尼龙化工废水深度处理及回用分析

赵新亮 蒋传甲

摘 要： 随着社会经济的快速发展，化工废水对环境的污染加剧，化工产品生产过程中排放的大多都是结构复杂、有毒有害和生物难以降解的有机物污染物质，处理的难度大。高效、低成本处理化工废水的新工艺、新技术成为目前研究的重点之一。本文以尼龙化工废水深度处理为例，在充分了解废水深度处理概况的基础上，对尼龙化工废水深度处理工艺流程进行了分析与探究，以期有效解决废水处理难的问题，提高处理效果。

关键词： 尼龙化工；废水深度处理；概况；工艺流程

水资源是世界上分布最广，数量最大的资源。随着人口的增长，工农业生产的不断发展，造成了水资源供需矛盾的日益加剧。从本世纪初以来，到70年代中期，全世界农业用水量增长了7倍，工业用水量增长了21倍。伴随经济社会的发展，又加剧了对水资源的污染，使得水资源匮乏的形势更加严峻。随着水资源短缺日益加剧和水污染日趋严重，各国专家积极致力于水处理工艺研究与开发。面对越来越严格的废水排放标准及节能减排的要求，一、二级处理工艺已不能满足要求，必须采取三级处理或深度处理。深度处理的对象主要是水中残存的悬浮物、难降解有机物、氮和磷等营养盐、溶解性无机盐以及细菌、病毒等。为改善废水资源回用率低的现状，某尼龙化工公司采用"固定化微生物曝气滤池（3T-BAF）+混凝沉淀+砂滤+消毒"的处理工艺对尼龙化工生产废水进行深度处理并回用。结果表明，该工艺运行稳定，产水各项指标均满足该公司对回用水的要求，具有显著的环境效益。

一、废水深度处理的概况

废水深度处理是指城市污水或工业废水经一级、二级处理后，为了达到一定的回用水标准使污水作为水资源回用于生产或生活的进一步水处理过程。针对废水的原水水质和处理后的水质要求可进一步采用三级处理或多级处理工艺。常用于去除水中的微量COD和BOD有机污染物质，SS及氮、磷高浓度营养物质及盐类。深度处理的方法有：絮凝沉淀法、砂滤法、活性炭法、臭氧氧化法、膜分离法、离子交换法、电解处理、湿式氧化法、催化氧化法、蒸发浓缩法等物理化学方法与生物脱氮、脱磷法等。深度处理方法费用昂贵，管理较复杂，处理每吨水的费用约为一级处理费用的4-5倍以上。

二、尼龙化工废水深度处理的工艺流程

某尼龙化工有限责任公司作为当地用水大户（950万t/a），为缓解当地水资源紧缺的现状，决定对其生产排放的废水进行深度处理后回收利用。其废水深度处理和回收利用工程项目规模为14 400 m3/d，处理水全部回用于循环水补水。

1、废水成分分析

尼龙化工公司生产装置排出的废水种类多，成分复杂，废水中含苯、己二胺、己二酸、环己醇等苯系物及低聚物和硫化物，氨氮和有机氮含量高，废水可生化性差，处理难度大。为达到回用水标准，对经过二级生化系统处理后的出水（9 600 m3/d）和己二酸酸性废水（4 800 m3/d）混合后进行深度处理。己二酸酸性废水有机物浓度低，水质与二级生化处理系统出水水质一致。深度处理出水需满足《城市污水再生利用工业用水水质》（GB/T 19923— 2005）中循环冷却水系统补充水标准。

2、工艺流程分析

工艺流程采用“固定化微生物曝气滤池（3T-BAF）+混凝沉淀+砂滤+消毒”的处理工艺对某尼龙化工有限公司二级生化系统处理出水（9 600 m3/d）和己二酸酸性废水（4 800 m3/d）的混合水进行深度处理。

生化处理系统出水和己二酸酸性废水的混合水首先进入3T-BAF池，3T-BAF池通过固定化高效微生物对废水中难生化的大分子、难降解、有毒有害有机污染物和氨氮进行进一步降解。3T-BAF池出水经回流池一部分回流至前端生化处理系统缺氧池中进行反硝化脱氮，回流比控制在2∶1左右，一部分进入混凝沉淀池。在混凝沉淀池中投加PAC、PAM等混凝药剂，与回流池出水进行混凝反应。经沉降后的废水进入砂滤池，通过砂滤进一步去除废水中的SS。砂滤池出水进入回用水池消毒后即可回用。3T-BAF池及混凝沉淀池污泥经污泥浓缩池后，进一步压缩脱水制成泥饼。

3、深度处理工艺特点

鉴于回用水水质的要求，该深度处理工程的处理对象主要为CODCr和NH3-N，故3T-BAF工艺单元是此工艺运行的关键。3T-BAF池主要采用比表面积大、挂膜性能好的高效生物载体，并通过高效微生物活性分子固定化技术，将含有多种微生物种群和复合酶制剂的高效微生物固定在载体上，可强化对高浓度、大分子、难降解及有毒有害物质的降解能力与硝化反应，达到进一步去除废水中CODCr与NH3-N的良好效果。3T-BAF池作为深度处理系统的第一个处理单元，其内的高效微生物使原水中有机物和NH3-N得到了进一步去除，达到了预期效果。同时减少了后续混凝工艺的投药量，减轻了砂滤处理过程的负荷，延长了过滤池的使用周期。

4、效果分析

自建成后连续对该深度处理工程工艺的运行效果和稳定性进行了监测。经深度处理后，出水CODCr达到14.9～36.1 mg/L，平均CODCr去除率为69.2%，满足了回用水水质CODCr≤50 mg/L的要求。

经深度处理后，出水NH3-N为0.17～0.89 mg/L，平均NH3-N去除率为96.8%，完全符合回用水水质NH3-N≤5 mg/L的要求。

该深度处理工程每年可回用约475万t尼龙化工废水，对提高城市污水回用率具有积极作用。另外，每年可削减COD排放量约101.35 t，削减氨氮排放量约10.98 t，环境效益显著。

三、结束语

综上所述，化工行业能耗多、污染程度高，产生的废水有机物浓度高，含盐量高，水量不稳定，可生化性差，十分难处理。通过上述分析，可表明该系统运行稳定，CODCr、NH3-N去除率分别为69.2%、96.8%，处理出水稳定达到了回用水水质要求，其中接种了高效微生物的BAF池为处理出水稳定达到回用水水质提供了可靠的保证。该深度处理工程实现了工业废水的回用，大大提高了城市污水回用率，并具有显著的环境效益。

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