本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种污水生物倍增脱氮处理方法。
背景技术：
总氮(TN)是指水中各种形态无机和有机氮的总量，包括NO3-、NO2-和NH4+等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮。总氮含量是废水排放需要控制的指标之一。关于工业废水的排放，我国针对不同行业设定了不同的标准，如GB3544-2008制浆造纸工业水污染物排放标准中规定，制浆企业的总氮排放限值为18mg/L，废纸制浆和造纸企业的总氮排放限值为15mg/L，其他制浆和造纸企业的总氮排放限值为15mg/L，造纸企业的总氮排放限值为15mg/L；再如GB21904-2008化学合成类制药工业水污染物排放标准中规定，对于现有企业来说，其总氮排放限值为50(40)mg/L；对于新建企业来说，其总氮排放限值为35(20)mg/L。
污水脱氮方法主要包括物化脱氮法和生物脱氮法。生物脱氮法中的生物倍增工艺(Bio-dopp)是德国发明的一种新颖污水处理工艺，其将所有单一工艺(生物硝化、反硝化，释磷、吸磷，有机物氧化、沉淀等多个单元)组合在一个相邻分隔有几个不同处理单元的矩形池中，并且采用低溶解氧(通常0.3-0.5mg/L)实现纵向短程硝化/反硝化脱氮，高污泥浓度(通常5-8g/L)确保处理高效持续稳定(低溶氧及高污泥浓度是其工艺二大特色)。较现有水处理工艺具有的优势表现在：操作简单，低溶氧下高效生物脱氮和良好除磷效果，同池实现同步及短程硝化/反硝化脱氮，运行高效、持续，出水稳定，污泥产出，剩余污泥可比传统工艺少40-60％，维护工作量小，占地面积小，使用长方形水池节约了大量土地，污水处理厂只需一个常规工艺污水处理厂一半面积，并大大减少了管道投资。
但是现有技术中的生物倍增工艺仍然存在以下问题：(1)为了确保微生物较为稳定的生长环境，需要对进水进行高倍稀释以保证整个生物池中的COD值相差不大；(2)泥水混合及流动主要依靠底部曝气软管及气提产生的水动力，低溶解氧曝气和高污泥浓度矛盾难以协调，例如满足低溶解氧，曝气产生动力低，高含量污泥极易发生污泥沉淀，不仅造成运行污泥浓度降低，影响处理效果，而且污泥沉降还影响底部曝气设备正常运行；为防止污泥沉降，加大曝气量，又因溶解氧过大又难以实现处理高效的短程硝化/反硝化；(3)进水阶段活性污泥易发生沉降；(4)沉淀区发生少量反硝化现象影响活性污泥的沉淀。
因此，有必要对现有技术中的生物倍增技术进行改进，以解决上述问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含氮污水的生物倍增脱氮处理方法以解决上述现有生物倍增技术中存在的问题。
本发明的污水生物倍增脱氮处理方法，包括以下步骤：
a.对污水进行预处理；
b.步骤a预处理后的污水进入生物倍增反应池进行反应；
其中生物倍增反应池进水端的活性污泥浓度为6-10g/L，溶解氧浓度为0.3-0.5mg/L，pH为7.5-8.2；生物倍增反应池的出水端活性污泥浓度为2-6g/L，溶解氧浓度为0.02-0.06mg/L，pH为7.0-8.2；从进水端到出水端之间的活性污泥浓度和溶解氧浓度逐渐降低，pH为7.0-8.5；
c.步骤b中生物倍增反应池处理后的污水进入沉淀池进行沉淀。
