江蘇某化工廠是以生產(chǎn)銅酞菁為主要產(chǎn)品的企業(yè)。銅酞菁是生產(chǎn)酞菁顏料，染料的母體，亦可用作有機導(dǎo)體，光電導(dǎo)，感光性樹脂的增感劑，以苯酐、尿素、氯化亞銅等為原料，通過原料研磨、反應(yīng)合成、純化、壓濾干燥等工序，生產(chǎn)出銅酞菁產(chǎn)品。在銅酞菁的純化過程中產(chǎn)生的壓濾母液和沖洗水，色度深，酸度強，有害物質(zhì)含量高，處理難度比較大。我公司人員經(jīng)過對廢水的小試，確定了母液回收氯化鈣，混合廢水經(jīng)過微電解、吹脫、沉淀、A/O生化法相結(jié)合的處理路線，達(dá)到了預(yù)期的效果。

1 污染源分析

廢水來自銅酞菁純化過程產(chǎn)生的壓濾母液和混合廢水。壓濾母液的水量為20m3/d，主要為廢鹽酸，鹽酸的含量大約在10％左右。混合廢水的水量為1500m3/d，廢水中主要的污染物為銅酞菁顏料、氨氮、銅離子和酸度，廢水呈藍(lán)色。混合廢水的水質(zhì)如下：

2　處理工藝、構(gòu)筑物及設(shè)備

2.1 壓濾母液的處理

壓濾母液中鹽酸的含量比較大，直接中和處理排放，處理費用高，資源浪費大?？紤]到生產(chǎn)中需用CaCL2產(chǎn)品，并且要求的純度也不高，經(jīng)過考察，決定用石灰膏中和后回收CaCL2，工藝流程如下：

 
（1）壓濾母液經(jīng)過收集進入中和槽，和投加的石灰膏進行中和反應(yīng)。中和槽為鋼混結(jié)構(gòu)，有效容積20m3，內(nèi)設(shè)攪拌機2臺，提升泵2臺。

（2）反應(yīng)上清液提升進入蒸發(fā)濃縮釜，蒸發(fā)液經(jīng)過冷凝后進入調(diào)節(jié)池，濃縮液進入結(jié)晶槽。濃縮釜采用鏈排爐加熱，為減少煤的用量，采用負(fù)壓蒸發(fā)的方式，余熱進入烘爐。濃縮釜1只，碳鋼防腐，有效容積10m3。

（3）結(jié)晶槽在烘爐中烘干后，既是成品CaCL2。

2.2 混合廢水的處理

混合廢水中含有銅酞菁顏料、氨氮、銅離子，廢水呈強酸性。處理流程如下：

（1）調(diào)節(jié)池為鋼混結(jié)構(gòu)，花崗巖防腐。設(shè)計HRT＝6h，有效容積375m3。配備化工離心泵2臺，不銹鋼泵前水箱2只。

（2）銅酞菁顏料的分子結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定，必須將顏料的發(fā)色基團氧化后，才能消除其對環(huán)境的不良影響，考慮到廢水呈酸性，因此利用微電解塔對其進行氧化還原反應(yīng)，并且也可以置換廢水中的銅。微電解塔內(nèi)填充鐵屑和焦炭，使其分別作為微電池的陰陽兩極，電極反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)H，能與顏料中的多種組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，破壞廢水中的發(fā)色物質(zhì)和發(fā)色結(jié)構(gòu)。微電解塔設(shè)計HRT=6h， 200％的回流率，鐵屑和焦炭的質(zhì)量比為1：1。微電解塔2只，碳鋼防腐，配循環(huán)泵2臺，空壓機2臺。

（3）廢水中的氨氮含量較高，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。并且生化法對污水氨氮濃度有一定要求，質(zhì)量濃度在1000 mg/L以上時會使微生物中毒，進而影響生化系統(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140mg/L以下，再采用生化處理方法去除殘留氨氮，以達(dá)到最終去除氨氮的目的。因此對70%的廢水先采用吹脫的方法，使氨氮含量降低，再和剩余廢水一起進入生化處理系統(tǒng)。吹脫時先將廢水的pH值調(diào)到10，然后鼓氣吹脫，氣水比為2500：1。本設(shè)計采用穿流式篩板吹脫池，池內(nèi)篩板孔徑6 mm，篩板間距300 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(dá)到2.0m/s。吹脫池1座，鋼混結(jié)構(gòu)，配備離心風(fēng)機2臺，噴淋泵2臺。

