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（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 廢水的來源、水質及特點
某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。深度處理進水水質及排放標準見表 1。
表 1 進水水質及排放標準| 項目 | COD Cr /(mg.L -1 ) | BOD 5 /(mg.L -1 ) | NH 3 -N/(mg.L -1 ) | pH |
| 進水水質 | ≤100 | ≤30 | ≤15 | 6~9 |
| 排放標準 | ≤50 | ≤10 | ≤5 | 6~9 |
作為循環冷卻水系統補水，其Cl-、Fe3+、總硬度、總堿度等也是重要的控制指標。目前公司生產實際排放的廢水中Cl-、Fe3+、總硬度、總堿度等主要指標可以滿足循環水補水的水質要求（見表 2），因此，本工程不需要設置專門的脫鹽裝置。
表 2 尼龍化工廢水無機物含量 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。
2.2 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。
2.3 主要構筑物
主要構筑物和參數見表 3。
| 名稱 | 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。
由圖 3可知，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。
4 效益分析
工程總投資約為6 000 萬元，設計日處理水量14 400 m3/d，日產水量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 萬元。目前當地的自來水價格為3.0元/t，每年可節約自來水475 萬t，節約自來水費用約為1 425.6 萬元。該工程理論上每年可為公司節約843 萬元。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
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。
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廢水進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。
