本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種污水生物倍增脫氮處理方法。
背景技術(shù)：
總氮(TN)是指水中各種形態(tài)無機和有機氮的總量，包括NO3-、NO2-和NH4+等無機氮和蛋白質(zhì)、氨基酸和有機胺等有機氮。總氮含量是廢水排放需要控制的指標之一。關(guān)于工業(yè)廢水的排放，我國針對不同行業(yè)設(shè)定了不同的標準，如GB3544-2008制漿造紙工業(yè)水污染物排放標準中規(guī)定，制漿企業(yè)的總氮排放限值為18mg/L，廢紙制漿和造紙企業(yè)的總氮排放限值為15mg/L，其他制漿和造紙企業(yè)的總氮排放限值為15mg/L，造紙企業(yè)的總氮排放限值為15mg/L；再如GB21904-2008化學(xué)合成類制藥工業(yè)水污染物排放標準中規(guī)定，對于現(xiàn)有企業(yè)來說，其總氮排放限值為50(40)mg/L；對于新建企業(yè)來說，其總氮排放限值為35(20)mg/L。
污水脫氮方法主要包括物化脫氮法和生物脫氮法。生物脫氮法中的生物倍增工藝(Bio-dopp)是德國發(fā)明的一種新穎污水處理工藝，其將所有單一工藝(生物硝化、反硝化，釋磷、吸磷，有機物氧化、沉淀等多個單元)組合在一個相鄰分隔有幾個不同處理單元的矩形池中，并且采用低溶解氧(通常0.3-0.5mg/L)實現(xiàn)縱向短程硝化/反硝化脫氮，高污泥濃度(通常5-8g/L)確保處理高效持續(xù)穩(wěn)定(低溶氧及高污泥濃度是其工藝二大特色)。較現(xiàn)有水處理工藝具有的優(yōu)勢表現(xiàn)在：操作簡單，低溶氧下高效生物脫氮和良好除磷效果，同池實現(xiàn)同步及短程硝化/反硝化脫氮，運行高效、持續(xù)，出水穩(wěn)定，污泥產(chǎn)出，剩余污泥可比傳統(tǒng)工藝少40-60％，維護工作量小，占地面積小，使用長方形水池節(jié)約了大量土地，污水處理廠只需一個常規(guī)工藝污水處理廠一半面積，并大大減少了管道投資。
但是現(xiàn)有技術(shù)中的生物倍增工藝仍然存在以下問題：(1)為了確保微生物較為穩(wěn)定的生長環(huán)境，需要對進水進行高倍稀釋以保證整個生物池中的COD值相差不大；(2)泥水混合及流動主要依靠底部曝氣軟管及氣提產(chǎn)生的水動力，低溶解氧曝氣和高污泥濃度矛盾難以協(xié)調(diào)，例如滿足低溶解氧，曝氣產(chǎn)生動力低，高含量污泥極易發(fā)生污泥沉淀，不僅造成運行污泥濃度降低，影響處理效果，而且污泥沉降還影響底部曝氣設(shè)備正常運行；為防止污泥沉降，加大曝氣量，又因溶解氧過大又難以實現(xiàn)處理高效的短程硝化/反硝化；(3)進水階段活性污泥易發(fā)生沉降；(4)沉淀區(qū)發(fā)生少量反硝化現(xiàn)象影響活性污泥的沉淀。
因此，有必要對現(xiàn)有技術(shù)中的生物倍增技術(shù)進行改進，以解決上述問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種含氮污水的生物倍增脫氮處理方法以解決上述現(xiàn)有生物倍增技術(shù)中存在的問題。
本發(fā)明的污水生物倍增脫氮處理方法，包括以下步驟：
a.對污水進行預(yù)處理；
b.步驟a預(yù)處理后的污水進入生物倍增反應(yīng)池進行反應(yīng)；
