食品明膠是一種從動物的結締或表皮組織中的膠原部分水解出來的蛋白質，在食品工業中廣泛地用作膠凍、乳化劑、穩定劑、黏合劑和澄清劑等。工業明膠則廣泛應用于板材、家具、火柴、飼料、包裝、造紙、紡織、絲綢、印染、印刷、陶瓷、石油、日化、涂料、冶金等行業的各種產品中，并在其中主要起增稠、穩定、凝聚、調和、上光、上漿、黏合、固水等作用。而以藍濕皮邊角料為原料生產的工業明膠是制革工業的副產物，它的應用對減少環境污染，維持制革工業的可持續發展具有十分重要的意義[1]。
山西某明膠生產廠家以藍濕皮邊角料為原料，通過“一酸兩堿”法對藍濕皮邊角料進行脫鉻處理，而后進入制膠工段，獲得工業明膠產品。該種明膠僅限于工業明膠生產，不能作為藥用明膠、食用明膠[2]。在其生產過程中產生了大量的工業廢水，具有水量大、油脂含量高、懸浮物高、鹽分高，并含有一定的重金屬鉻等難處理物質的特點，處理難度大。2010年7月安徽省輕工業設計院有限公司應邀對該廠廢水進行綜合治理，經過實施運行，使廢水達到國家《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)一級排放標準，處理后的廢水回用于生產。
1 廢水水質水量及排放標準
該廠廢水產生量為6 000 m3/d，其中浸酸廢水500 m3/d，處理后出水達到國家《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)一級排放標準，處理后的廢水回用于生產。設計廢水水質和排放標準見表1。
2 處理工藝
2.1 浸酸廢水預處理工藝
對于濃硫酸水洗工段前三遍產生的廢水，由于該廢水酸性較強，并且含有重金屬鉻，而鉻對生化處理過程中的微生物具有一定的毒害作用，且鉻的混入使污泥處置更為復雜，增加污泥處置費用，帶來二次污染，因此必須對含鉻廢水實行單獨治理。采用圖1所示工藝對浸酸廢水進行處理。
圖1 浸酸廢水處理工藝流程
含鉻廢水先進入還原池，在此投加Na2S2O5，攪拌作用下將Cr6+還原成Cr3+;通過氧化還原電位儀控制ORP為250 mV左右，同時控制pH在2～3[3]，從而確保Cr6+徹底還原，出水進入反應池，通過加堿(NaOH)與Cr3+發生反應，通過不斷攪拌防止沉淀，出水進入沉淀池，沉淀池上清液進入綜合調節池。沉淀池污泥通過排泥泵排至鉻泥池，沉淀鉻污泥經濃縮后，經螺桿泵抽入板框壓濾機壓濾，泥餅作為危廢處置。
2.2 堿洗廢水預處理工藝
堿洗工段排出的廢水pH一般為9~10，含有大量的皮碎屑、懸浮物和油脂，因此需要單獨處理，防止懸浮物和油脂對后續生化系統造成沖擊負荷，采用圖2所示工藝對堿洗廢水進行處理。
圖2 堿洗廢水處理工藝流程
廢水經格柵去除大顆粒懸浮物和皮渣進入初沉池，去除廢水中的大部分懸浮物，沉淀的污泥濃縮后采用臥螺污泥脫水機進行脫水，脫水后的污泥外運。
2.3 綜合廢水處理工藝
通過預處理后的浸酸廢水與堿洗廢水的出水在綜合調節池內混合后進入氣浮池，去除其中的非溶解性有機物、油脂和細小懸浮物等。出水流入厭氧池，在厭氧菌作用下水中的大分子有機物水解為小分子有機物，可生化性得以提高，同時污泥產生量減少，然后廢水進入好氧段的卡魯塞爾氧化溝，通過好氧菌降解廢水中的有機污染物，經二沉池泥水分離后，大部分污泥回流至厭氧池和氧化溝內，剩余污泥進入污泥濃縮池，濃縮后的污泥經帶式壓濾機進行脫水，泥餅外運。綜合廢水處理工藝流程如圖3所示。
圖3 綜合廢水處理工藝流程
3 主要構筑物及設計技術要點
3.1 浸酸廢水預處理
