郭偉民，潘瑞松
（常州市環境保護研究所，江蘇 常州 213014）

　　摘要：采用電解工藝預處理鈷酞菁染料生產廢水，可降低廢水的CODcr濃度，提高廢水的可生化性。當進水pH為11、CODcr為7000～12000mg/L時，經電解、接觸氧化、氣浮處理，出水CODcr＜200mg/L、BOD₅＜60mg/L、色度＜80倍。處理費用為3.8元/m³，適合中、小型染料生產廠的綜合廢水處理。
　　關鍵詞：染料生產廢水；廢水處理；電解；氣浮
　　中圖分類號：X703.1；X788
　　文獻標識碼：B
　　文章編號：1009-2455(2002)04-0060-02

前言

　　某染料化工廠年產鈷酞菁類染料500t，在生產過程中排放鈷酞菁水洗廢水、染料水洗廢水及各車間的工藝沖洗廢水。廢水中含有多種染料中間體及大量無機原料，其中最主要的成分為N-N二甲基丙二胺和鉆離子。該廢水具有污染物濃度大、色度高、可生化性差等特點，在研究過程中，對混和廢水進行了多次試驗，包括電解氣浮法、化學氧化法、活性炭吸附法、好氧生化法、混凝沉淀法等。試驗結果表明采用電解法對鉆酞青廢水進行預處理有明顯效果，主要表現在CODcr大幅度下降，BOD₅與CODcr的質量比從0.05上升到0.33，提高了廢水的可生化性。經過工程實踐證明，運用電解法對鈷酞菁廢水進行預處理，在后續工段采用生化、物化處理，可使該廢水經處理后達到國家二級排放標準。

1 廢水的水質、水量及排放標準

1.1 廢水的水質、水量
　　鈷酞菁混合廢水的水質、水量見表1。

表1 鈷酞菁混合廢水的水質、水量 總水量/(t·d-1) pH CODcr/(mg·L^-1) BOD₅/(mg·L^-1) Co²⁺/(mg·L^-1) SS/(mg·L^-1) 色度/倍 120 11 7000～12000 432 311 627 1500

1.2 廢水的排放標準
　　廢水處理要求達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》表4中二級標準，標準值見表2。 表2 鈷酞菁混合廢水的二級排放標準 pH CODcr/(mg·L^-1) BOD₅/(mg·L^-1) Co²⁺/(mg·L^-1) SS/(mg·L^-1) 色度/倍 6～9 ≤200 ≤60 ≤1 ≤150 ＜80

2 廢水處理工藝及電解機理

2.1 廢水處理工藝流程
　　根據廢水的污染物性質，確定廢水的處理工藝流程見圖1。

2.2 電解處理機理
　　電解的主體裝置為電解池，池內有一組相隔一定間距的平行電極片。當相鄰兩塊電極接到直流電的正、負極時，每兩塊極板間就形成了一個小的電解池。其處理廢水的原理為在極板間發生的氧化還原反應產生電解斷鍵、電解凝聚氣浮及沉降三種作用。以可溶性的鐵電極為例，電解池中發生的氧化還原反應如下：
　　陽極：Fe-2e→Fe²⁺
　　陰極：2H⁺+2e→H₂↑
　　Fe²⁺與OH^-及空氣接觸后進一步發生反應，生成活性較強的絮凝劑Fe(OH)₂、Fe(OH)₃，而在陰極生成的氫氣泡細小密度低，由于兩者之間的粘附作用，故生成的絮體大，密度小，染料顆粒易于上浮分離。
　　電解斷鍵作用是電極次生反應所產生的，次生反應非常復雜，其最主要的陽極反應為：
　　4OH^--4e→O₂+2H₂O
　　陰極反應為發色基因“-N=N-”得到電子打開雙鍵而被破壞，可使染料廢水明顯脫色，同時染料分子斷鏈變成了較小的分子，斷鏈后的產物和一些中間體被處理成較易生化的物質，從而大大地提高了廢水的可生化性。
2.3 工藝流程說明
　　染料水洗廢水、鈷酞菁水洗廢水經管道收集直接自流入中和反應池，中和反應池上安裝混凝劑投加裝置及攪拌裝置，經調整pH值后，用泵將廢水打入斜管沉淀池，出水自流入電解氣浮池。
　　電解氣浮池將對大分子污染物和難降解物質進行氧化還原反應，大幅度提高廢水的可生化性，處理后的廢水排入混合池。
　　其他廢水直接由管道流入混合池，經調質混合后進入接觸氧化池中進行生化處理，生化處理后的廢水流入氣浮池，經固液分離后，出水達標排放。
　　斜管沉淀池及氣浮池產生的污泥定期排入污泥濃縮池，經濃縮調質后的污泥打入壓濾機，污泥經壓濾后送交危險廢物處置中心處置。

3 主要設計參數

　　①中和池：鋼筋混凝土結構，地下式，玻璃鋼防腐，L×B×H＝6.0m×4.0m×3.0m，有效容積65m³，池內設加酸、加混凝劑裝置。采用BLD12-17-4型攪拌裝置，攪拌速度為80r/min。
　　②混合池：鋼筋混凝土結構，地下式，L×B×H=4.0m×6.0m×3.0m，有效容積65m³，帶空氣攪拌系統。
　　③斜管沉淀池：鋼結構，防腐，L×B×H=3.0m×2.0m×3.2m，水力負荷1.0m³/(m²·h)，池底設排泥管和放空管。
　　④電解氣浮池：鋼結構，120A型，電極板為復合鈦板，電流密度為10A/m²。
　　⑤接觸氧化池：鋼結構，防腐，有效容積80m³，池內設曝氣裝置，容積負荷為1.0kg[CODcr]/(m³·d)。
　　⑥氣浮系統：包括氣浮池、溶氣罐及自控系統，鋼結構，負荷為5.0m³/h。

4 處理效果及主要技術經濟指標

4.1 處理效果
　　各處理單元的進、出水水質實測平均值見表3。
4.2 主要技術經濟指標 表3 進、出水水質監測平均值 項目 pH CODcr/(mg·L^-1) BOD₅/(mg·L^-1) Co²⁺/(mg·L^-1) SS/(mg·L^-1) 色度/倍 進水 11 7100 432 221 627 1122 斜管沉淀池出水 7.5 2500 189 1 220 210 電解氣浮池出水 7.5 1020 390 1 220 18 接觸氧化池出水 7.5 340 82 1 200 102 氣浮池出水 7.5 187 45 0.8 120 53

　　廢水處理的技術經濟指標為總投資50萬元，每立方米廢水的藥劑費為2.5元，電耗為0.7kWh，處理成本為3.8元。

5 小結

　　①運行結果表明，采用電解工藝處理高濃度鈷酞菁染料生產廢水是可行的，提高了廢水的可生化性，為后續生物處理創造了有利條件。
　　②采用電解加生化工藝處理該廢水，其出水水質達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》表4中二級排放標準。
　　③該處理工藝適用于中、小型鈷酞菁染料生產企業的廢水處理。

作者簡介：
郭偉民（1966～），男，江蘇常州人，工程師，電話(0519)6644304；潘瑞松（1968～），男，江蘇常州人，工程師。