靖江農(nóng)村污水處理設(shè)備 專業(yè)施工隊伍

現(xiàn)階段，社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，各行各業(yè)發(fā)展范圍逐漸擴大，印刷行業(yè)主要特點是高耗能、高耗水以及高污染，在工藝生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需要消耗大量熱水，通過這一方式產(chǎn)生較多的高溫印染廢水。現(xiàn)階段，針對印染廢水余熱回收進行相應(yīng)的研究，余熱回收系統(tǒng)設(shè)計主要應(yīng)用在余熱回收中，通過這一方式回收印染廢水，實際應(yīng)用案例并不多，部分印染企業(yè)僅僅簡單利用換熱器或者是熱泵進行回收利用余熱，沒有做到結(jié)合企業(yè)實際情況設(shè)計廢水余熱回收系統(tǒng)。

一、印染廢水余熱回收現(xiàn)狀以及前景分析

（一）印染廢水余熱回收現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段我國針對印染廢水余熱回收技術(shù)方面的研究時間較短，目前仍處于初級階段，印染廢水水量較大，并且溫度較高，產(chǎn)生較多雜質(zhì)，存在較高含量的有機污染物，酸堿性較強，對余熱回收利用工作造成較大阻礙作用，根據(jù)不統(tǒng)計，紡織行業(yè)每年廢水排放量數(shù)值巨大，其中印染廢水占據(jù)紡織行業(yè)廢水總排放量的80%左右，其中印染廠的生產(chǎn)活動是以蒸汽為主，其中飽和蒸汽占比為50%，具有較高的高溫排液量，熱能利用率僅僅是在35%左右?；谶@一情況，其中大約有65%的熱能是通過不同類型散失情況，進入到環(huán)境中，難以獲得有效回收利用，造成資源浪費。

二、分析污水源熱泵系統(tǒng)的實際構(gòu)成情況

（一）基本原理概述

這一系統(tǒng)本身是屬于消耗量較低的一種運行模式，其使用的電能以及機械能等數(shù)值較小，可以實現(xiàn)熱量在低溫階段運輸?shù)礁邷仉A段的過程。熱泵機組在使用過程中，其構(gòu)成部分要有壓縮機或者是冷凝器等，在蒸發(fā)器內(nèi)部位置低溫?zé)嵩吹氖褂没蛘呤茄h(huán)工質(zhì)均需在一定時間內(nèi)進行定壓換熱，這一過程之后，循環(huán)工質(zhì)會進行吸熱，將之前設(shè)備的液體轉(zhuǎn)化為蒸汽形態(tài)，在進入到壓縮器內(nèi)部狀態(tài)后，會接著被壓縮，溫度以及壓力上升之后，成為過熱水蒸氣，這一物質(zhì)會在冷凝器內(nèi)部通過冷卻介質(zhì)進行放熱，以此實現(xiàn)定壓換熱，過程中完成冷卻過程使用的介質(zhì)會在吸熱之后形成一種高溫?zé)嵩?，通過放熱過程形成高壓性質(zhì)的液體，這種液體會進入節(jié)流閥部分，這一階段需要對其進行相應(yīng)的降壓處理，構(gòu)成低溫低壓狀態(tài)的工質(zhì)液體物質(zhì)，將這種物質(zhì)傳輸?shù)秸舭l(fā)器中，構(gòu)成循環(huán)過程。

三、印染廢水余熱回收系統(tǒng)具體設(shè)計過程分析

（一）設(shè)計廢水余熱回收系統(tǒng)過程

在換熱過程中可以將溫度控制在15攝氏度的冷水與溫度控制在40攝氏度的廢水同時傳輸?shù)綋Q熱器中，以此形成換熱過程，這一過程冷水會逐漸升溫到30攝氏度，廢水會降溫到25攝氏度。廢水在持續(xù)排放之后，需要到換熱器中釋放熱量，這一階段廢水溫度會下降到20攝氏度之后排出，這一過程中控制在15攝氏度的中間循環(huán)水會在換熱器內(nèi)部進行熱量的吸收，自身溫度上升到20數(shù)值后，其會將已經(jīng)吸收的熱量釋放到熱泵機組的循環(huán)工質(zhì)過程中。