进一步，步骤b中，生物倍增反应池进水端的活性污泥浓度为7-9g/L，溶解氧浓度为0.35-0.45mg/L，pH为7.8-8.0；生物倍增反应池的出水端活性污泥浓度为3-5g/L，溶解氧浓度为0.03-0.05mg/L，pH为7.2-8.0；从进水端到出水端之间的pH为7.2-8.3。
进一步，步骤b中生物倍增反应池进水端的活性污泥浓度为8g/L，溶解氧浓度为0.4mg/L，pH为7.9；生物倍增反应池的出水端活性污泥浓度为4g/L，溶解氧浓度为0.04mg/L，pH为7.6；从进水端到出水端之间的pH为7.8。
进一步，步骤b中采用碳酸盐或/和碳酸氢盐调节pH。
进一步，步骤b中在生物倍增反应池的前半段进行搅拌。
进一步，步骤b中生物倍增反应池出水端的水部分回流至进水端。
进一步，步骤c中采用斜管沉淀池进行沉淀。
进一步，当步骤b中需要补充活性污泥时将步骤c中沉淀后的污泥回流至所述生物倍增反应池。
本发明的有益效果：本发明的污水生物倍增脱氮处理方法，通过控制生物倍增反应池进水端和出水端不同环境，使得进水端的活性污泥浓度和含氧量高，利于消耗进水端大量的COD；出水端的活性污泥浓度和含氧量低，利于进行同步硝化反硝化反应，同时活性污泥含量低对后续沉淀的影响小；经过本发明处理后的污水COD可降低到10mg/L以下，TN可降低到2mg/L以下。
具体实施方式
本发明的污水生物倍增脱氮处理方法，包括以下步骤：
a.对污水进行预处理；
先将待处理污水经过经过粗格栅把水中的漂浮物及在水流冲击下带来的大直径固态物质拦截下来，然后经过细格栅进一步去除水中的固体物质，而后流经沉砂池去除水中的砂石；可以根据待处理污水中漂浮物固体物质的情况省略粗格栅、细格栅或沉砂池其中一个或多个过程。
b.步骤a预处理后的污水进入生物倍增反应池进行反应；
其中生物倍增反应池进水端的活性污泥浓度为6-10g/L，溶解氧浓度为0.3-0.5mg/L，pH为7.5-8.2；生物倍增反应池的出水端活性污泥浓度为2-6g/L，溶解氧浓度为0.02-0.06mg/L，pH为7.0-8.2；从进水端到出水端之间的活性污泥浓度和溶解氧浓度逐渐降低，pH为7.0-8.5；
生物倍增反应池的进水端有机物还没有被微生物降解，COD含量较高，需要较高的污泥含量，进水端附近主要以降解水中的有机物反应为主，因此需要较高的含氧量，可以通过溶氧仪和曝气系统调节含氧量；在生物倍增反应池进水端消耗大量的COD后当水中的溶解氧逐渐降低至适合进行同步硝化反硝化(SND)反应时开始进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经过生物处理COD和TN含量已经大幅度降低，因此需要的活性污泥浓度和溶解氧都大幅度降低；通过曝气控制生物倍增反应池的溶解氧，由于从进水端到出水端的含氧量逐渐降低，所以从进水端到出水端的曝气量也逐渐降低，使得在进水端附近污泥不易沉降以保证活性污泥较高的利用率，在出水端污泥已经开始少量沉淀，方便出水后的沉淀去除污泥；污泥浓度可以通过污泥浓度计测量，根据测量值对其进行调整；pH可以采用pH计检测以便对其进行控制；
但是进水端、出水端和进出水端之间在一个反应池内，如果工艺参数相差太大不容易实现，而且影响微生物稳定的生长环境，所以只能控制在上文所述的较小的差别范围内，本发明的方法中在生物倍增反应池的进水端已经不是完全意义上的同步硝化反硝化，而是伴随着硝化作用，在出水端也不仅仅是进行同步硝化反硝化而是伴随着反硝化作用；
c.步骤b中生物倍增反应池处理后的污水进入沉淀池进行沉淀。
