（一）印染废水余热回收现状分析

现阶段我国针对印染废水余热回收技术方面的研究时间较短，目前仍处于初级阶段，印染废水水量较大，并且温度较高，产生较多杂质，存在较高含量的有机污染物，酸碱性较强，对余热回收利用工作造成较大阻碍作用，根据不完全统计，纺织行业每年废水排放量数值巨大，其中印染废水占据纺织行业废水总排放量的80%左右，其中印染厂的生产活动是以蒸汽为主，其中饱和蒸汽占比为50%，具有较高的高温排液量，热能利用率仅仅是在35%左右。基于这一情况，其中大约有65%的热能是通过不同类型散失情况，进入到环境中，难以获得有效回收利用，造成资源浪费。

二、分析污水源热泵系统的实际构成情况

（一）基本原理概述

这一系统本身是属于消耗量较低的一种运行模式，其使用的电能以及机械能等数值较小，可以实现热量在低温阶段运输到高温阶段的过程。热泵机组在使用过程中，其构成部分要有压缩机或者是冷凝器等，在蒸发器内部位置低温热源的使用或者是循环工质均需在一定时间内进行定压换热，这一过程之后，循环工质会进行吸热，将之前设备的液体转化为蒸汽形态，在进入到压缩器内部状态后，会接着被压缩，温度以及压力上升之后，成为过热水蒸气，这一物质会在冷凝器内部通过冷却介质进行放热，以此实现定压换热，过程中完成冷却过程使用的介质会在吸热之后形成一种高温热源，通过放热过程形成高压性质的液体，这种液体会进入节流阀部分，这一阶段需要对其进行相应的降压处理，构成低温低压状态的工质液体物质，将这种物质传输到蒸发器中，构成循环过程。

三、印染废水余热回收系统具体设计过程分析

（一）设计废水余热回收系统过程

在换热过程中可以将温度控制在15摄氏度的冷水与温度控制在40摄氏度的废水同时传输到换热器中，以此形成换热过程，这一过程冷水会逐渐升温到30摄氏度，废水会降温到25摄氏度。废水在持续排放之后，需要到换热器中释放热量，这一阶段废水温度会下降到20摄氏度之后排出，这一过程中控制在15摄氏度的中间循环水会在换热器内部进行热量的吸收，自身温度上升到20数值后，其会将已经吸收的热量释放到热泵机组的循环工质过程中。

近年来，国家的经济发展速度不断提升，人们的生活水平也不断提高，但污水排放问题却变得越来越严重。因此，国家相关管理部门不断加强对污水处理厂的建设力度，并引进了很多先进的技术手段，来优化污水处理效果。厌氧氨氧化工艺技术就是其中之一。由于厌氧氨氧化菌独特的代谢方式，其与传统的污水处理（硝化/反硝化）工艺相比具有以下优势：①在氨氮氧化为亚硝氮的过程中减少了60%的需氧量；②无需外部碳源投加量，并减少80%的剩余污泥量。

根据亚硝酸的来源不同，耦合工艺分为两大类。其一是厌氧氨氧化与短程硝化的耦合；其二是厌氧氨氧化与短程反硝化工艺的耦合。因此，如何实现亚硝酸的获取和副产物的消除，以及如何实现厌氧氨氧化菌的优势化是厌氧氨氧化工艺高效稳定运行的关键。目前，通过提高反应温度、降低溶解氧、提高进水氨氮浓度、调节污泥龄等方式实现亚硝酸盐的累积，这些技术已被成功应用于污泥消化液、垃圾渗滤液、工业废水等高氨氮废水处理。然而，由于城市生活污水碳氮比较高、温度随季节波动大等，这些特点使厌氧氨氧化工艺的应用面临着诸多困难。

