[发明专利]一种高氮印花废水处理回用系统及其使用方法

说明书

本发明涉及一种高氮印花废水处理回用系统及其使用方法，包括4个子系统：1#子系统：印花前处理工段高浓度有机废水处理系统，2#子系统：印花工段高氮废水处理系统，3#子系统：膜深度处理及回用系统，4#子系统：污泥减量化处理系统。根据印花工艺各个工段水质水量的不同，分别收集并进行分质处理与回用，其中前处理废水、印花废水和漂洗废水分别进入进入1～3#子系统进行处理，产生的污泥进入4#子系统进行减量化处理。该系统采用厌氧氨氧化技术，解决了该类废水炭氮比严重失调的问题。该方法系统高度集成，控制精准，可有效解决印花废水脱氮难，成本高的问题，同时实现污泥减量化。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，特别涉及一种高氮印花废水处理回用系统及其使用方法。

背景技术

活性印花是染整工艺中最为普遍的工艺之一。其工艺流程包括前处理和印花过程，前处理工艺一般包含常规的退浆、煮练和漂白三步；印花工艺包括底色染色—印花—烘干—汽蒸—焙烘—水洗—皂洗—水洗。其中退浆废水水量只占全部废水的10％左右，但是总COD量的贡献度占60％～70％，退浆废水中的主要污染物是退下来的浆料，主要成分是淀粉和聚乙二醇PVA，COD值高达20000～30000mg/L，COD量占印染废水总量的一半以上，BOD/COD值小于0.1，可生化降解性差，给印染废水的末端治理带来很大的压力。印花过程产生废水主要来自于水洗和皂洗过程中，主要的污染物是洗掉的糊料，主要含海藻酸钠和尿素等物质。活性染料印花中由于染料用量大、浴比小，染料之间易发生聚集，染料的溶解性变差，影响印花效果,因此在活性印花时一般加入尿素来提高染料的溶解性、汽蒸时的渗透性和纤维的固着率，然而尿素在废水中分解出的氨氮化合物会使废水中的总氮急剧升高。一般的活性印花印染厂的综合废水的总氮达到300～500mg/L，而COD浓度也在2000～3000mg/L，这类废水不仅总氮浓度高，而且碳氮比失调比较严重，处理难度大。

传统的除氮工艺是A/O工艺，即硝化/反硝化技术，生物脱氮基本原理如下：

(1)氨化反应。在氨化菌作用下，有机氮被分解转化为氨态氮，这一过程称为氨化过程，氨化过程很容易进行。

(2)硝化反应。硝化反应由好氧自养型微生物完成，在有氧状态下，利用无机碳为碳源将NH₄⁺化成NO₂^-，然后再氧化成NO₃^-的过程。硝化过程可以分成两个阶段。第一阶段是由亚硝化菌将氨氮转化为NO₂^-，第二阶段由硝化菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐(NO₃^-)。这一反应的必要条件是，溶解氧较高，DO2mg/L，这样就要求混合液中的有机物浓度处于较低的水平。

(3)反硝化反应。反硝化反应是在缺氧状态下，反硝化菌将亚硝酸盐氮、硝酸盐氮还原成气态氮(N₂)的过程。反硝化菌为异养型微生物，多属于兼性细菌，在缺氧状态时，利用硝酸盐中的氧作为电子受体，以有机物(污水中的BOD成分)作为电子供体，提供能量并被氧化稳定。这一反应的必要条件是，混合液中的可生物降解有机物浓度处于较高的水平。

对于活性印花废水，有机物大部分都是难以生物降解的，传统的A/O法就无法实现有效的反硝化。自20世纪90年代以来厌氧氨氧化工艺发展迅速，厌氧氨氧化是指在厌氧条件下，是指在厌氧或缺氧条件下，微生物直接以NH₄⁺为电子供体，以NO₂^-为电子受体，将NH₄⁺和NO₂^-转变成N₂的生物氧化过程。在此过程中，NH₄⁺的氧化无需分子态氧的参与，而NO₂^-的还原也无需有机物参与。该过程对于从厌氧硝化的废水中脱氮具有很好的应用前景，对于印花废水高氨氮废水可以有很好的应用，不仅避免了用传统A/O工艺因无法有效反硝化的问题，无需回流及曝气，有很好的经济效应。