尼龍化工廢水深度處理及回用技術(shù)

我國水資源十分貧乏，在我國668座大中城市中有400座城市面臨缺水，而中水回用是解決城市水危機，實(shí)現城市污水資源化的有效途徑。某尼龍化工有限責任公司作為當地用水大戶(hù)（950 萬(wàn)t/a），為緩解當地水資源緊缺的現狀，決定對其生產(chǎn)排放的廢水進(jìn)行深度處理后回收利用。其廢水深度處理和回收利用工程項目規模為14 400 m3/d，處理水全部回用于循環(huán)水補水。

1 廢水的來(lái)源、水質(zhì)及特點(diǎn)
 
某尼龍化工公司生產(chǎn)裝置排出的廢水種類(lèi)多，成分復雜，廢水中含苯、己二胺、己二酸、環(huán)己醇等苯系物及低聚物和硫化物，氨氮和有機氮含量高，廢水可生化性差，處理難度大。為達到回用水標準，對經(jīng)過(guò)二級生化系統處理后的出水（9 600 m3/d）和己二酸酸性廢水（4 800 m3/d）混合后進(jìn)行深度處理。

己二酸酸性廢水有機物濃度低，水質(zhì)與二級生化處理系統出水水質(zhì)一致。深度處理出水需滿(mǎn)足《城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T 19923—2005）中循環(huán)冷卻水系統補充水標準。深度處理進(jìn)水水質(zhì)及排放標準見(jiàn)表 1。

表 1 進(jìn)水水質(zhì)及排放標準

項目	COD Cr /(mg.L -1 )	BOD 5 /(mg.L -1 )	NH 3 -N/(mg.L -1 )	pH
進(jìn)水水質(zhì)	≤100	≤30	≤15	6~9
排放標準	≤50	≤10	≤5	6~9

作為循環(huán)冷卻水系統補水，其Cl-、Fe3+、總硬度、總堿度等也是重要的控制指標。目前公司生產(chǎn)實(shí)際排放的廢水中Cl-、Fe3+、總硬度、總堿度等主要指標可以滿(mǎn)足循環(huán)水補水的水質(zhì)要求（見(jiàn)表 2），因此，本工程不需要設置專(zhuān)門(mén)的脫鹽裝置。

表 2 尼龍化工廢水無(wú)機物含量 mg/L

項目	總溶解性固體	總硬度淵(以CaCO 3 計)	總堿度(以CaCO 3 計)	鐵	氯離子
最大值	948	318.6	445.4	0.4364	68.98
最小值	728	90.09	38.98	0.12	27.12
平均值	822	180.9	305.2	0.28	47.00

2 工藝流程
 
采用“固定化微生物曝氣濾池（3T-BAF）＋混凝沉淀＋砂濾+消毒”的處理工藝對某尼龍化工有限公司二級生化系統處理出水（9 600 m3/d）和己二酸酸性廢水（4 800 m3/d）的混合水進(jìn)行深度處理，工藝流程如圖 1所示。

 圖 1 工藝流程

2.1 工藝流程介紹
 
生化處理系統出水和己二酸酸性廢水的混合水首先進(jìn)入3T-BAF池，3T-BAF池通過(guò)固定化高效微生物對廢水中難生化的大分子、難降解、有毒有害有機污染物和氨氮進(jìn)行進(jìn)一步降解。3T-BAF池出水經(jīng)回流池一部分回流至前端生化處理系統缺氧池中進(jìn)行反硝化脫氮，回流比控制在2∶1左右，一部分進(jìn)入混凝沉淀池。在混凝沉淀池中投加PAC、PAM等混凝藥劑，與回流池出水進(jìn)行混凝反應。經(jīng)沉降后的廢水進(jìn)入砂濾池，通過(guò)砂濾進(jìn)一步去除廢水中的SS。砂濾池出水進(jìn)入回用水池消毒后即可回用。3T-BAF池及混凝沉淀池污泥經(jīng)污泥濃縮池后，進(jìn)一步壓縮脫水制成泥餅。

