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(jī)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(qiáng)，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：

表1　混合廢水水質(zhì)一覽表 Table one   the schedule of mixed wastewater quality 水質(zhì)指標(biāo) CODcr BOD5 NH3-N  Cu2+ pH 色度 質(zhì)量濃度（mg/l） ≤1600 ≤500 ≤1000 ≤100 1～2 600倍

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(fèi)用高，資源浪費(fèi)大。考慮到生產(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(jìn)入中和槽，和投加的石灰膏進(jìn)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(jī)2臺，提升泵2臺。

（2）反應(yīng)上清液提升進(jìn)入蒸發(fā)濃縮釜，蒸發(fā)液經(jīng)過冷凝后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，濃縮液進(jìn)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(jìn)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(qiáng)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(jì)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(tuán)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(jìn)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(jì)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(jī)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(jìn)而影響生化系統(tǒng)的去除效率。因此，必須采用一種切實(shí)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(jìn)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(jì)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(jī)2臺，噴淋泵2臺。

（4）吹脫后的廢水和剩余廢水混合后進(jìn)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?yàn)殂~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(jìn)入A/O生化系統(tǒng)，A/O法對廢水中的有機(jī)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(jī)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(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。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。控制缺氧池溶解氧濃度低于0.5 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(jī)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(yùn)行情況

工程由2000年1月份進(jìn)入調(diào)試運(yùn)行。母液回收由于已有成功的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過1個月的調(diào)試，基本運(yùn)行正常，產(chǎn)出的CaCL2純度在85％左右，滿足生產(chǎn)需要，經(jīng)濟(jì)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(jìn)水，進(jìn)水量為10m3/h，每天進(jìn)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(jìn)水量，24小時連續(xù)運(yùn)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(yùn)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。

表2　污染物去除率一覽表 Table two the schedule of the ratio of contamination wiping off 指標(biāo) 原水 微電解塔 吹脫池 初沉池 生化處理 過濾池 出水 去除率 出水 去除率 出水 去除率 出水 去除率 出水 去除率 CODcr （mg/l） 1600 1300 20% 900 30% 400 55% 120 70% ≤100 ≥20% Cu2＋ （mg/l） 100 20 80% 10 50% 1 90% 0.5 50% ≤0.5 ≥20% NH3-N （mg/l） 1000 800 20% 40 95% 40 / 10 80% ≤15 ≥20% 色度 （倍） 600 200 60% 150 25% 60 60% 40 30% ≤50 ≥20% pH 1～2 4～5 / 10 / 9 / 7 / 6～9 ≥20%

4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(jià)在1200元，則每天的收益為1800元。

污水處理站總裝機(jī)容量為106.5kw，實(shí)用功率為75kw，每天的電費(fèi)為864元；石灰膏的用量每天4噸，費(fèi)用為1200元；硫化鈉的用量每天30kg，費(fèi)用為30元；PAM的用量每天1.5kg，費(fèi)用為30元；煤的耗量每天為4噸，費(fèi)用為1200元；人工費(fèi)每天200元。

則除收益外，每天凈投入的運(yùn)行費(fèi)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(jìn)行生化處理，實(shí)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(jìn)而影響生化系統(tǒng)的去除效率。因此，必須采用一種切實(shí)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。來源：中華環(huán)保互聯(lián)網(wǎng)