其中生物倍增反應(yīng)池進水端的活性污泥濃度為6-10g/L，溶解氧濃度為0.3-0.5mg/L，pH為7.5-8.2；生物倍增反應(yīng)池的出水端活性污泥濃度為2-6g/L，溶解氧濃度為0.02-0.06mg/L，pH為7.0-8.2；從進水端到出水端之間的活性污泥濃度和溶解氧濃度逐漸降低，pH為7.0-8.5；
c.步驟b中生物倍增反應(yīng)池處理后的污水進入沉淀池進行沉淀。
進一步，步驟b中，生物倍增反應(yīng)池進水端的活性污泥濃度為7-9g/L，溶解氧濃度為0.35-0.45mg/L，pH為7.8-8.0；生物倍增反應(yīng)池的出水端活性污泥濃度為3-5g/L，溶解氧濃度為0.03-0.05mg/L，pH為7.2-8.0；從進水端到出水端之間的pH為7.2-8.3。
進一步，步驟b中生物倍增反應(yīng)池進水端的活性污泥濃度為8g/L，溶解氧濃度為0.4mg/L，pH為7.9；生物倍增反應(yīng)池的出水端活性污泥濃度為4g/L，溶解氧濃度為0.04mg/L，pH為7.6；從進水端到出水端之間的pH為7.8。
進一步，步驟b中采用碳酸鹽或/和碳酸氫鹽調(diào)節(jié)pH。
進一步，步驟b中在生物倍增反應(yīng)池的前半段進行攪拌。
進一步，步驟b中生物倍增反應(yīng)池出水端的水部分回流至進水端。
進一步，步驟c中采用斜管沉淀池進行沉淀。
進一步，當步驟b中需要補充活性污泥時將步驟c中沉淀后的污泥回流至所述生物倍增反應(yīng)池。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的污水生物倍增脫氮處理方法，通過控制生物倍增反應(yīng)池進水端和出水端不同環(huán)境，使得進水端的活性污泥濃度和含氧量高，利于消耗進水端大量的COD；出水端的活性污泥濃度和含氧量低，利于進行同步硝化反硝化反應(yīng)，同時活性污泥含量低對后續(xù)沉淀的影響??；經(jīng)過本發(fā)明處理后的污水COD可降低到10mg/L以下，TN可降低到2mg/L以下。
具體實施方式
本發(fā)明的污水生物倍增脫氮處理方法，包括以下步驟：
a.對污水進行預(yù)處理；
先將待處理污水經(jīng)過經(jīng)過粗格柵把水中的漂浮物及在水流沖擊下帶來的大直徑固態(tài)物質(zhì)攔截下來，然后經(jīng)過細格柵進一步去除水中的固體物質(zhì)，而后流經(jīng)沉砂池去除水中的砂石；可以根據(jù)待處理污水中漂浮物固體物質(zhì)的情況省略粗格柵、細格柵或沉砂池其中一個或多個過程。
b.步驟a預(yù)處理后的污水進入生物倍增反應(yīng)池進行反應(yīng)；
其中生物倍增反應(yīng)池進水端的活性污泥濃度為6-10g/L，溶解氧濃度為0.3-0.5mg/L，pH為7.5-8.2；生物倍增反應(yīng)池的出水端活性污泥濃度為2-6g/L，溶解氧濃度為0.02-0.06mg/L，pH為7.0-8.2；從進水端到出水端之間的活性污泥濃度和溶解氧濃度逐漸降低，pH為7.0-8.5；