本实施例中，步骤b中，生物倍增反应池进水端的活性污泥浓度为7-9g/L，溶解氧浓度为0.35-0.45mg/L，pH为7.8-8.0；生物倍增反应池的出水端活性污泥浓度为3-5g/L，溶解氧浓度为0.03-0.05mg/L，pH为7.2-8.0；从进水端到出水端之间的pH为7.2-8.3；在此工艺条件下出水水质更佳。
本实施例中，步骤b中生物倍增反应池进水端的活性污泥浓度为8g/L，溶解氧浓度为0.4mg/L，pH为7.9；生物倍增反应池的出水端活性污泥浓度为4g/L，溶解氧浓度为0.04mg/L，pH为7.6；从进水端到出水端之间的pH为7.8；在此工艺条件下出水水质最佳。
本实施例中，步骤b中采用碳酸盐或/和碳酸氢盐调节pH；碳酸盐和碳酸氢盐既可以调节反应池中的pH，对微生物的影响较小，且分解后为二氧化碳和水不引入新的污染物，还可以作为微生物生长的碳源。
本实施例中，步骤b中在生物倍增反应池的前半段进行搅拌，前半段是指靠近生物倍增反应池进水端的部分；在前半段搅拌可以防止污泥沉降，且对后半段(靠近生物倍增池出水端的部分)产生的影响较小，便于后续步骤c中沉淀；搅拌时先顺时针搅拌5-8分钟，间隔10-20分钟后，再逆时针搅拌5-8分钟，间隔10-20分钟后在顺时针搅拌，如此循环；既防止前半段活性污泥沉降，又可防止连续搅拌影响微生物的生长环境。
本实施例中，步骤b中生物倍增反应池出水端的水部分回流至进水端，可以采用回流泵抽取水回流；对进水端处的高浓度污水进行稀释，以保证微生物的生长环境更加稳定。
本实施例中，步骤c中采用斜管沉淀池进行沉淀，斜管与水平面呈65-70°夹角；缩短了污泥沉降距离，从而缩短了沉淀时间，并且增加了沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率。
本实施例中，当步骤b中需要补充活性污泥时将步骤c中沉淀后的污泥回流至所述生物倍增反应池，可以采用污泥回流泵将沉淀池中的污泥抽入生物倍增反应池内，对污泥循环利用，减少处理污泥的费用。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案和技术效果做进一步的说明：
实施例1
将待处理污水经过经过粗格栅把水中的漂浮物及在水流冲击下带来的大直径固态物质拦截下来，然后经过细格栅进一步去除水中的固体物质，而后流经沉砂池去除水中的砂石；
经过沉砂池后的污水进入生物倍增反应池进行反应，其中生物倍增反应池进水端的活性污泥(MLSS)浓度控制在6g/L，溶解氧(DO)浓度为控制在0.3mg/L，pH控制在7.5；生物倍增反应池的出水端活性污泥浓度控制在2g/L，溶解氧浓度控制在0.02mg/L，pH控制在7.0；从进水端到出水端之间的活性污泥浓度和溶解氧浓度逐渐降低，pH控制在7.0，采用碳酸氢镁调节pH；在靠近生物倍增反应池进水端的部分，搅拌时先顺时针搅拌5分钟，间隔10分钟后，再逆时针搅拌5分钟，间隔10分钟后再顺时针搅拌，如此循环搅拌；经过生物倍增反应从生物采用斜管沉淀池进行沉淀后出水。其进水和沉淀后出水的各项指标如下表所示：
实施例2
将待处理污水经过经过粗格栅把水中的漂浮物及在水流冲击下带来的大直径固态物质拦截下来，然后经过细格栅进一步去除水中的固体物质，而后流经沉砂池去除水中的砂石；
