摘要：酞菁藍(lán)顏料生產(chǎn)中排放的酞菁污水中含COD 1860mg/L；NH₃-N 1034 mg/L；Cu²⁺26mg/L。采用化學(xué)置換法、藍(lán)生沉淀法、產(chǎn)廢處理生化法聯(lián)合處理工藝，酞菁處理后廢水中的藍(lán)生COD為40mg/L；NH₃-N為11 mg/L；Cu²⁺為零。

關(guān)鍵詞：顏料生產(chǎn) 廢水處理 置換 沉淀 生化處理

Treatment of Wastement of Wastewater from Phthalocyanine Blue Production

　　Abstract:The wastewater discharged from the production of phthalocyanine blue pigment contains COD1860 mg/L；NH₃-N 1034 mg/L and Cu²⁺26 mg/Lａｎｄ．When a combined process of chemical replacement-setting-biochemical treatment was used the CODin the treatment wastewater was 40 mg/L NH₃-N was 11 mg/L and Cu²⁺was 0．
　　Key words:pigment production；wastewater treatment；replacement；settling；biochemical treatment

概述

　　酞菁藍(lán)是產(chǎn)廢處理一類高級(jí)有機(jī)顏料，幾乎可用于所有的酞菁色材領(lǐng)域。由我院承擔(dān)設(shè)計(jì)的藍(lán)生甘谷油墨廠2000t/a酞菁藍(lán)生產(chǎn)線，采用捷克先進(jìn)技術(shù)—連續(xù)式無(wú)溶劑法生產(chǎn)工藝，產(chǎn)廢處理以苯酐、酞菁尿素、藍(lán)生氯化亞銅等為原料，產(chǎn)廢處理鉬酸銨為催化劑，酞菁通過(guò)原料予預(yù)混、藍(lán)生反應(yīng)合成、產(chǎn)廢處理粗品純化、壓濾干燥等工序，生產(chǎn)出銅酞菁精品。在粗品銅酞菁的純化過(guò)程中產(chǎn)生的濾液和沖洗水，含有大量的有害物質(zhì)。經(jīng)我院設(shè)計(jì)人員與省環(huán)保協(xié)會(huì)專家組的共同研討，最終確定了該工藝廢水的處理方案。

1　廢水的來(lái)源及性質(zhì)

　　廢水來(lái)自粗品銅酞菁純化過(guò)程產(chǎn)生的濾液和沖洗水，水量為5.7 m³/h，污染物質(zhì)量濃度見(jiàn)表1。

2　關(guān)鍵因素分析

　　從表1數(shù)據(jù)可見(jiàn)，廢水中的氨氮含量較高，而國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于排入自然水體的廢水氨氮濃度要求甚為嚴(yán)格，不得超過(guò)15.0 mg/L。因此，如何去除氨氮?jiǎng)t成為本設(shè)計(jì)要解決的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于通常的生化處理法對(duì)氨氮的降解率只有70％～80％，所以單純采用生化法處理難以達(dá)到理想效果。如果先以其它物理方法，諸如解吸或吹脫，先將廢水中的NH₃吹脫，使氨氮含量降低，再采用生化法處理，可同時(shí)去除剩余的氨氮和BOD₅、COD。這樣可使廢水中的主要污染物指標(biāo)達(dá)到排放要求。再者，廢水中含銅，銅離子能使生物酶失去活性，對(duì)生物氧化系統(tǒng)有毒性效應(yīng)。而且，銅價(jià)值很高，不采用銅回收工藝，會(huì)造成資源的浪費(fèi)。

