制革废水成分复杂，水质水量波动大，含高浓度有机物和氨氮（NH₄⁺-N），且含硫和重金属铬等毒物，属难处理工业废水。通过必要的预处理后，采用常规活性污泥法，或序批式活性污泥工艺，或氧化沟工艺是我国目前处理制革废水的主流技术，这些工艺可有效去除制革废水中的有毒物质和有机物质，但对废水中NH₄⁺-N却无明显去除效果，脱氮效果也不佳，成为制革废水处理急需解决的共性问题。随着制革行业废水排放标准的不断提高，急需研发经济高效的具有良好NH₄⁺-N去除和脱氮效能的制革废水处理新技术。本文针对制革废水有机物浓度高、NH₄⁺-N浓度高的特点，引入可实现自给碳源的高效反硝化脱氮工艺—多段A/O工艺，通过小试探讨了该工艺处理制革废水物化预处理废水的可行性并确定了关键技术参数，并以此为基础，对某制革废水处理工程进行了工程设计和技术经济效益分析。有效容积为1m³的四段A/O处理系统的实验研究表明，对于经过一级生化处理的综合制革废水，在SRT18d、HRT不小于24h条件下，无论是否分段进水，四段A/O出水CODCr浓度均可保持在300mg/L以下，满足GB8978-1996要求的二级排放标准；在第一至第四段A/O进水比为4:3:2:1、污泥回流比100%、HRT48h、SRT18d等条件下，四段A/O系统对制革废水一级生化出水的NH₄⁺-N去除率可高达97.7%，出水浓度仅有3.6mg/L左右，达到了GB8978-1996要求的一级排放标准，证明多段A/O工艺处理高NH₄⁺-N制革废水是可行、有效的。研究确定的工艺技术参数包括：SRT≥18d，系统活性污泥浓度可取3500mg/L，污泥回流比50%-100%，多级A/O的A区占总容积的容积比大于1/4，各段进水流量比根据脱氮量和进水BOD浓度情况确定。在以上研究和前期物化预处理技术研究基础上，承接并设计了日处理6500m³/d的制革废水处理工程，要求处理后45%的废水排放，55%回用。其中排放污水水质要求为CODCr≤160mg/L、BOD₅≤30mg/L、TCr≤1.5mg/L、NH₄⁺-N≤35mg/L；回用水水质要求为CODCr≤60mg/L、BOD₅≤10mg/L、NH₄⁺-N≤10mg/L。通过比选，工程设计采用了“物化预处理-高浓度活性污泥法-多段A/O工艺”为主体的综合工艺技术，也即在清浊分流的基础上，对含铬废水和含硫废水分别进行物化预处理，然后与其他生产废水混合形成综合废水，综合废水采用“高浓活性污泥法-多段A/O综合工艺”对其进行生化处理，而生化处理系统的出水经过混凝沉淀、砂滤和臭氧活性炭联合工艺进行深度处理，最终达到排放标准或回用水标准。在完成工艺设计、结构设计、建筑设计、电气设计等的基础上，对工程进行了技术经济分析。本工程总投资为2814.46万元，吨水运行成本为5.30元，且完成CODCr去除2.168万吨/年，BOD去除0.78万吨/年，NH₄⁺-N去除量为439吨/年，同时回用生产工艺水1314吨/年，为企业节约水费支出2988元/d，具有显著的经济生态效益。