本发明属于污水处理技术领域，涉及一种去除乳清废水中总氮的方法，尤其涉及一种采用mbbr工艺去除乳清废水中总氮的方法。
背景技术：
大豆蛋白是应用现代生化工程技术通过对大豆蛋白质进行改性加工而制成的高科技植物性蛋白质产品，具有很高的营养和经济价值，广受人们的青睐。自20世纪70年代以来，大豆蛋白的生产在世界各国都有着迅速的发展。我国作为大豆的故乡，大豆食品的生产具有悠久的历史，近年来，国家投入了大量的人力和物力在发展新型大豆蛋白食品工业上。
大豆乳清废水是在大豆分离蛋白的工艺过程中产生的，主要来源于碱溶酸沉上清和水洗等工序。以我国目前的生产技术水平，大豆蛋白生产企业每生产1t大豆分离蛋白需要排放10t大豆乳清废水，因此，在大豆蛋白生产迅速发展的同时，也产生了大量的大豆乳清废水。乳清废水中含有丰富的乳清蛋白(分子量2000-20000)、大豆低聚糖(分子量300-700)、异黄酮等营养价值和经济价值很高的功能性物质，而且还含有较高的codcr(高达15000-32000mg/l)、bod5(高达5000-8000mg/l)、较低的ph(4.5)和一定浓度的胰蛋白酶抑制素，直接排放不仅会造成大量的资源浪费，而且其中的含氮化合物还会造成严重的环境污染。
目前，大豆乳清废水的常见处理方法是直接进行多级生物处理，利用厌氧和好氧法降低废水中的化学耗氧量cod和生物需氧量bod。这种传统的处理方法处理工艺复杂，设备投资巨大，日排放1t大豆乳清废水的处理设施建设费用大约需要1.0～1.5万元，而且达标难度大，效率低下。近些年，随着膜技术的飞速发展，由于膜技术独特的工艺特性，使之在固液分离领域得到了广泛应用，采用膜技术处理和回收大豆乳清废水中的有用成分或去除有害物质将具有广阔的前景。
对于含氮的有害物质引起的危害更是引起了人们的关注，因此，有必要将其中含的氮去除。在脱氮工艺中，缺氧池主要起反硝化去除硝态氮的作用，同时去除部分bod5。在现有技术中，提高缺氧池去除总氮能力，一般采取扩大池容、增加污泥浓度或增加反硝化菌数量方法，然而，上述方法投资比较大，因此局限性大。
技术实现要素：
为此，本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种去除乳清废水中总氮的方法，可以较低的成本显著降低乳清废水中总氮含量。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种去除乳清废水中总氮的方法，处理乳清废水的缺氧池内使用适合反硝化菌的生长、含亲水性成分的生物填料。亲水性成分优选为高密度聚氯乙烯(hdpe)。
作为优选，所述生物填料的悬浮填料比表面积>500m2/m3，例如为550～700m2/m3、600～900m2/m3、650～1000m2/m3、630～800m2/m3、700～1200m2/m3等，比重为0.96～0.98kg/l，填料填充率为20～45％，例如为22％、26％、30％、33％、36％、39％、42％、44％等。上述规格的材料有利于反消化菌的生长和繁殖，有利于总氮的降解。
作为优选，所述填料由4个同心管构成，内部为隔离壁，外表面呈波纹状，分格成“蜂巢”状，最里圈为圆形，中间层由内管和中间环之间的6个隔壁形成6个腔，外层由中间管和外部波纹环形成12个间隔间，也含12个等距的短棱，公称直径为25±2mm，公称长度为10±1mm。
作为优选，所述缺氧池的进水孔和/或出水孔处设置具有网孔结构的格栅或筛网，优选网孔的孔径为5～10mm，例如为6mm左右、7mm左右、9mm左右等。
作为优选，缺氧池内废水采用表吸式搅拌器进行搅拌，废水中的反硝化菌被吸附在载体表面，形成有机物薄层，微生物向所述生物填料表面迁移，同时，所述生物填料表面附着的微生物不断生长繁殖，形成生物膜，吸收降解废水中的有机物，生物膜在生物填料的表面形成，随着微生物老化，生物膜不断脱落、再生、更新，实现污水的脱氮脱磷。
作为优选，所述缺氧池中投入含亲水性成分的hdpe材质的生物填料后，表吸式搅拌器工作时，污水及表层的填料通过输入端进入外部导流筒内，在外部导流筒内的搅拌器的作用下，填料输出至污水池底部，使得所述生物填料均匀分布，避免造成填料堆积。
作为优选，乳清废水在进入缺氧池处理之前先经过预处理单元、酸化池、厌氧罐分别进行溶气气浮处理、预酸化处理、厌氧反应。溶气气浮处理后可去除废水中的悬浮物，厌氧反应可降解cod。
作为优选，乳清废水在缺氧池处理之后再进入好氧生化池进行生化反应，然后排入二沉池，进行固液分离，清水从出水槽排走，沉积下来的污泥一部分通过回流泵送至前端缺氧池，另一部分剩余污泥排至污泥处理装置。
