蓝湿皮生产工业明胶废水处理工艺
食品明胶是由动物结缔或表皮组织中的胶原蛋白部分水解而得的蛋白质，在食品工业中作为果冻剂、乳化剂、稳定剂、粘合剂、澄清剂等用途广泛。工业明胶广泛应用于板材、家具、火柴、饲料、包装、造纸、纺织、丝绸、染色、印刷、陶瓷、石油、日用化工、涂料、冶金等行业的各种产品中，主要起增稠、稳定、凝固、调和、上光、上浆、粘合、固水等作用。用蓝湿皮碎料生产的工业明胶是皮革工业的副产品，它的应用对减少环境污染、保持皮革工业的可持续发展具有重要意义[1]。
山西某明胶生产企业以蓝湿皮边角料为原料，通过“一酸二碱”法将蓝湿皮边角料中的铬去除，进入明胶生产阶段，得到工业明胶产品。该类明胶仅限于工业明胶生产，不能作为药用明胶或食用明胶使用[2]。其生产过程中会产生大量的工业废水，废水具有水量大、含油量高、悬浮物多、含盐量高的特点，且含有一定的重金属铬等难处理物质，处理难度大。2010年7月，该厂聘请安徽省轻工业设计院有限公司对该厂废水进行综合治理。实施运行后，废水达到国家《废水综合排放标准》（GB 8978-1996）一级排放标准，处理后的废水回用于生产。
1 废水水质、水量及排放标准
该厂废水产生量为/d，其中酸性废水500m3/d，处理后的出水达到国家《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）一级排放标准，处理后的废水回用于生产。设计废水水质及排放标准见表1。
2 治疗过程
2.1酸性废水预处理工艺
对于前三次浓硫酸洗涤产生的废水，由于废水酸性较强且含有重金属铬，对生化处理过程中的微生物有一定的毒性作用，而且铬的混入使得污泥处理更加复杂，增加了污泥处理成本，同时还带来二次污染，因此需要对含铬废水进行单独处理。采用图1所示工艺流程处理酸浸废水。
图1 酸性废水处理工艺流程
含铬废水首先进入还原池，在还原池中加碱、搅拌，使Cr6+还原为Cr3+；通过氧化还原电位计控制ORP在250mV左右，pH控制在2-3[3]，确保Cr6+完全还原。出水进入反应池，在反应池中加碱（NaOH）与Cr3+发生反应，不断搅拌，防止沉淀，出水进入沉淀池。沉淀池上清液进入综合调节池。沉淀池污泥通过污泥泵排至铬泥池，沉淀出来的铬泥经浓缩后由螺杆泵打入板框压滤机，泥饼作为危险废物处理。
2.2碱洗废水预处理工艺
碱洗工段排出的废水pH值一般为9~10，且含有大量皮屑、悬浮物及油脂，因此需单独处理，避免悬浮物及油脂对后续生化系统造成冲击负荷。采用图2所示工艺流程处理碱洗废水。
图2碱洗废水处理工艺流程
废水经格栅去除较大的悬浮物及皮渣后进入初沉池，去除废水中的大部分悬浮物，沉淀出来的污泥经浓缩后通过卧螺污泥脱水机进行脱水，脱水后的污泥经外运。
2.3 综合废水处理工艺
酸浸废水和碱洗废水经预处理后的出水在综合调节池混合后进入气浮池，去除水中的不溶性有机物、油脂及细小悬浮物。出水自流进入厌氧池，水中大分子有机物在厌氧菌作用下水解为小分子有机物，提高可生化性，同时减少污泥产生量。随后废水进入好氧段卡鲁塞尔氧化沟，废水中的有机污染物在好氧菌作用下被降解。在二沉池进行泥水分离后，大部分污泥返回厌氧池和氧化沟，剩余污泥进入污泥浓缩池。浓缩后的污泥经带式压滤机脱水，泥饼外运。 综合废水处理工艺流程如图3所示。
图3 综合废水处理工艺流程
3 主要结构及设计技术要点
3.1 酸洗废水预处理