2.2 深度處理工藝特點(diǎn)
 
鑒于回用水水質(zhì)的要求，該深度處理工程的處理對象主要為CODCr和NH3-N，故3T-BAF工藝單元是此工藝運行的關(guān)鍵。

3T-BAF池主要采用比表面積大、掛膜性能好的高效生物載體，并通過(guò)高效微生物活性分子固定化技術(shù)，將含有多種微生物種群和復合酶制劑的高效微生物固定在載體上，可強化對高濃度、大分子、難降解及有毒有害物質(zhì)的降解能力與硝化反應，達到進(jìn)一步去除廢水中CODCr與NH3-N的良好效果。

3T-BAF池作為深度處理系統的第一個(gè)處理單元，其內的高效微生物使原水中有機物和NH3-N得到了進(jìn)一步去除，達到了預期效果。同時(shí)減少了后續混凝工藝的投藥量，減輕了砂濾處理過(guò)程的負荷，延長(cháng)了過(guò)濾池的使用周期。

2.3 主要構筑物
 
主要構筑物和參數見(jiàn)表 3。

表 3 主要構筑物和工藝參數

名稱(chēng)	參數
3T-BAF池	尺寸:58.24m×13.0m×6.3m;HRT:7h
回流水池	尺寸:5.0m×4.0m×6.0m
混凝沉淀池	尺寸:5.0m×4.0m×6.0m;HRT:17min
砂濾池(2組)	單組尺寸:10.3m×3.55m×6.0m;濾速:9m/h
回用水池	尺寸:24.0m×24.0m×3.75m;接觸時(shí)間:3.0h

3 運行效果
 
自2014年3月1日至3月15日連續對該深度處理工程工藝的運行效果和穩定性進(jìn)行了監測，結果如圖 2~圖 3所示。

 圖 2 深度處理系統對CODCr的去除效果

 圖 3 深度處理系統對NH3-N的去除效果

由圖 2可知，經(jīng)深度處理后，出水CODCr達到14.9~36.1 mg/L，平均CODCr去除率為69.2%，滿(mǎn)足了回用水水質(zhì)CODCr≤50 mg/L的要求。

由圖 3可知，經(jīng)深度處理后，出水NH3-N為0.17~0.89 mg/L，平均NH3-N去除率為96.8%，完全符合回用水水質(zhì)NH3-N≤5 mg/L的要求。

4 效益分析
 
工程總投資約為6 000 萬(wàn)元，設計日處理水量14 400 m3/d，日產(chǎn)水量14 400 m3/d。

該工程水處理成本為1.226 元/t，按每年運行累計330 d計算，每年的污水處理費用約為582.6 萬(wàn)元。目前當地的自來(lái)水價(jià)格為3.0元/t，每年可節約自來(lái)水475 萬(wàn)t，節約自來(lái)水費用約為1 425.6 萬(wàn)元。該工程理論上每年可為公司節約843 萬(wàn)元。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

該深度處理工程每年可回用約475 萬(wàn)t尼龍化工廢水，對提高城市污水回用率具有積極作用。另外，每年可削減COD排放量約101.35 t，削減氨氮排放量約10.98 t，環(huán)境效益顯著(zhù)。

5 結論
 
某尼龍化工有限公司采用“固定化微生物曝氣濾池（3T-BAF）＋混凝沉淀＋砂濾+消毒”的處理工藝對尼龍化工生產(chǎn)廢水進(jìn)行了深度處理并回用。結果表明，系統運行穩定，CODCr、NH3-N去除率分別為69.2%、96.8%，處理出水穩定達到了回用水水質(zhì)要求，其中接種了高效微生物的BAF池為處理出水穩定達到回用水水質(zhì)提供了可靠的保證。

該深度處理工程實(shí)現了工業(yè)廢水的回用，大大提高了城市污水回用率，并具有顯著(zhù)的環(huán)境效益。