我国水资源十分贫乏，在我国668座大中城市中有400座城市面临缺水，而中水回用是解决城市水危机，实现城市污水资源化的有效途径。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 废水的来源、水质及特点
某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。深度处理进水水质及排放标准见表 1。
表 1 进水水质及排放标准| 项目 | COD Cr /(mg.L -1 ) | BOD 5 /(mg.L -1 ) | NH 3 -N/(mg.L -1 ) | pH |
| 进水水质 | ≤100 | ≤30 | ≤15 | 6~9 |
| 排放标准 | ≤50 | ≤10 | ≤5 | 6~9 |
作为循环冷却水系统补水，其Cl-、Fe3+、总硬度、总碱度等也是重要的控制指标。目前公司生产实际排放的废水中Cl-、Fe3+、总硬度、总碱度等主要指标可以满足循环水补水的水质要求（见表 2），因此，本工程不需要设置专门的脱盐装置。
表 2 尼龙化工废水无机物含量 mg/L| 项目 | 总溶解性固体 | 总硬度渊(以CaCO 3 计) | 总碱度(以CaCO 3 计) | 铁 | 氯离子 |
| 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，工艺流程如图 1所示。
图 1 工艺流程
2.1 工艺流程介绍
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。
2.2 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。
2.3 主要构筑物
主要构筑物和参数见表 3。
| 名称 | 参数 |
| 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 |
| 砂滤池(2组) | 单组尺寸:10.3m×3.55m×6.0m;滤速:9m/h |
| 回用水池 | 尺寸:24.0m×24.0m×3.75m;接触时间:3.0h |
3 运行效果
自2014年3月1日至3月15日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，结果如图 2~图 3所示。
图 2 深度处理系统对CODCr的去除效果
图 3 深度处理系统对NH3-N的去除效果
由图 2可知，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。
由图 3可知，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。
4 效益分析
工程总投资约为6 000 万元，设计日处理水量14 400 m3/d，日产水量14 400 m3/d。
该工程水处理成本为1.226 元/t，按每年运行累计330 d计算，每年的污水处理费用约为582.6 万元。目前当地的自来水价格为3.0元/t，每年可节约自来水475 万t，节约自来水费用约为1 425.6 万元。该工程理论上每年可为公司节约843 万元。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
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。
5 结论
某尼龙化工有限公司采用“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了深度处理并回用。结果表明，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。