生物倍增反應(yīng)池的進水端有機物還沒有被微生物降解，COD含量較高，需要較高的污泥含量，進水端附近主要以降解水中的有機物反應(yīng)為主，因此需要較高的含氧量，可以通過溶氧儀和曝氣系統(tǒng)調(diào)節(jié)含氧量；在生物倍增反應(yīng)池進水端消耗大量的COD后當水中的溶解氧逐漸降低至適合進行同步硝化反硝化(SND)反應(yīng)時開始進行同步硝化反硝化作用去除水中的氨氮，在生物倍增池的出水端經(jīng)過生物處理COD和TN含量已經(jīng)大幅度降低，因此需要的活性污泥濃度和溶解氧都大幅度降低；通過曝氣控制生物倍增反應(yīng)池的溶解氧，由于從進水端到出水端的含氧量逐漸降低，所以從進水端到出水端的曝氣量也逐漸降低，使得在進水端附近污泥不易沉降以保證活性污泥較高的利用率，在出水端污泥已經(jīng)開始少量沉淀，方便出水后的沉淀去除污泥；污泥濃度可以通過污泥濃度計測量，根據(jù)測量值對其進行調(diào)整；pH可以采用pH計檢測以便對其進行控制；
但是進水端、出水端和進出水端之間在一個反應(yīng)池內(nèi)，如果工藝參數(shù)相差太大不容易實現(xiàn)，而且影響微生物穩(wěn)定的生長環(huán)境，所以只能控制在上文所述的較小的差別范圍內(nèi)，本發(fā)明的方法中在生物倍增反應(yīng)池的進水端已經(jīng)不是完全意義上的同步硝化反硝化，而是伴隨著硝化作用，在出水端也不僅僅是進行同步硝化反硝化而是伴隨著反硝化作用；
c.步驟b中生物倍增反應(yīng)池處理后的污水進入沉淀池進行沉淀。
本實施例中，步驟b中，生物倍增反應(yīng)池進水端的活性污泥濃度為7-9g/L，溶解氧濃度為0.35-0.45mg/L，pH為7.8-8.0；生物倍增反應(yīng)池的出水端活性污泥濃度為3-5g/L，溶解氧濃度為0.03-0.05mg/L，pH為7.2-8.0；從進水端到出水端之間的pH為7.2-8.3；在此工藝條件下出水水質(zhì)更佳。
本實施例中，步驟b中生物倍增反應(yīng)池進水端的活性污泥濃度為8g/L，溶解氧濃度為0.4mg/L，pH為7.9；生物倍增反應(yīng)池的出水端活性污泥濃度為4g/L，溶解氧濃度為0.04mg/L，pH為7.6；從進水端到出水端之間的pH為7.8；在此工藝條件下出水水質(zhì)最佳。
本實施例中，步驟b中采用碳酸鹽或/和碳酸氫鹽調(diào)節(jié)pH；碳酸鹽和碳酸氫鹽既可以調(diào)節(jié)反應(yīng)池中的pH，對微生物的影響較小，且分解后為二氧化碳和水不引入新的污染物，還可以作為微生物生長的碳源。
本實施例中，步驟b中在生物倍增反應(yīng)池的前半段進行攪拌，前半段是指靠近生物倍增反應(yīng)池進水端的部分；在前半段攪拌可以防止污泥沉降，且對后半段(靠近生物倍增池出水端的部分)產(chǎn)生的影響較小，便于后續(xù)步驟c中沉淀；攪拌時先順時針攪拌5-8分鐘，間隔10-20分鐘后，再逆時針攪拌5-8分鐘，間隔10-20分鐘后在順時針攪拌，如此循環(huán)；既防止前半段活性污泥沉降，又可防止連續(xù)攪拌影響微生物的生長環(huán)境。
本實施例中，步驟b中生物倍增反應(yīng)池出水端的水部分回流至進水端，可以采用回流泵抽取水回流；對進水端處的高濃度污水進行稀釋，以保證微生物的生長環(huán)境更加穩(wěn)定。
本實施例中，步驟c中采用斜管沉淀池進行沉淀，斜管與水平面呈65-70°夾角；縮短了污泥沉降距離，從而縮短了沉淀時間，并且增加了沉淀池的沉淀面積，從而提高了處理效率。
本實施例中，當步驟b中需要補充活性污泥時將步驟c中沉淀后的污泥回流至所述生物倍增反應(yīng)池，可以采用污泥回流泵將沉淀池中的污泥抽入生物倍增反應(yīng)池內(nèi)，對污泥循環(huán)利用，減少處理污泥的費用。