1、厌氧氨氧化工艺应用于城市生活污水处理的限制因素

1.1 厌氧氨氧化菌与其他功能菌的竞争

在现实中，厌氧氨氧化菌广泛地存在于城市污水厂中。由于厌氧氨氧化菌的生长速率非常缓慢，倍增时间长达11天，这使得厌氧氨氧化反应器的启动时间增加。基于以上原因，厌氧氨氧化菌需要与AOB、NOB、反硝化菌以及其他的异养菌在同一系统中竞争生存空间，这对不同的基质形成了非常复杂的竞争关系。

1.2 温度

侧流工艺中的反应温度一般为30～40℃，这是为了保证AOB的生长速率高于NOB，并且两者的差值会随着温度的增加而不断拉大。在实际工作中，当对城市主流污水进行处理时，在低温环境下，对PN/A工艺的实现和稳定运行提出了新的挑战。

1.3 碳氮比（C/N）

厌氧氨氧化菌是严格的化能自养菌，以二氧化碳作为碳源合成体细胞。一般而言，有机物的存在不能对厌氧氨氧化菌产生直接不利的影响，甚至有少量有机物，如乙酸钠还能加速厌氧氨氧化菌的生长及胞外聚合物的分泌。但较高浓度的有机物（C/N>2）反而会促进异养菌的生长，进而与厌氧氨氧化菌争夺生存空间与基质。其原因如下：首先，异养菌的生长速率普遍高于自养菌，由此导致的污泥量增加更容易使厌氧氨氧化菌被淘洗出系统。其次，异养菌的大量繁殖加剧了脱氮功能菌群之间对于基质的竞争。研究发现，在进行污水处理时，当进水中小分子有机物含量过高时（C/N接近2左右），厌氧氨氧化菌的反应活性就会明显受到抑制。而对于全程自养脱氮工艺而言，进水C/N比低于0.7时可获得比较好的脱氮效果。

2、厌氧氨氧化工艺在城市污水处理中应用的研究进展

厌氧氨氧化工艺是目前绿色节能的生物脱氮工艺之一，并被认为是未来污水处理工艺向“集水资源再生、能源回用及资源回收”方向发展的重要途径之一。然而，由于厌氧氨氧化菌特殊的代谢特征，限制了其在主流污水处理环节的广泛应用。相关技术人员针对厌氧氨氧化菌生长缓慢、产率低、易受环境影响等特点，近年来对厌氧氨氧化工艺在主流污水处理中应用的研究主要集中在“如何实现厌氧氨氧化菌高效富集与截留”、“如何实现NOB的抑制”、“如何适应低温环境”等方面。所以，相关技术人员应该加大研究力度，不断开发，争取早日完善此项工艺技术。

2.1 厌氧氨氧化的高效富集（生物膜法）

生物膜是自然界广泛存在的一种微生物聚集形式。生物膜能够使微生物固定化生长，并为微生物反应提供特殊的微环境。生物膜法与传统的悬浮态活性污泥法相比，其更能够显著提高反应体系生物量，保留世代时间长的菌属，提高微生物结构多样性，并具有更高的抗冲击负荷。因此，生物膜法也是城市污水二级生物处理的一种常用方法，其对污水水质、水量的变化有较强的适应性，管理方便，不会发生污泥膨胀，以及能够处理低浓度的污水。因此，无论是借助挂膜填料或是自身聚集形成的生物膜法，都被证明是实现厌氧氨氧化工艺在主流污水处理中应用的有效途径。

为了解决污水厂的脱氮效率及运行问题，某公司开发了一种新工艺移动床生物膜反应器。这种反应器早是为了在好氧区投加轻质填料，为了实现污泥的固定生长而缓解膜分离组件的生物堵塞。后来，由于高比表面积填料的研发和使用，移动床反应器兼具了传质效率高、抗冲击负荷效果好，微生物种类丰富等优势。并且，在无需接种厌氧氨氧化污泥的前提下，厌氧氨氧化工艺在移动床反应器内可在较短时间内实现启动。