酞菁系类产品生产废水处理技术

Posted 2023-01-12 母液

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酞菁系类颜料颜色鲜艳、着色力高，被广泛用作颜料或染料。随着材料工业的发展，酞菁及其衍生物还被作为一种特殊的多功能材料广泛用于化学传感器中的灵敏器件、电致发光器件、太阳能电池材料、液晶显示材料、非线性光子材料、燃料电池中的电催化材料和光导体材料等，由于其应用领域的不断扩大，全球对酞菁及其衍生物的需求迅速攀升，中国作为世界主要生产出口国之一，近几年来酞菁工业发展迅速，其中以铜酞菁生产最具代表性。

河北某酞菁系类颜料生产厂家主要生产酞菁蓝、酞菁绿、铜酞菁等产品，产生废水具有氨氮高、盐分高，并含有大量SO42-、Cu2+及苯胺类等难处理物质的特点，处理难度大。2009年7月上海美境环保工程有限公司应邀对该厂废水处理工程进行改造，经过1a左右的改造运行，最终排放废水达到国家《污水综合排放标准》（GB8978—1996）一级排放标准。

1废水水质水量

根据水质特征，该厂废水可分为两类：一类为铜酞菁母液，另一类为除铜酞菁母液外的其他废水。具体水质水量情况见表1。

2改造前废水处理情况

改造前该公司废水处理站处理工艺以物化法为主，废水通过各车间废水收集管道排入废水处理站的格栅池，经泵提升后进入初沉调节池，用石灰将废水pH调整至7.5～8并投加PAM助凝剂后，再由泵打入板框压滤机进行固液分离，滤液进入除铜反应釜，采用投加Na2S产生CuS沉淀的方式进行除铜，出水进入沉淀池固液分离，向分离出来的上清液中再投加石灰，调整pH至11～12，然后进行曝气吹脱去除水中的NH3-N，出水用酸回调pH至7.5左右后，流入氧化塘进行自然生化处理，处理后的出水经监测井排入市政污水管网，最终排入园区污水处理厂。

原工艺中，进初沉调节池的废水pH是用石灰调整，而后出水直接进入板框压滤机压滤，由于中和反应产生了大量CaSO4沉淀，而原有调节池容量偏小且板框压滤机配置不合理，使得大量CaSO4等沉淀物随废水流入后道处理设施，造成CuS除铜工艺中产生的CuS沉淀不纯，不能回收利用。而将除铜后废水进行pH调整时依然采用石灰中和，而且中和后的废水直接进行曝气吹脱，吹脱后废水直流入氧化塘，使废水中产生的CaSO4、Ca（OH）2等沉淀得不到去除，从而造成管道堵塞、污泥淤积等恶性后果，使曝气吹脱池、氧化塘等设施均不能正常运转，目前氧化塘出水除pH及色度能基本达标外，其他指标均不能达标。

3工程改造

废水未进行分流处理是造成原处理出水不达标的主要原因，为此确定了改造的思路：先分别对酮酞菁母液和其他废水单独进行处理，处理后的出水再混合后进行生化处理，并增设兼氧及沉淀池以解决CaSO4沉淀外溢和管道堵塞、污泥淤积等问题。