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)效果做進一步的說明：
實施例1
將待處理污水經(jīng)過經(jīng)過粗格柵把水中的漂浮物及在水流沖擊下帶來的大直徑固態(tài)物質(zhì)攔截下來，然后經(jīng)過細格柵進一步去除水中的固體物質(zhì)，而后流經(jīng)沉砂池去除水中的砂石；
經(jīng)過沉砂池后的污水進入生物倍增反應(yīng)池進行反應(yīng)，其中生物倍增反應(yīng)池進水端的活性污泥(MLSS)濃度控制在6g/L，溶解氧(DO)濃度為控制在0.3mg/L，pH控制在7.5；生物倍增反應(yīng)池的出水端活性污泥濃度控制在2g/L，溶解氧濃度控制在0.02mg/L，pH控制在7.0；從進水端到出水端之間的活性污泥濃度和溶解氧濃度逐漸降低，pH控制在7.0，采用碳酸氫鎂調(diào)節(jié)pH；在靠近生物倍增反應(yīng)池進水端的部分，攪拌時先順時針攪拌5分鐘，間隔10分鐘后，再逆時針攪拌5分鐘，間隔10分鐘后再順時針攪拌，如此循環(huán)攪拌；經(jīng)過生物倍增反應(yīng)從生物采用斜管沉淀池進行沉淀后出水。其進水和沉淀后出水的各項指標如下表所示：
實施例2
將待處理污水經(jīng)過經(jīng)過粗格柵把水中的漂浮物及在水流沖擊下帶來的大直徑固態(tài)物質(zhì)攔截下來，然后經(jīng)過細格柵進一步去除水中的固體物質(zhì)，而后流經(jīng)沉砂池去除水中的砂石；
經(jīng)過沉砂池后的污水進入生物倍增反應(yīng)池進行反應(yīng)，其中生物倍增反應(yīng)池進水端的活性污泥(MLSS)濃度控制在10g/L，溶解氧(DO)濃度為控制在0.5mg/L，pH控制在8.2；生物倍增反應(yīng)池的出水端活性污泥濃度控制在6g/L，溶解氧濃度控制在0.06mg/L，pH控制在8.2；從進水端到出水端之間的活性污泥濃度和溶解氧濃度逐漸降低，pH控制在8.0，采用碳酸氫鈣調(diào)節(jié)pH；在靠近生物倍增反應(yīng)池進水端的部分，攪拌時先順時針攪拌8分鐘，間隔20分鐘后，再逆時針攪拌8分鐘，間隔20分鐘后再順時針攪拌，如此循環(huán)攪拌；經(jīng)過生物倍增反應(yīng)從生物采用斜管沉淀池進行沉淀后出水。其進水和沉淀后出水的各項指標如下表所示：
實施例3
將待處理污水經(jīng)過經(jīng)過粗格柵把水中的漂浮物及在水流沖擊下帶來的大直徑固態(tài)物質(zhì)攔截下來，然后經(jīng)過細格柵進一步去除水中的固體物質(zhì)，而后流經(jīng)沉砂池去除水中的砂石；
經(jīng)過沉砂池后的污水進入生物倍增反應(yīng)池進行反應(yīng)，其中生物倍增反應(yīng)池進水端的活性污泥(MLSS)濃度控制在8g/L，溶解氧(DO)濃度為控制在0.4mg/L，pH控制在7.9；生物倍增反應(yīng)池的出水端活性污泥濃度控制在4g/L，溶解氧濃度控制在0.04mg/L，pH控制在7.6；從進水端到出水端之間的活性污泥濃度和溶解氧濃度逐漸降低，pH控制在7.8，采用碳酸鎂調(diào)節(jié)pH；在靠近生物倍增反應(yīng)池進水端的部分，攪拌時先順時針攪拌6分鐘，間隔10分鐘后，再逆時針攪拌8分鐘，間隔20分鐘后再順時針攪拌，如此循環(huán)攪拌；經(jīng)過生物倍增反應(yīng)從生物進入沉淀池進行沉淀后出水。其進水和沉淀后出水的各項指標如下表所示：
