Treatment of Wastement of Wastewater from Phthalocyanine Blue Production
YANG Jie

　　Abstract:The wastewater discharged from the production of phthalocyanine blue pigment contains COD 1860 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 COD in 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)是一類有機顏料，幾乎可用于所有的色材領(lǐng)域。由我院承擔(dān)設(shè)計的甘谷油墨廠2000t/a酞菁藍(lán)生產(chǎn)線，采用捷克*技術(shù)—連續(xù)式無溶劑法生產(chǎn)工藝，以苯酐、尿素、氯化亞銅等為原料，鉬酸銨為催化劑，通過原料予預(yù)混、反應(yīng)合成、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)計人員與省環(huán)保協(xié)會專家組的共同研討，zui終確定了該工藝廢水的處理方案。

1　廢水的來源及性質(zhì)

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

2　關(guān)鍵因素分析

　　從表1數(shù)據(jù)可見，廢水中的氨氮含量較高，而國家標(biāo)準(zhǔn)對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15.0 mg/L。因此，如何去除氨氮則成為本設(shè)計要解決的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于通常的生化處理法對氨氮的降解率只有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，對生物氧化系統(tǒng)有毒性效應(yīng)。而且，銅價值很高，不采用銅回收工藝，會造成資源的浪費。

3　廢水處理流程簡述

　　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，此時用液下泵將澄清液送入吹脫塔并向塔內(nèi)鼓入空氣，同時通入蒸汽，將NH₃吹脫，經(jīng)排氣筒送至高位吸氨器吸收。據(jù)計算，經(jīng)吹脫塔吹脫去除的NH₃為7.4 g/h。通過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)到生化處理對堿度的要求。此時三級調(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)砂濾池過濾，去除殘留懸浮物，zui后排出廠外。排出廠外的廢水中污染物質(zhì)量濃度見表2，滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

4　主要工藝過程分析

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裝有鐵刨花的床層，通過氧化還原反應(yīng)，銅在鐵上析出，而置換出的鐵則進(jìn)入廢水中?；厥浙~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，穿過篩孔流下，空氣則自下向上流動?？刂瓶账臍饬魉俣冗_(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，強化了傳質(zhì)過程，提高吹脫效率，空氣由鼓風(fēng)機供給，冬季為避免溫度下降影響吹脫效率，可向塔中通入蒸汽，維持去除率所需的水溫。泡沫塔在正常工作狀態(tài)下對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”對廢水中的有機物和氨氮有很高的去除率。生物硝化脫氮是一個兩階段的生物反應(yīng)過程，*過程為硝化過程，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^-。第二過程為反硝化過程，是完成生物脫氮的zui后一步，NO₃^--N在反硝化菌的作用下，以有機碳為碳源和能源，以硝酸鹽作為電子受體，將硝酸鹽還原為氣態(tài)氮。所以“*生物池”不僅具有去除有機物的功能，而且可以完成反硝化作用zui終消除氮的富營養(yǎng)化污染。“O級生物池”即好氧反應(yīng)池，利用好氧微生物對有機物的降解作用，去除上一級殘余的有機物，zui終達(dá)到廢水處理要求。
　　生化處理系統(tǒng)運行中，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，停留時間４ ｈ；好氧池溶解氧濃度2.5～3.0 mg/L，停留時間16h。反應(yīng)池污泥濃度5.0～6.0 g/L；總回流比為8.3。

5　結(jié)論

　　目前利用生化處理方法去除廢水中的氨氮被廣泛采用，事實證明去除率較高，但對于本設(shè)計所涉及的廢水，因其特殊的高含氨氮量則不適于用單一的生化方法來處理，生化處理法對進(jìn)入處理系統(tǒng)的污水氨氮濃度要求有一定的適宜范圍，如果濃度太高會阻礙生物氧化過程的進(jìn)行，質(zhì)量濃度在1000 mg/L以上時會使微生物中毒^[3]，進(jìn)而影響生化系統(tǒng)的去除效率。因此，必須采用一種切實可行的預(yù)處理方法，先去除部分氨氮，使廢水中的氨氮濃度降至140.0 mg/L以下，再采用生化處理方法去除殘留氨氮，以達(dá)到zui終去除氨氮的目的。

參考文獻(xiàn)：
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作者簡介：
　　楊杰(1967－ )，男工程師，從事給排水工程設(shè)計工作。