（4）吹脫后的廢水和剩余廢水混合后進入反應(yīng)池，此時廢水的pH值在9左右，可以生成Fe(OH)3沉淀，因為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)，為徹底去除廢水中的銅，加入硫化鈉，以生成硫化銅沉淀。反應(yīng)池和初沉池合建，1座，鋼混結(jié)構(gòu)。反應(yīng)池HRT＝30min，初沉池HRT＝2h，池內(nèi)安裝φ80的玻璃鋼斜管。

（5）沉淀上清液進入A/O生化系統(tǒng)，A/O法對廢水中的有機物和氨氮有很高的去除率。因廢水中含有的有毒物質(zhì)和大分子有機物，容易造成活性污泥的膨脹，因此在好氧生化處理前采用水解酸化作為生化預(yù)處理工藝。許多研究表明，在通常的生物處理前加一級水解酸化預(yù)處理可以明顯提高其對污染物的去除效果。其目的有二個：第一需要降解大分子物質(zhì)；第二提高微生物的活性，抵抗有毒有害物質(zhì)侵害，防止污泥膨脹和微生物的流失。生物硝化脫氮是一個兩階段的生物反應(yīng)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(tài)氮。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?？刂迫毖醭厝芙庋鯘舛鹊陀?.5 mg/L，HRT=6h；好氧池溶解氧濃度2.5～3.0 mg/L，HRT=14h；MLSS=3000mg/l；回流率100％。采用雙傘形散流曝氣器，SSR-200羅茨風(fēng)機2臺。

（6）生化處理廢水經(jīng)過活性碳吸附過濾后達(dá)標(biāo)排放。活性炭過濾池1座，HRT＝1h，內(nèi)置活性炭3噸，蒸汽再生。

3  運行情況

工程由2000年1月份進入調(diào)試運行。母液回收由于已有成功的經(jīng)驗，經(jīng)過1個月的調(diào)試，基本運行正常，產(chǎn)出的CaCL2純度在85％左右，滿足生產(chǎn)需要，經(jīng)濟效益明顯。

生化池的啟動采用接種的方法，共接種污水處理廠脫水生化污泥20噸，大糞水50噸。經(jīng)過悶曝5天后，出現(xiàn)了草履蟲、大口鐘蟲等原生動物，活性污泥已恢復(fù)。開始少量進水，進水量為10m3/h，每天進水10h，并定量投加面粉和磷酸鈣。20天后，生化池污泥的SV在20％左右，鏡檢原生動物活躍，出水水質(zhì)指標(biāo)較好。此時加大進水量，24小時連續(xù)運行，20天后，生化池CODcr的去除率達(dá)到70％左右，SV在30％左右，生物相以鐘蟲、累枝蟲、圓筒蓋蟲和楯纖蟲等為主，生化系統(tǒng)啟動成功。

正常運行后，出水指標(biāo)完全達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)，各部分的去除率如表2所示。

4 技術(shù)經(jīng)濟分析

污水處理廠總投資280萬元，其中母液回收投資80萬元，混合污水處理投資200萬元。每天回收成品CaCL21.5噸，每噸的售價在1200元，則每天的收益為1800元。

污水處理站總裝機容量為106.5kw，實用功率為75kw，每天的電費為864元；石灰膏的用量每天4噸，費用為1200元；硫化鈉的用量每天30kg，費用為30元；PAM的用量每天1.5kg，費用為30元；煤的耗量每天為4噸，費用為1200元；人工費每天200元。

則除收益外，每天凈投入的運行費用為1724元，即1.15元/m3.污水。

5 結(jié)論

銅酞菁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的壓濾母液和沖洗廢水，對壓濾母液中和后回收CaCL2，沖洗廢水經(jīng)過微電解、吹脫除氮和除銅后，再進行生化處理，實踐證明是可行的。銅酞菁生產(chǎn)廢水的濃度高、毒性大，直接生化處理的難度比較大。生化處理法對污水氨氮濃度和銅離子濃度都有一定的適應(yīng)范圍，氨氮質(zhì)量濃度在1000mg/L以上、銅離子質(zhì)量濃度在5mg/L以上時會使微生物中毒，進而影響生化系統(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，先去除部分氨氮和銅離子，使廢水中的氨氮濃度降至140.0mg/L以下、銅離子濃度降至5mg/L以下，再采用生化處理方法，以達(dá)到最終達(dá)標(biāo)排放的目的。
 
 
 

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