實施例4
將待處理污水經(jīng)過經(jīng)過粗格柵把水中的漂浮物及在水流沖擊下帶來的大直徑固態(tài)物質(zhì)攔截下來，然后經(jīng)過細格柵進一步去除水中的固體物質(zhì)，而后流經(jīng)沉砂池去除水中的砂石；
經(jīng)過沉砂池后的污水進入生物倍增反應(yīng)池進行反應(yīng)，其中生物倍增反應(yīng)池進水端的活性污泥(MLSS)濃度控制在6g/L，溶解氧(DO)濃度為控制在0.35mg/L，pH控制在7.8；生物倍增反應(yīng)池的出水端活性污泥濃度控制在3g/L，溶解氧濃度控制在0.03mg/L，pH控制在7.2；從進水端到出水端之間的活性污泥濃度和溶解氧濃度逐漸降低，pH控制在7.8，采用碳酸氫鈣調(diào)節(jié)pH；在靠近生物倍增反應(yīng)池進水端的部分，攪拌時先順時針攪拌7分鐘，間隔10分鐘后，再逆時針攪拌7分鐘，間隔10分鐘后再順時針攪拌，如此循環(huán)攪拌；經(jīng)過生物倍增反應(yīng)從生物采用斜管沉淀池進行沉淀后出水。其進水和沉淀后出水的各項指標如下表所示：
實施例5
將待處理污水經(jīng)過經(jīng)過粗格柵把水中的漂浮物及在水流沖擊下帶來的大直徑固態(tài)物質(zhì)攔截下來，然后經(jīng)過細格柵進一步去除水中的固體物質(zhì)，而后流經(jīng)沉砂池去除水中的砂石；
經(jīng)過沉砂池后的污水進入生物倍增反應(yīng)池進行反應(yīng)，其中生物倍增反應(yīng)池進水端的活性污泥(MLSS)濃度控制在9g/L，溶解氧(DO)濃度為控制在0.45mg/L，pH控制在8.0；生物倍增反應(yīng)池的出水端活性污泥濃度控制在5g/L，溶解氧濃度控制在0.05mg/L，pH控制在8.0；從進水端到出水端之間的活性污泥濃度和溶解氧濃度逐漸降低，pH控制在8.3，采用碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH；在靠近生物倍增反應(yīng)池進水端的部分，攪拌時先順時針攪拌8分鐘，間隔10分鐘后，再逆時針攪拌8分鐘，間隔10分鐘后再順時針攪拌，如此循環(huán)攪拌；經(jīng)過生物倍增反應(yīng)從生物采用斜管沉淀池進行沉淀后出水。其進水和沉淀后出水的各項指標如下表所示：
實施例6
將待處理污水經(jīng)過經(jīng)過粗格柵把水中的漂浮物及在水流沖擊下帶來的大直徑固態(tài)物質(zhì)攔截下來，然后經(jīng)過細格柵進一步去除水中的固體物質(zhì)，而后流經(jīng)沉砂池去除水中的砂石；
經(jīng)過沉砂池后的污水進入生物倍增反應(yīng)池進行反應(yīng)，其中生物倍增反應(yīng)池進水端的活性污泥(MLSS)濃度控制在7g/L，溶解氧(DO)濃度為控制在0.3mg/L，pH控制在7.9；生物倍增反應(yīng)池的出水端活性污泥濃度控制在4g/L，溶解氧濃度控制在0.04mg/L，pH控制在7.6；從進水端到出水端之間的活性污泥濃度和溶解氧濃度逐漸降低，pH控制在7.8，采用碳酸鈉調(diào)節(jié)pH；在靠近生物倍增反應(yīng)池進水端的部分，攪拌時先順時針攪拌5分鐘，間隔20分鐘后，再逆時針攪拌5分鐘，間隔20分鐘后再順時針攪拌，如此循環(huán)攪拌；經(jīng)過生物倍增反應(yīng)從生物采用斜管沉淀池進行沉淀后出水。其進水和沉淀后出水的各項指標如下表所示：
實施例7