筛网采用316L专用防腐材料，筛网间隙3mm；收集池有效容积300m3，停留时间为14h，池内安装2台316L专用泵，一台用，一台备用；还原池有效容积50m3，停留时间为2h，pH调节池、絮凝反应池有效容积均为25m3，停留时间为1h，斜管沉淀池有效容积75m3，停留时间为3h，表面负荷0.8m3/(m2·h)； 污泥浓缩池采用竖流重力浓缩法，有效容积50m3，固体负荷30kg/(m2·h)，配有G40污泥螺旋泵2台、80m2板框压滤机1台、加药设备4套。
3.2碱洗废水预处理
筛网采用316L专用防腐材料，筛网间隙3mm。考虑到废水悬浮物含量高，不易沉降，且时变系数较大，可达2.2，设计时需考虑足够的裕度。本次设计设置2座直径为16m的辐流沉淀池，采用半桥周边传动刮泥机，底部排泥，停留时间为6h，表面负荷为0.5m3/(m2·h)；污泥浓缩池采用直径8m、高5m的圆形浓缩池，配置中心驱动污泥浓缩机，有效容积200m3，固体负荷为30kg/(m2·h)，配有2台G50-1污泥螺旋泵、1台450卧螺离心脱水机、2台加药设备。
3.3 废水综合处理
综合调节池有效容积，停留时间为8h，设置穿孔曝气管，保证废水水质均匀。设置3台150m3/h提升泵，两用1台备用。气浮池采用2台钢制一体化设备组，每台处理能力150m3/h，配有加药设备、排渣设备、溶气设备。厌氧池有效容积，停留时间为4h，设置3台潜水搅拌器。氧化沟采用三槽卡鲁塞尔氧化沟，单槽宽7m，总容积，污泥负荷（以BOD5/MLSS计）为0.2kg/(kg·d)[4]。 配置6台22kW盘式曝气机、8台5.5kW潜水流推流器。二沉池采用直径22m中心进周边出辐流沉淀池，配置半桥周边传动刮泥机1台、污泥回流泵2台；污泥浓缩池采用直径10m圆形浓缩池，配置中心传动污泥浓缩机1台、G50污泥螺旋泵2台、2m带式压滤机1台、加药设备1台；回用水池有效容积，采用全地下式钢混凝土结构。
4 运行效果及分析
该项目于2011年初开始调试，经过4个月的系统调试，各段均达到设计要求，出水达到企业回用水水质要求。监测验收部门对废水处理项目进行了连续监测，出水结果见表2。
从表2可以看出，该站出水各项指标均优于《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）一级排放标准，完全满足回用水水质要求。
5 技术经济指标分析
本项目总投资1000万元，其中土建投资550万元，设备投资450万元。日处理废水，其中80%回用于生产，其余外排。废水处理站平均运行成本0.7元/m3，其中电费0.4元/m3，药剂0.2元/m3，人工0.1元/m3。详情可参考更多相关技术文献。
六，结论
（1）针对该类废水量大、变化大、含油量高、悬浮物多、含盐量高，且含有一定重金属铬等难处理物质的特点，选用分类分质处理工艺，有效降低废水处理成本，保证运行效果。针对三种处理工艺产生的不同性质的污泥采用不同的脱水方式，确保污泥得到有效处理。
（2）由于该类废水含盐量较高，且生产过程中不断加入硫酸和氢氧化钠，若废水全部回用，会造成盐分及难降解有机物的积累，导致废水处理厂无法正常运行。经过运行探索发现，回用量达到80%左右，可使废水中含盐量不升高，维持在生化处理要求的范围内。
（3）实践证明，前置反硝化的氧化沟工艺处理该类废水，处理效果稳定，抗冲击负荷能力强，运行费用低，具有良好的经济、社会和环境效益，说明该工艺在工业明胶废水处理实践中是可行、可靠的。