近年來，國家的經(jīng)濟發(fā)展速度不斷提升，人們的生活水平也不斷提高，但污水排放問題卻變得越來越嚴(yán)重。因此，國家相關(guān)管理部門不斷加強對污水處理廠的建設(shè)力度，并引進了很多的技術(shù)手段，來優(yōu)化污水處理效果。厭氧氨氧化工藝技術(shù)就是其中之一。由于厭氧氨氧化的代謝方式，其與傳統(tǒng)的污水處理（硝化/反硝化）工藝相比具有以下優(yōu)勢：①在氨氮氧化為亞硝氮的過程中減少了60%的需氧量；②無需外部碳源投加量，并減少80%的剩余污泥量。

根據(jù)亞硝酸的來源不同，耦合工藝分為兩大類。其一是厭氧氨氧化與短程硝化的耦合；其二是厭氧氨氧化與短程反硝化工藝的耦合。因此，如何實現(xiàn)亞硝酸的獲取和副產(chǎn)物的消除，以及如何實現(xiàn)厭氧氨氧化菌的優(yōu)勢化是厭氧氨氧化工藝高效穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。目前，通過提高反應(yīng)溫度、降低溶解氧、提高進水氨氮濃度、調(diào)節(jié)污泥齡等方式實現(xiàn)亞硝酸鹽的累積，這些技術(shù)已被成功應(yīng)用于污泥消化液、垃圾滲濾液、工業(yè)廢水等高氨氮廢水處理。然而，由于城市生活污水碳氮比較高、溫度隨季節(jié)波動大等，這些特點使厭氧氨氧化工藝的應(yīng)用面臨著諸多困難。

1、厭氧氨氧化工藝應(yīng)用于城市生活污水處理的限制因素

1.1 厭氧氨氧化菌與其他功能菌的競爭

在現(xiàn)實中，厭氧氨氧化菌廣泛地存在于城市污水廠中。由于厭氧氨氧化菌的生長速率非常緩慢，倍增時間長達11天，這使得厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動時間增加。基于以上原因，厭氧氨氧化菌需要與AOB、NOB、反硝化菌以及其他的異養(yǎng)菌在同一系統(tǒng)中競爭生存空間，這對不同的基質(zhì)形成了非常復(fù)雜的競爭關(guān)系。

1.2 溫度

側(cè)流工藝中的反應(yīng)溫度一般為30～40℃，這是為了保證AOB的生長速率高于NOB，并且兩者的差值會隨著溫度的增加而不斷拉大。在實際工作中，當(dāng)對城市主流污水進行處理時，在低溫環(huán)境下，對PN/A工藝的實現(xiàn)和穩(wěn)定運行提出了新的挑戰(zhàn)。

1.3 碳氮比（C/N）

厭氧氨氧化菌是嚴(yán)格的化能自養(yǎng)菌，以二氧化碳作為碳源合成體細(xì)胞。一般而言，有機物的存在不能對厭氧氨氧化菌產(chǎn)生直接不利的影響，甚至有少量有機物，如乙酸鈉還能加速厭氧氨氧化菌的生長及胞外聚合物的分泌。但較高濃度的有機物（C/N>2）反而會促進異養(yǎng)菌的生長，進而與厭氧氨氧化菌爭奪生存空間與基質(zhì)。其原因如下：首先，異養(yǎng)菌的生長速率普遍高于自養(yǎng)菌，由此導(dǎo)致的污泥量增加更容易使厭氧氨氧化菌被淘洗出系統(tǒng)。其次，異養(yǎng)菌的大量繁殖加劇了脫氮功能菌群之間對于基質(zhì)的競爭。研究發(fā)現(xiàn)，在進行污水處理時，當(dāng)進水中小分子有機物含量過高時（C/N接近2左右），厭氧氨氧化菌的反應(yīng)活性就會明顯受到抑制。而對于全程自養(yǎng)脫氮工藝而言，進水C/N比低于0.7時可獲得比較好的脫氮效果。

靖江農(nóng)村污水處理設(shè)備 專業(yè)施工隊伍

2、厭氧氨氧化工藝在城市污水處理中應(yīng)用的研究進展

厭氧氨氧化工藝是目節(jié)能的生物脫氮工藝之一，并被認(rèn)為是未來污水處理工藝向“集水資源再生、能源回用及資源回收"方向發(fā)展的重要途徑之一。然而，由于厭氧氨氧化菌特殊的代謝特征，限制了其在主流污水處理環(huán)節(jié)的廣泛應(yīng)用。相關(guān)技術(shù)人員針對厭氧氨氧化菌生長緩慢、產(chǎn)率低、易受環(huán)境影響等特點，近年來對厭氧氨氧化工藝在主流污水處理中應(yīng)用的研究主要集中在“如何實現(xiàn)厭氧氨氧化菌高效富集與截留"、“如何實現(xiàn)NOB的抑制"、“如何適應(yīng)低溫環(huán)境"等方面。所以，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該加大研究力度，不斷開發(fā)，爭取早日完善此項工藝技術(shù)。

