[發明專利]一種高氮印花廢水處理回用系統及其使用方法

有效

• 申請號: 201711340738.2
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN107986569B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 李方;季慕堯;田晴;劉艷彪;夏琴;陳洪騰;潘玉婷;芮豪杰;王倩;彭翔;楊波;馬春燕
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F3/28;C02F11/00;C02F103/30
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 黃志達;魏峯

本發明涉及一種高氮印花廢水處理回用系統及其使用方法，包括4個子系統：1#子系統：印花前處理工段高濃度有機廢水處理系統，2#子系統：印花工段高氮廢水處理系統，3#子系統：膜深度處理及回用系統，4#子系統：污泥減量化處理系統。根據印花工藝各個工段水質水量的不同，分別收集并進行分質處理與回用，其中前處理廢水、印花廢水和漂洗廢水分別進入進入1～3#子系統進行處理，產生的污泥進入4#子系統進行減量化處理。該系統采用厭氧氨氧化技術，解決了該類廢水炭氮比嚴重失調的問題。該方法系統高度集成，控制精準，可有效解決印花廢水脫氮難，成本高的問題，同時實現污泥減量化。

技術領域

本發明屬于污水處理技術領域，特別涉及一種高氮印花廢水處理回用系統及其使用方法。

背景技術

活性印花是染整工藝中最為普遍的工藝之一。其工藝流程包括前處理和印花過程，前處理工藝一般包含常規的退漿、煮練和漂白三步；印花工藝包括底色染色—印花—烘干—汽蒸—焙烘—水洗—皂洗—水洗。其中退漿廢水水量只占全部廢水的10％左右，但是總COD量的貢獻度占60％～70％，退漿廢水中的主要污染物是退下來的漿料，主要成分是淀粉和聚乙二醇PVA，COD值高達20000～30000mg/L，COD量占印染廢水總量的一半以上，BOD/COD值小于0.1，可生化降解性差，給印染廢水的末端治理帶來很大的壓力。印花過程產生廢水主要來自于水洗和皂洗過程中，主要的污染物是洗掉的糊料，主要含海藻酸鈉和尿素等物質。活性染料印花中由于染料用量大、浴比小，染料之間易發生聚集，染料的溶解性變差，影響印花效果,因此在活性印花時一般加入尿素來提高染料的溶解性、汽蒸時的滲透性和纖維的固著率，然而尿素在廢水中分解出的氨氮化合物會使廢水中的總氮急劇升高。一般的活性印花印染廠的綜合廢水的總氮達到300～500mg/L，而COD濃度也在2000～3000mg/L，這類廢水不僅總氮濃度高，而且碳氮比失調比較嚴重，處理難度大。

傳統的除氮工藝是A/O工藝，即硝化/反硝化技術，生物脫氮基本原理如下：

(1)氨化反應。在氨化菌作用下，有機氮被分解轉化為氨態氮，這一過程稱為氨化過程，氨化過程很容易進行。

(2)硝化反應。硝化反應由好氧自養型微生物完成，在有氧狀態下，利用無機碳為碳源將NH₄⁺化成NO₂^-，然后再氧化成NO₃^-的過程。硝化過程可以分成兩個階段。第一階段是由亞硝化菌將氨氮轉化為NO₂^-，第二階段由硝化菌將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽(NO₃^-)。這一反應的必要條件是，溶解氧較高，DO2mg/L，這樣就要求混合液中的有機物濃度處于較低的水平。

(3)反硝化反應。反硝化反應是在缺氧狀態下，反硝化菌將亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮還原成氣態氮(N₂)的過程。反硝化菌為異養型微生物，多屬于兼性細菌，在缺氧狀態時，利用硝酸鹽中的氧作為電子受體，以有機物(污水中的BOD成分)作為電子供體，提供能量并被氧化穩定。這一反應的必要條件是，混合液中的可生物降解有機物濃度處于較高的水平。

對于活性印花廢水，有機物大部分都是難以生物降解的，傳統的A/O法就無法實現有效的反硝化。自20世紀90年代以來厭氧氨氧化工藝發展迅速，厭氧氨氧化是指在厭氧條件下，是指在厭氧或缺氧條件下，微生物直接以NH₄⁺為電子供體，以NO₂^-為電子受體，將NH₄⁺和NO₂^-轉變成N₂的生物氧化過程。在此過程中，NH₄⁺的氧化無需分子態氧的參與，而NO₂^-的還原也無需有機物參與。該過程對于從厭氧硝化的廢水中脫氮具有很好的應用前景，對于印花廢水高氨氮廢水可以有很好的應用，不僅避免了用傳統A/O工藝因無法有效反硝化的問題，無需回流及曝氣，有很好的經濟效應。