3.1铜酞菁母液处理工艺

针对母液中氨氮、Cu2+含量高的特点，采用回收CuS和硫酸铵的方法来去除废水中的铜和氨氮，具体工艺如图1所示。

（1）集水池。钢筋混凝土结构，旧池改造，有效容积100m3，用以收集铜酞菁母液，设置提升泵2台。

（2）反应池。钢筋混凝土结构，旧池改造，有效容积180m3，在此先投加NaOH调节废水pH至7.5～8，然后投加Na2S除铜，设置穿孔曝气管及螺杆泵2台。

（3）板框压滤机。成套设备，过滤面积100m2，用以进行泥水分离，滤液流入pH调节池，干泥CuS外卖。

（4）pH调节池。钢筋混凝土结构，旧池改造，有效容积180m3，投加NaOH调节废水pH至11～12，设置穿孔曝气管及提升泵2台。

（5）氨氮吹脱系统。成套设备，包括氨氮吹脱及吸收装置，处理能力40m3/h，用来将废水中的氨氮分离出来，然后用稀硫酸吸收，生产的硫酸铵溶液外卖。

（6）1#缓冲池。钢筋混凝土结构，旧池改造，有效容积300m3，主要起到缓冲氨氮吹脱系统出水的作用，设置提升泵2台。

（7）2#缓冲池。钢筋混凝土结构，新建，有效容积800m3，经预处理后的铜酞菁母液在此与经预处理的其他废水混合，设置穿孔曝气管及提升泵2台。

3.2混合废水处理工艺

其他废水经适当预处理后与经预处理后的铜酞菁废水混合一起进行生化处理，工艺流程见图2。

（1）调节池。钢筋混凝土结构，旧池改造，有效容积20000m3，用于调节其他废水的水质水量，设置提升泵2台。

（2）混凝反应池。A3钢结构，新制，共3座，有效容积60m3，3座串联使用，在第一座中加石灰调节pH，然后自流入第二座，在其中投加硫酸亚铁混凝，再自流入第三座，在此投加PAM絮凝，设置搅拌机3台、提升泵3台。

（3）竖流式沉淀池。钢筋混凝土结构，新建，分2座并联使用，有效容积1000m3，在此将泥水进行分离，上清液自流入2#缓冲池，污泥靠重力排入污泥池。

（4）2#缓冲池。钢筋混凝土结构，新建，有效容积800m3，经预处理后的铜酞菁母液与经预处理的其他废水在此进行混合，设置穿孔曝气管及提升泵2台。

（5）兼氧及沉淀池。钢筋混凝土结构，新建，有效容积2500m3，在此对混合废水进行处理，在去除废水中的剩余铜的同时去除部分COD及提高废水的可生化性，设置液下环流搅拌机6台、污泥泵2台。

（6）兼氧缓冲池。钢筋混凝土结构，新建，有效容积800m3，设置提升泵2台。

（7）SBR好氧池。钢筋混凝土结构，新建，分2格，有效容积5000m3，主要用于对废水中的COD及氨氮进行去除，保证废水达标排放，设置滗水器2台、微孔曝气盘若干、污泥泵4台、罗茨风机3台。。

4运行情况

工程于2010年6月底改造完毕，进入正式调试阶段，经过为期2个月的调试，整套系统运行正常。

4.1铜酞菁母液处理工艺运行情况

铜酞菁母液处理工艺主要是针对母液中高氨氮、高铜而专门设立的处理工艺，该工艺全部为物化处理，调试过程较快，且效果非常稳定，平均处理效果见表2。

4.2混合废水处理工艺运行情况

其他废水经简单预处理后与经预处理后的铜酞菁母液混合进行生化处理，混合后废水平均盐分为1.5%，平均处理效果见表3。

5技术经济指标分析

本改造工程共计投资1500万元，平均运行成本为3.5元/m3。但在铜酞菁母液处理过程中，每天可回收硫化铜375kg（干分），售价6元/kg，还可回收硫酸铵2.6t（干分），售价1000元/t，则每天可收回成本4850元，如拿来抵消部分运行成本，则平均运行成本可降至1.56元/m3。

6结论

（1）铜酞菁母液废水用硫化钠除铜及吹脱法除氨氮工艺进行处理，具有很好的去除效果，能为后续的生化处理创造良好的条件。

（2）酞菁系类颜料废水通过“分流预处理+混合生化处理”的思路进行处理，能取得很好的效果，最终处理出水能达到国家《污水综合排放标准》（GB8978—1996）一级排放标准。

（3）铜酞菁母液通过对铜和铵的回收在避免资源浪费的同时能取得良好的经济效益，是铜酞菁母液处理方面的一个不错的选择。