格柵采用316L特種防腐材質，柵隙3 mm;收集池有效容積300 m3，停留時間14 h，池內設置316L材質特種泵2臺，1用1備;還原池有效容積50 m3，停留時間2 h，pH調節池和絮凝反應池有效容積均為25 m3，停留時間1 h，斜管沉淀池有效容積75 m3，停留時間3 h，表面負荷0.8 m3/(m2·h);污泥濃縮池采用豎流式重力濃縮方式，有效容積50 m3，固體負荷30 kg/(m2·h)，配套G40污泥螺桿泵2臺，80 m2板框壓濾機1臺，加藥設備4套。
3.2 堿洗廢水預處理
格柵采用316L特種防腐材質，柵隙3 mm;考慮該廢水懸浮物含量較高，不易沉降，且時變化系數較大，可達2.2，因此設計時需考慮足夠的余量;本次設計設置2座直徑16 m輻流式沉淀池，采用半橋式周邊傳動刮泥機，底部排泥，停留時間6 h，表面負荷0.5 m3/(m2·h);污泥濃縮池采用1座直徑8 m、高 5 m的圓形濃縮池，配置中心傳動污泥濃縮機，有效容積200 m3，固體負荷30 kg/(m2·h)，配置G50-1污泥螺桿泵2臺，450型臥螺離心脫水機1臺，加藥設備2臺。
3.3 綜合廢水處理
綜合調節池有效池容2 000 m3，停留時間8 h，設置穿孔曝氣管保證廢水水質均勻，配150 m3/h提升泵3臺，2用1備;氣浮池采用2臺鋼制一體化成套設備，單臺處理量150 m3/h，配套加藥設備、排渣設備及溶氣設備;厭氧池有效容積1 000 m3，停留時間4 h，設置潛水攪拌機3臺;氧化溝采用三溝式卡魯塞爾氧化溝，單溝寬度7 m，總容積6 000 m3，污泥負荷(以BOD5/MLSS計)0.2 kg/(kg·d)[4]，配套6臺22 kW轉碟曝氣機，8臺5.5 kW潛水推流器;二沉池采用1座直徑22 m中心進水周邊出水輻流式沉淀池，配套半橋式周邊傳動刮泥機1臺，污泥回流泵2臺;污泥濃縮池采用1座直徑10 m的圓形濃縮池，配置中心傳動污泥濃縮機1臺，配套G50污泥螺桿泵2臺，2 m帶式壓濾機1臺，加藥設備1臺;回用水池有效容積3 000 m3，采用全地下式鋼砼結構。
4 運行效果與分析
工程于2011年初開始調試，經過4個月的系統調試，各個工段均達到設計要求，出水滿足企業回用水的水質要求，監測驗收部門對該廢水處理工程進行了連續監測，出水結果見表2。
由表2可知，該站出水各項指標均優于《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)一級排放標準，完全滿足回用水質要求。
5 技術經濟指標分析
本工程總投資1 000萬，其中土建部分550萬，設備部分450萬，日處理6 000 m3廢水，其中80%的廢水回用于生產，其余外排;廢水處理站平均運行成本0.7元/m3，其中電費為0.4元/m3、藥劑費為0.2元/m3、人工費0.1元/m3。具體參見http://m.dongaorq.cn更多相關技術文檔。
6 結論
(1)根據該類廢水水量大、變化大、油脂含量高、懸浮物高、鹽分高，并含有一定的重金屬鉻等難處理物質的特點，選用分類分質的處理流程，有效降低廢水處理成本，保證運行效果。對三個處理流程所產生的不同性質的污泥，采用不同的脫水方式，保證污泥得到有效處理。
(2)由于該類廢水的鹽分含量較高，同時在生產工段不斷加入硫酸和氫氧化鈉，如果廢水全部回用，會造成鹽分和難降解有機物的累積，致使廢水處理站無法正常運行，經過運行摸索，回用量在80%左右可保持廢水中的鹽分不升高，維持在生化處理的要求范圍之內。
(3)實踐證明，采用前置反硝化的氧化溝工藝對該類廢水進行處理，處理效果穩定，抗沖擊負荷效果好，運行成本低，具有良好的經濟、社會和環境效益，由此可見該工藝在工業明膠廢水處理實踐中可行、可靠。