经过沉砂池后的污水进入生物倍增反应池进行反应，其中生物倍增反应池进水端的活性污泥(MLSS)浓度控制在10g/L，溶解氧(DO)浓度为控制在0.5mg/L，pH控制在8.2；生物倍增反应池的出水端活性污泥浓度控制在6g/L，溶解氧浓度控制在0.06mg/L，pH控制在8.2；从进水端到出水端之间的活性污泥浓度和溶解氧浓度逐渐降低，pH控制在8.0，采用碳酸氢钙调节pH；在靠近生物倍增反应池进水端的部分，搅拌时先顺时针搅拌8分钟，间隔20分钟后，再逆时针搅拌8分钟，间隔20分钟后再顺时针搅拌，如此循环搅拌；经过生物倍增反应从生物采用斜管沉淀池进行沉淀后出水。其进水和沉淀后出水的各项指标如下表所示：
实施例3
将待处理污水经过经过粗格栅把水中的漂浮物及在水流冲击下带来的大直径固态物质拦截下来，然后经过细格栅进一步去除水中的固体物质，而后流经沉砂池去除水中的砂石；
经过沉砂池后的污水进入生物倍增反应池进行反应，其中生物倍增反应池进水端的活性污泥(MLSS)浓度控制在8g/L，溶解氧(DO)浓度为控制在0.4mg/L，pH控制在7.9；生物倍增反应池的出水端活性污泥浓度控制在4g/L，溶解氧浓度控制在0.04mg/L，pH控制在7.6；从进水端到出水端之间的活性污泥浓度和溶解氧浓度逐渐降低，pH控制在7.8，采用碳酸镁调节pH；在靠近生物倍增反应池进水端的部分，搅拌时先顺时针搅拌6分钟，间隔10分钟后，再逆时针搅拌8分钟，间隔20分钟后再顺时针搅拌，如此循环搅拌；经过生物倍增反应从生物进入沉淀池进行沉淀后出水。其进水和沉淀后出水的各项指标如下表所示：
实施例4
将待处理污水经过经过粗格栅把水中的漂浮物及在水流冲击下带来的大直径固态物质拦截下来，然后经过细格栅进一步去除水中的固体物质，而后流经沉砂池去除水中的砂石；
经过沉砂池后的污水进入生物倍增反应池进行反应，其中生物倍增反应池进水端的活性污泥(MLSS)浓度控制在6g/L，溶解氧(DO)浓度为控制在0.35mg/L，pH控制在7.8；生物倍增反应池的出水端活性污泥浓度控制在3g/L，溶解氧浓度控制在0.03mg/L，pH控制在7.2；从进水端到出水端之间的活性污泥浓度和溶解氧浓度逐渐降低，pH控制在7.8，采用碳酸氢钙调节pH；在靠近生物倍增反应池进水端的部分，搅拌时先顺时针搅拌7分钟，间隔10分钟后，再逆时针搅拌7分钟，间隔10分钟后再顺时针搅拌，如此循环搅拌；经过生物倍增反应从生物采用斜管沉淀池进行沉淀后出水。其进水和沉淀后出水的各项指标如下表所示：
实施例5
将待处理污水经过经过粗格栅把水中的漂浮物及在水流冲击下带来的大直径固态物质拦截下来，然后经过细格栅进一步去除水中的固体物质，而后流经沉砂池去除水中的砂石；
经过沉砂池后的污水进入生物倍增反应池进行反应，其中生物倍增反应池进水端的活性污泥(MLSS)浓度控制在9g/L，溶解氧(DO)浓度为控制在0.45mg/L，pH控制在8.0；生物倍增反应池的出水端活性污泥浓度控制在5g/L，溶解氧浓度控制在0.05mg/L，pH控制在8.0；从进水端到出水端之间的活性污泥浓度和溶解氧浓度逐渐降低，pH控制在8.3，采用碳酸氢钠调节pH；在靠近生物倍增反应池进水端的部分，搅拌时先顺时针搅拌8分钟，间隔10分钟后，再逆时针搅拌8分钟，间隔10分钟后再顺时针搅拌，如此循环搅拌；经过生物倍增反应从生物采用斜管沉淀池进行沉淀后出水。其进水和沉淀后出水的各项指标如下表所示：
实施例6
将待处理污水经过经过粗格栅把水中的漂浮物及在水流冲击下带来的大直径固态物质拦截下来，然后经过细格栅进一步去除水中的固体物质，而后流经沉砂池去除水中的砂石；
