楊　杰
甘肅省石化設計院，甘肅　730030

　　摘要：酞菁藍顏料生產中排放的污水中含COD 1860 mg/L；NH₃-N 1034 mg/L；Cu²⁺ 26 mg/L。采用化學置換法、沉淀法、生化法聯合處理工藝，處理后廢水中的COD為40 mg/L；NH₃-N為11 mg/L；Cu²⁺為零。
　　關鍵詞：顏料生產；廢水處理；置換；沉淀；生化處理
　　中圖分類號：X788
　　文獻標識碼：A
　　文章編號：1009－2455(2000)03－0021－02

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

　　酞菁藍是一類高級有機顏料，幾乎可用于所有的色材領域。由我院承擔設計的甘谷油墨廠2000t/a酞菁藍生產線，采用捷克先進技術—連續式無溶劑法生產工藝，以苯酐、尿素、氯化亞銅等為原料，鉬酸銨為催化劑，通過原料予預混、反應合成、粗品純化、壓濾干燥等工序，生產出銅酞菁精品。在粗品銅酞菁的純化過程中產生的濾液和沖洗水，含有大量的有害物質。經我院設計人員與省環保協會專家組的共同研討，最終確定了該工藝廢水的處理方案。

1　廢水的來源及性質

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

2　關鍵因素分析

　　從表1數據可見，廢水中的氨氮含量較高，而國家標準對于排入自然水體的廢水氨氮濃度要求甚為嚴格，不得超過15.0 mg/L。因此，如何去除氨氮則成為本設計要解決的一個關鍵環節。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達到排放要求。再者，廢水中含銅，銅離子能使生物酶失去活性，對生物氧化系統有毒性效應。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)混合后泵入一級調節池，加硫酸攪拌調節pH為4.0，進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，質量濃度降至0.5 mg/L以下，銅的去除率達98％以上。廢水自置換池進入二級調節池，向池中投加石灰乳攪拌混合均勻，調節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鼓入空氣，同時通入蒸汽，將NH₃吹脫，經排氣筒送至高位吸氨器吸收。據計算，經吹脫塔吹脫去除的NH₃為7.4 g/h。通過上述物理方法去除部分氨氮，使氨氮質量濃度降至140.0 mg/L左右，并將廠區冷卻塔排出的廢水(4.5 m³/h)與之混合，進入三級調節池，調節廢水pH為8.0～9.0，以達到生化處理對堿度的要求。此時三級調節池內的廢水處理量為１1.7 m³/h，主要污染物質量濃度：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”，經生化處理后再經砂濾池過濾，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量濃度見表2，滿足《污水綜合排放標準》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，銅在鐵上析出，而置換出的鐵則進入廢水中。回收銅后的廢水經加石灰乳調節pH、沉淀處理，殘余的銅離子與ＯＨ－反應生成難溶的氫氧化銅^[1]。
4.2　吹脫
　　本設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。控制空塔的氣流速度達到2.0m/s，篩板上的一部分水就被氣流沖擊成泡沫狀態，使傳質面積大大增加，強化了傳質過程，提高吹脫效率，空氣由鼓風機供給，冬季為避免溫度下降影響吹脫效率，可向塔中通入蒸汽，維持高效去除率所需的水溫。泡沫塔在正常工作狀態下對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過程，第一過程為硝化過程，分兩部進行，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，是完成生物脫氮的最后一步，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氮。所以“A級生物池”不僅具有去除有機物的功能，而且可以完成反硝化作用最終消除氮的富營養化污染。“O級生物池”即好氧反應池，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，最終達到廢水處理要求。
　　生化處理系統運行中，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。反應池污泥濃度5.0～6.0 g/L；總回流比為8.3。

5　結論

　　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，生化處理法對進入處理系統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行，質量濃度在1000 mg/L以上時會使微生物中毒^[3]，進而影響生化系統的去除效率。因此，必須采用一種切實可行的預處理方法，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，以達到最終去除氨氮的目的。

參考文獻：
　?1?GB 8978-96，污水綜合排放標準[S].
　?2?黃海嘯，方淑琴?銅酞菁生產三廢綜合利用[M].北京：環境工程出版社，1998.31～32．
　?3?顧夏聲?水處理工程[M].北京：清華大學出版社，1985.301．
　?4?蔣展鵬?環境工程學[M].北京：高等教育出版社，1993.162．

作者簡介：
　　楊杰?(1967－ )，男?工程師，從事給排水工程設計工作。