3　廢水處理流程簡(jiǎn)述

　　如圖1所示，將純化廢水與車間排出的沖洗水(1.5 m3/h)混合后泵入一級(jí)調(diào)節(jié)池，加硫酸攪拌調(diào)節(jié)pH為4.0，進(jìn)入充滿鐵刨花填料的置換池，停留5～6 ｈ，可使廢水中的銅離子得以置換，質(zhì)量濃度降至0.5 mg/L以下，銅的去除率達(dá)98％以上。廢水自置換池進(jìn)入二級(jí)調(diào)節(jié)池，向池中投加石灰乳攪拌混合均勻，調(diào)節(jié)pH為11.0左右，使廢水中的氨氮主要呈游離氨(NH₃)形式逸出，此時(shí)用液下泵將澄清液送入吹脫塔并向塔內(nèi)鼓入空氣，同時(shí)通入蒸汽，將NH₃吹脫，經(jīng)排氣筒送至高位吸氨器吸收。據(jù)計(jì)算，經(jīng)吹脫塔吹脫去除的NH₃為7.4 g/h。通過(guò)上述物理方法去除部分氨氮，使氨氮質(zhì)量濃度降至140.0 mg/L左右，并將廠區(qū)冷卻塔排出的廢水(4.5 m³/h)與之混合，進(jìn)入三級(jí)調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)廢水pH為8.0～9.0，以達(dá)到生化處理對(duì)堿度的要求。此時(shí)三級(jí)調(diào)節(jié)池內(nèi)的廢水處理量為１1.7 m³/h，主要污染物質(zhì)量濃度：氨氮為 60.0 mg/L，COD為510.0 mg/L，BOD₅為143.0 mg/L。隨后將廢水送入“A—O生化處理系統(tǒng)”，經(jīng)生化處理后再經(jīng)砂濾池過(guò)濾，去除殘留懸浮物，最后排出廠外。排出廠外的廢水中污染物質(zhì)量濃度見(jiàn)表2，滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

4　主要工藝過(guò)程分析

4.1　銅回收
　　廢水治理流程中，銅回收分滲鐵法回收銅和沉淀法回收氫氧化銅兩步進(jìn)行。滲鐵法回收銅的裝置在流程中稱為銅置換池，該池中廢水滲濾穿過(guò)裝有鐵刨花的床層，通過(guò)氧化還原反應(yīng)，銅在鐵上析出，而置換出的鐵則進(jìn)入廢水中。回收銅后的廢水經(jīng)加石灰乳調(diào)節(jié)pH、沉淀處理，殘余的銅離子與ＯＨ－反應(yīng)生成難溶的氫氧化銅^[1]。
4.2　吹脫
　　本設(shè)計(jì)采用穿流式篩板吹脫塔(又名泡沫塔)，篩板孔徑6 mm，篩板間距250 mm。水自上向下噴淋，穿過(guò)篩孔流下，空氣則自下向上流動(dòng)。控制空塔的氣流速度達(dá)到2.0m/s，篩板上的一部分水就被氣流沖擊成泡沫狀態(tài)，使傳質(zhì)面積大大增加，強(qiáng)化了傳質(zhì)過(guò)程，提高吹脫效率，空氣由鼓風(fēng)機(jī)供給，冬季為避免溫度下降影響吹脫效率，可向塔中通入蒸汽，維持高效去除率所需的水溫。泡沫塔在正常工作狀態(tài)下對(duì)NH₃的去除效率在95％以上^[2]。
4.3　A－O生化處理
　　“A－O生化處理”對(duì)廢水中的有機(jī)物和氨氮有很高的去除率。生物硝化脫氮是一個(gè)兩階段的生物反應(yīng)過(guò)程，第一過(guò)程為硝化過(guò)程，分兩部進(jìn)行，首先NH₄-N在亞硝化菌的作用下生成NO₂^-，其后NO₂^-再在硝化菌的作用下氧化生成NO₃^-。第二過(guò)程為反硝化過(guò)程，是完成生物脫氮的最后一步，NO₃^--N在反硝化菌的作用下，以有機(jī)碳為碳源和能源，以硝酸鹽作為電子受體，將硝酸鹽還原為氣態(tài)氮。所以“A級(jí)生物池”不僅具有去除有機(jī)物的功能，而且可以完成反硝化作用最終消除氮的富營(yíng)養(yǎng)化污染。“O級(jí)生物池”即好氧反應(yīng)池，利用好氧微生物對(duì)有機(jī)物的降解作用，去除上一級(jí)殘余的有機(jī)物，最終達(dá)到廢水處理要求。
　　生化處理系統(tǒng)運(yùn)行中，控制廢水溫度在22～28℃，pH為7.5～8.0，為硝化菌和反硝化菌提供適宜的環(huán)境。控制厭氧池溶解氧濃度低于0.5 mg/L，停留時(shí)間４ ｈ；好氧池溶解氧濃度2.5～3.0 mg/L，停留時(shí)間16h。反應(yīng)池污泥濃度5.0～6.0 g/L；總回流比為8.3。