经过沉砂池后的污水进入生物倍增反应池进行反应，其中生物倍增反应池进水端的活性污泥(MLSS)浓度控制在7g/L，溶解氧(DO)浓度为控制在0.3mg/L，pH控制在7.9；生物倍增反应池的出水端活性污泥浓度控制在4g/L，溶解氧浓度控制在0.04mg/L，pH控制在7.6；从进水端到出水端之间的活性污泥浓度和溶解氧浓度逐渐降低，pH控制在7.8，采用碳酸钠调节pH；在靠近生物倍增反应池进水端的部分，搅拌时先顺时针搅拌5分钟，间隔20分钟后，再逆时针搅拌5分钟，间隔20分钟后再顺时针搅拌，如此循环搅拌；经过生物倍增反应从生物采用斜管沉淀池进行沉淀后出水。其进水和沉淀后出水的各项指标如下表所示：
实施例7
将待处理污水经过经过粗格栅把水中的漂浮物及在水流冲击下带来的大直径固态物质拦截下来，然后经过细格栅进一步去除水中的固体物质，而后流经沉砂池去除水中的砂石；
经过沉砂池后的污水进入生物倍增反应池进行反应，其中生物倍增反应池进水端的活性污泥(MLSS)浓度控制在8g/L，溶解氧(DO)浓度为控制在0.4mg/L，pH控制在7.8；生物倍增反应池的出水端活性污泥浓度控制在5g/L，溶解氧浓度控制在0.05mg/L，pH控制在7.5；从进水端到出水端之间的活性污泥浓度和溶解氧浓度逐渐降低，pH控制在7.6，采用碳酸钙调节pH；在靠近生物倍增反应池进水端的部分，搅拌时先顺时针搅拌8分钟，间隔20分钟后，再逆时针搅拌8分钟，间隔20分钟后再顺时针搅拌，如此循环搅拌；经过生物倍增反应从生物采用斜管沉淀池进行沉淀后出水。其进水和沉淀后出水的各项指标如下表所示：
实施例8
将待处理污水经过经过粗格栅把水中的漂浮物及在水流冲击下带来的大直径固态物质拦截下来，然后经过细格栅进一步去除水中的固体物质，而后流经沉砂池去除水中的砂石；
经过沉砂池后的污水进入生物倍增反应池进行反应，其中生物倍增反应池进水端的活性污泥(MLSS)浓度控制在10g/L，溶解氧(DO)浓度为控制在0.4mg/L，pH控制在7.6；生物倍增反应池的出水端活性污泥浓度控制在3g/L，溶解氧浓度控制在0.02mg/L，pH控制在7.4；从进水端到出水端之间的活性污泥浓度和溶解氧浓度逐渐降低，pH控制在7.5，采用碳酸氢镁调节pH；在靠近生物倍增反应池进水端的部分，搅拌时先顺时针搅拌7分钟，间隔16分钟后，再逆时针搅拌7分钟，间隔16分钟后再顺时针搅拌，如此循环搅拌；经过生物倍增反应从生物采用斜管沉淀池进行沉淀后出水。其进水和沉淀后出水的各项指标如下表所示：
实施例9
将待处理污水经过经过粗格栅把水中的漂浮物及在水流冲击下带来的大直径固态物质拦截下来，然后经过细格栅进一步去除水中的固体物质，而后流经沉砂池去除水中的砂石；
经过沉砂池后的污水进入生物倍增反应池进行反应，其中生物倍增反应池进水端的活性污泥(MLSS)浓度控制在8g/L，溶解氧(DO)浓度为控制在0.3mg/L，pH控制在7.5；生物倍增反应池的出水端活性污泥浓度控制在5g/L，溶解氧浓度控制在0.02mg/L，pH控制在7.3；从进水端到出水端之间的活性污泥浓度和溶解氧浓度逐渐降低，pH控制在7.4，采用碳酸氢镁调节pH；在靠近生物倍增反应池进水端的部分，搅拌时先顺时针搅拌5分钟，间隔10分钟后，再逆时针搅拌5分钟，间隔10分钟后再顺时针搅拌，如此循环搅拌；经过生物倍增反应从生物采用斜管沉淀池进行沉淀后出水。其进水和沉淀后出水的各项指标如下表所示：
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。