2.1 厭氧氨氧化的高效富集（生物膜法）

生物膜是自然界廣泛存在的一種微生物聚集形式。生物膜能夠使微生物固定化生長，并為微生物反應(yīng)提供特殊的微環(huán)境。生物膜法與傳統(tǒng)的懸浮態(tài)活性污泥法相比，其更能夠顯著提高反應(yīng)體系生物量，保留世代時間長的菌屬，提高微生物結(jié)構(gòu)多樣性，并具有更高的抗沖擊負(fù)荷。因此，生物膜法也是城市污水二級生物處理的一種常用方法，其對污水水質(zhì)、水量的變化有較強的適應(yīng)性，管理方便，不會發(fā)生污泥膨脹，以及能夠處理低濃度的污水。因此，無論是借助掛膜填料或是自身聚集形成的生物膜法，都被證明是實現(xiàn)厭氧氨氧化工藝在主流污水處理中應(yīng)用的有效途徑。

為了解決污水廠的脫氮效率及運行問題，某公司開發(fā)了一種新工藝移動床生物膜反應(yīng)器。這種反應(yīng)器是為了在好氧區(qū)投加輕質(zhì)填料，為了實現(xiàn)污泥的固定生長而緩解膜分離組件的生物堵塞。后來，由于高比表面積填料的研發(fā)和使用，移動床反應(yīng)器兼具了傳質(zhì)效率高、抗沖擊負(fù)荷效果好，微生物種類豐富等優(yōu)勢。并且，在無需接種厭氧氨氧化污泥的前提下，厭氧氨氧化工藝在移動床反應(yīng)器內(nèi)可在較短時間內(nèi)實現(xiàn)啟動。

2.2 PNA工藝對NOB的抑制

PNA系統(tǒng)后置短程反硝化實現(xiàn)城市污水深度脫氮控制的裝置與方法是，在一個SBR反應(yīng)器內(nèi)實現(xiàn)城市生活污水深度脫氮的技術(shù)。PNA系統(tǒng)結(jié)合在好氧階段將短程硝化耦合厭氧氨氧化，在缺氧階段將短程反硝化和厭氧氨氧化耦合，以此解決短程硝化厭氧氨氧化一體化的應(yīng)用，是對于城市生活污水中出水氨氮不能過低導(dǎo)致NOB競爭性增長和出水硝酸鹽高的重要舉措。PNA工藝對NOB的抑制通常是通過控制溶解氧的濃度，在低溶解氧環(huán)境中，AOB對溶解氧具有更高的親和力，以此限制NOB的生長。然而，在低溶解氧條件下運行同樣會不同程度地降低AOB反應(yīng)活性，最終導(dǎo)致整個反應(yīng)過程速率下降。

2.3 碳分離（碳捕捉）

城市污水中的C/N普遍較高，這是PNA工藝應(yīng)用于主流污水處理必需解決的問題之一。研究表明，當(dāng)進水C/N低于0.5時，系統(tǒng)可以獲得較好的脫氮性能。目前，污水中的有機物被認(rèn)為是可回收利用的寶貴碳資源，若是通過傳統(tǒng)工藝好氧分解生成CO2是一種能量的浪費。因此，為保證厭氧氨氧化過程的高效脫氮及碳資源的回收利用，在PNA工藝之前需對污水進行碳氮的分離。

碳分離的方式根據(jù)原理不同可分為：高負(fù)荷活性污泥工藝、化學(xué)強化一級處理、厭氧預(yù)處理等。HRAS工藝通?？梢岳斫鉃锳B工藝中的A段，即采用較短的水力停留時間和污泥齡快速捕捉進水的碳。而B段則主要通過自養(yǎng)代謝的途徑來去除污水中剩余的營養(yǎng)物質(zhì)。因此COD通過HRAS去除，在B段中通過AOB和厭氧氨氧化來強化脫氮效能并通過水力旋流器來截留和富集厭氧氨氧化顆粒。主流厭氧氨氧化的AB工藝在工程上獲得了成功運行。