尼龍化工廢水深度處理及回用分析

趙新亮 蔣傳甲

摘 要： 隨著社會經濟的快速發展，化工廢水對環境的污染加劇，化工產品生產過程中排放的大多都是結構復雜、有毒有害和生物難以降解的有機物污染物質，處理的難度大。高效、低成本處理化工廢水的新工藝、新技術成為目前研究的重點之一。本文以尼龍化工廢水深度處理為例，在充分了解廢水深度處理概況的基礎上，對尼龍化工廢水深度處理工藝流程進行了分析與探究，以期有效解決廢水處理難的問題，提高處理效果。

關鍵詞： 尼龍化工；廢水深度處理；概況；工藝流程

水資源是世界上分布最廣，數量最大的資源。隨著人口的增長，工農業生產的不斷發展，造成了水資源供需矛盾的日益加劇。從本世紀初以來，到70年代中期，全世界農業用水量增長了7倍，工業用水量增長了21倍。伴隨經濟社會的發展，又加劇了對水資源的污染，使得水資源匱乏的形勢更加嚴峻。隨著水資源短缺日益加劇和水污染日趨嚴重，各國專家積極致力于水處理工藝研究與開發。面對越來越嚴格的廢水排放標準及節能減排的要求，一、二級處理工藝已不能滿足要求，必須采取三級處理或深度處理。深度處理的對象主要是水中殘存的懸浮物、難降解有機物、氮和磷等營養鹽、溶解性無機鹽以及細菌、病毒等。為改善廢水資源回用率低的現狀，某尼龍化工公司采用"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廢水進行深度處理并回用。結果表明，該工藝運行穩定，產水各項指標均滿足該公司對回用水的要求，具有顯著的環境效益。

一、廢水深度處理的概況

廢水深度處理是指城市污水或工業廢水經一級、二級處理后，為了達到一定的回用水標準使污水作為水資源回用于生產或生活的進一步水處理過程。針對廢水的原水水質和處理后的水質要求可進一步采用三級處理或多級處理工藝。常用于去除水中的微量COD和BOD有機污染物質，SS及氮、磷高濃度營養物質及鹽類。深度處理的方法有：絮凝沉淀法、砂濾法、活性炭法、臭氧氧化法、膜分離法、離子交換法、電解處理、濕式氧化法、催化氧化法、蒸發濃縮法等物理化學方法與生物脫氮、脫磷法等。深度處理方法費用昂貴，管理較復雜，處理每噸水的費用約為一級處理費用的4-5倍以上。

二、尼龍化工廢水深度處理的工藝流程

某尼龍化工有限責任公司作為當地用水大戶（950萬t/a），為緩解當地水資源緊缺的現狀，決定對其生產排放的廢水進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水補水。

1、廢水成分分析

尼龍化工公司生產裝置排出的廢水種類多，成分復雜，廢水中含苯、己二胺、己二酸、環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，對經過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）混合后進行深度處理。己二酸酸性廢水有機物濃度低，水質與二級生化處理系統出水水質一致。深度處理出水需滿足《城市污水再生利用工業用水水質》（GB/T 19923— 2005）中循環冷卻水系統補充水標準。

2、工藝流程分析

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）的混合水進行深度處理。

生化處理系統出水和己二酸酸性廢水的混合水首先進入3T-BAF池，3T-BAF池通過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行進一步降解。3T-BAF池出水經回流池一部分回流至前端生化處理系統缺氧池中進行反硝化脫氮，回流比控制在2∶1左右，一部分進入混凝沉淀池。在混凝沉淀池中投加PAC、PAM等混凝藥劑，與回流池出水進行混凝反應。經沉降后的廢水進入砂濾池，通過砂濾進一步去除廢水中的SS。砂濾池出水進入回用水池消毒后即可回用。3T-BAF池及混凝沉淀池污泥經污泥濃縮池后，進一步壓縮脫水制成泥餅。

3、深度處理工藝特點

鑒于回用水水質的要求，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，并通過高效微生物活性分子固定化技術，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的降解能力與硝化反應，達到進一步去除廢水中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得到了進一步去除，達到了預期效果。同時減少了后續混凝工藝的投藥量，減輕了砂濾處理過程的負荷，延長了過濾池的使用周期。

4、效果分析

自建成后連續對該深度處理工程工藝的運行效果和穩定性進行了監測。經深度處理后，出水CODCr達到14.9～36.1 mg/L，平均CODCr去除率為69.2%，滿足了回用水水質CODCr≤50 mg/L的要求。

經深度處理后，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NH3-N≤5 mg/L的要求。

該深度處理工程每年可回用約475萬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，環境效益顯著。

三、結束語

綜上所述，化工行業能耗多、污染程度高，產生的廢水有機物濃度高，含鹽量高，水量不穩定，可生化性差，十分難處理。通過上述分析，可表明該系統運行穩定，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提供了可靠的保證。該深度處理工程實現了工業廢水的回用，大大提高了城市污水回用率，并具有顯著的環境效益。

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