質(zhì)，如汞、鎘和鉛等，以及導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的物質(zhì)，如磷等可溶性無機物。此外，還可以作為污泥機械脫水前的 調(diào)質(zhì)處理，以改善污泥的脫水性能。 制革廢水中含有大量染料、助劑和油脂、蛋白質(zhì)、洗滌劑和其他化學(xué)藥劑，其中蛋白質(zhì)、染料多數(shù)呈膠體狀態(tài)，采用混凝法處理效果顯著。 （ 2） 混凝的原理 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 8 壓縮雙電層：所謂壓縮雙電層是指向分散系中投加可產(chǎn)生高價反離子的電解質(zhì)，通過增大溶液中反離子濃度，降低擴散層厚度，使膠體粒子的 ξ電位降低的過程。這種作用特別使用于無機鹽混凝劑提供的簡單離子的情況，如 Al3+、 Fe3+等。 電性中和：膠粒表面對電性相異的膠粒，離子或臉子狀分子帶異好號電荷的部位的吸附，會中和電位離子所帶電荷，導(dǎo)致靜電斥力 減少，電動電位降低，從而使膠體的脫穩(wěn)和凝聚易于發(fā)生 吸附架橋：吸附架橋是指在懸浮液中加入鏈狀高分子化合物，由于其架橋作用而使懸浮液中的膠體粒子脫穩(wěn)的現(xiàn)象。高分子絮凝劑具有線性結(jié)構(gòu)，可被膠體微粒強烈吸附，在相距較遠(yuǎn)的兩顆粒間吸附架橋，使顆粒結(jié)大，形成粗頭絮凝體。 沉淀物網(wǎng)捕：向廢水中投加含金屬離子的化學(xué)凝聚劑，當(dāng)藥劑投加量和溶液介質(zhì)的條件足以使金屬離子迅速生成金屬氫氧化物沉淀或金屬碳酸鹽沉淀時，所生成的難溶分子就會以膠體或細(xì)微懸浮物作為晶核形成沉淀物，或是對其產(chǎn)生吸附作用，從而實現(xiàn)對水中膠體和細(xì)微懸浮物的網(wǎng)捕 [15]。 生化法綜合比較 1） SBR 法 序批式活性污泥法的去除機理是：在反應(yīng)器內(nèi)先預(yù)先培養(yǎng)馴化一定量的活性污泥，當(dāng)廢水進入反應(yīng)器與活性污泥混合接觸并有氧存在時，微生物利用廢水中的有機物進行新陳代謝，將有機物講解并同時使微生物細(xì)胞增殖。將微生物細(xì)胞物質(zhì)與水沉淀分離，廢水得到處理。 SBR 工藝對 COD 去除率可達(dá) 90%以上，SS 的去除率 95%，氨氮的去除率 80%。適用于中、小型制革企業(yè)的廢水處理。 優(yōu)點是：對水質(zhì)變化的適應(yīng)性好，耐負(fù)荷沖擊力強。制革生產(chǎn)廢水為間歇排放，采用 SBR 工藝處理適合制革廢水相對 相對集中排放及水質(zhì)多變的特點，且保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)；工藝投資較少，運行成本較一般活性污泥法低；可省去二沉池和污泥回流設(shè)備，工藝流程簡單。制革廢水中