將待處理污水經(jīng)過經(jīng)過粗格柵把水中的漂浮物及在水流沖擊下帶來的大直徑固態(tài)物質(zhì)攔截下來，然后經(jīng)過細格柵進一步去除水中的固體物質(zhì)，而后流經(jīng)沉砂池去除水中的砂石；
經(jīng)過沉砂池后的污水進入生物倍增反應(yīng)池進行反應(yīng)，其中生物倍增反應(yīng)池進水端的活性污泥(MLSS)濃度控制在8g/L，溶解氧(DO)濃度為控制在0.4mg/L，pH控制在7.8；生物倍增反應(yīng)池的出水端活性污泥濃度控制在5g/L，溶解氧濃度控制在0.05mg/L，pH控制在7.5；從進水端到出水端之間的活性污泥濃度和溶解氧濃度逐漸降低，pH控制在7.6，采用碳酸鈣調(diào)節(jié)pH；在靠近生物倍增反應(yīng)池進水端的部分，攪拌時先順時針攪拌8分鐘，間隔20分鐘后，再逆時針攪拌8分鐘，間隔20分鐘后再順時針攪拌，如此循環(huán)攪拌；經(jīng)過生物倍增反應(yīng)從生物采用斜管沉淀池進行沉淀后出水。其進水和沉淀后出水的各項指標如下表所示：
實施例8
將待處理污水經(jīng)過經(jīng)過粗格柵把水中的漂浮物及在水流沖擊下帶來的大直徑固態(tài)物質(zhì)攔截下來，然后經(jīng)過細格柵進一步去除水中的固體物質(zhì)，而后流經(jīng)沉砂池去除水中的砂石；
經(jīng)過沉砂池后的污水進入生物倍增反應(yīng)池進行反應(yīng)，其中生物倍增反應(yīng)池進水端的活性污泥(MLSS)濃度控制在10g/L，溶解氧(DO)濃度為控制在0.4mg/L，pH控制在7.6；生物倍增反應(yīng)池的出水端活性污泥濃度控制在3g/L，溶解氧濃度控制在0.02mg/L，pH控制在7.4；從進水端到出水端之間的活性污泥濃度和溶解氧濃度逐漸降低，pH控制在7.5，采用碳酸氫鎂調(diào)節(jié)pH；在靠近生物倍增反應(yīng)池進水端的部分，攪拌時先順時針攪拌7分鐘，間隔16分鐘后，再逆時針攪拌7分鐘，間隔16分鐘后再順時針攪拌，如此循環(huán)攪拌；經(jīng)過生物倍增反應(yīng)從生物采用斜管沉淀池進行沉淀后出水。其進水和沉淀后出水的各項指標如下表所示：
實施例9
將待處理污水經(jīng)過經(jīng)過粗格柵把水中的漂浮物及在水流沖擊下帶來的大直徑固態(tài)物質(zhì)攔截下來，然后經(jīng)過細格柵進一步去除水中的固體物質(zhì)，而后流經(jīng)沉砂池去除水中的砂石；
經(jīng)過沉砂池后的污水進入生物倍增反應(yīng)池進行反應(yīng)，其中生物倍增反應(yīng)池進水端的活性污泥(MLSS)濃度控制在8g/L，溶解氧(DO)濃度為控制在0.3mg/L，pH控制在7.5；生物倍增反應(yīng)池的出水端活性污泥濃度控制在5g/L，溶解氧濃度控制在0.02mg/L，pH控制在7.3；從進水端到出水端之間的活性污泥濃度和溶解氧濃度逐漸降低，pH控制在7.4，采用碳酸氫鎂調(diào)節(jié)pH；在靠近生物倍增反應(yīng)池進水端的部分，攪拌時先順時針攪拌5分鐘，間隔10分鐘后，再逆時針攪拌5分鐘，間隔10分鐘后再順時針攪拌，如此循環(huán)攪拌；經(jīng)過生物倍增反應(yīng)從生物采用斜管沉淀池進行沉淀后出水。其進水和沉淀后出水的各項指標如下表所示：
最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。