作为优选，所述方法包括如下步骤：
(1)将乳清废水排入预处理单元，经过溶气气浮处理后，去除废水中的悬浮物；
(2)将经过预处理后的乳清废水排入酸化池，进行预酸化；
(3)经过酸化之后的废水送入厌氧罐进行厌氧反应，降解cod；
(4)从厌氧罐出来的废水进入缺氧池，在缺氧池内投放内部适合反硝化菌的生长、含亲水性成分的hdpe材质的生物填料；
(5)采用表吸式搅拌器对缺氧池内废水进行搅拌，废水中的反硝化菌被吸附在载体表面，形成有机物薄层，微生物向所述生物填料表面迁移，同时，所述生物填料表面附着的微生物不断生长繁殖，形成生物膜，吸收降解废水中的有机物，生物膜在生物填料的表面形成，随着微生物老化，生物膜不断脱落、再生、更新，实现污水的脱氮脱磷；
(6)将缺氧池内经过脱氮脱磷处理的污水，通过出水孔进入好氧生化池，进行生化反应，进一步降解废水中的bod5、cod及氨氮；
(7)将经过步骤(6)处理的好氧池污水，排入二沉池，进行固液分离，清水从出水槽排走，沉积下来的污泥一部分通过回流泵送至前端缺氧池，另一部分剩余污泥排至污泥处理装置。
步骤(3)中废水可通过泵送入厌氧罐。
作为优选，步骤(5)中所述表吸式搅拌器包括导向定位器、连接部、外部导流筒和搅拌装置，外部导流筒通过连接部固定在导向定位框上，搅拌器内置在外部导流筒内；外部导流筒上端为输入端，外部导流筒下端为输出端。表吸式搅拌器设置的外部导流筒能增大填料的循环量，并且不会造成填料的破碎。
作为优选，步骤(5)中所述搅拌器的搅拌强度为5～10w/m3污水，例如为6w/m3污水、7w/m3污水、7.5w/m3污水、8w/m3污水、8.5w/m3污水、9w/m3污水、9.6w/m3污水等。该范围的搅拌强度更有利于增加循环量且不会使填料破碎。
本发明方法处理的污水可为制作大豆分离蛋白时产生的乳清废水，乳清废水经过预处理后经过厌氧罐-缺氧区-好氧区，通过二沉池进行泥水分离，并且二沉池的污泥一部分回流至缺氧区，剩余污泥定期排放至污泥脱水车间，二沉池出水至后段处理，最终达标排放或回用。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例中使用的表吸式搅拌器包括导向定位器、连接部、外部导流筒和搅拌装置，外部导流筒通过连接部固定在导向定位框上，搅拌器内置在外部导流筒内；外部导流筒上端为输入端，外部导流筒下端为输出端。
实施例1
(1)将乳清废水排入预处理单元，经过溶气气浮处理后，去除废水中的悬浮物；
(2)将经过预处理后的乳清废水排入酸化池，进行预酸化；
(3)经过酸化之后的废水送入厌氧罐进行厌氧反应，降解cod；
(4)从厌氧罐出来的废水进入缺氧池，在缺氧池内投放内部适合反硝化菌的生长、含亲水性成分的hdpe材质的生物填料；
生物填料的悬浮填料比表面积为600m2/m3，比重为0.96kg/l，填料填充率为30％，填料由4个同心管构成，内部为隔离壁，外表面呈波纹状，分格成“蜂巢”状，最里圈为圆形，中间层由内管和中间环之间的6个隔壁形成6个腔，外层由中间管和外部波纹环形成12个间隔间，也含12个等距的短棱，公称直径为25±2mm，公称长度为10±1mm；
缺氧池的进水孔及出水孔处设置格栅或筛网，网孔的孔径为7mm；
(5)采用表吸式搅拌器对缺氧池内废水进行搅拌，废水中的反硝化菌被吸附在载体表面，形成有机物薄层，微生物向所述生物填料表面迁移，同时，所述生物填料表面附着的微生物不断生长繁殖，形成生物膜，吸收降解废水中的有机物，生物膜在生物填料的表面形成，随着微生物老化，生物膜不断脱落、再生、更新，实现污水的脱氮脱磷；
表吸式搅拌器进行搅拌的搅拌强度为7w/m3污水；
缺氧池中投入含亲水性成分的hdpe材质的生物填料后，表吸式搅拌器工作时，污水及表层的填料通过输入端进入外部导流筒内，在外部导流筒内的搅拌器的作用下，填料输出至污水池底部，使得所述生物填料均匀分布，避免造成填料堆积；
(6)将缺氧池内经过脱氮脱磷处理的污水，通过出水孔进入好氧生化池，进行生化反应，进一步降解废水中的bod5、cod及氨氮；
(7)将经过步骤(6)处理的好氧池污水，排入二沉池，进行固液分离，清水从出水槽排走，沉积下来的污泥一部分通过回流泵送至前端缺氧池，另一部分剩余污泥排至污泥处理装置。
该实施例将乳清废水中总氮含量由50mg/l降低至10mg/l。
实施例2
与实施例1相同，除了步骤(4)中生物填料的悬浮填料比表面积800m2/m3，比重为0.97kg/l，填料填充率为45％；步骤(5)中表吸式搅拌器进行搅拌的搅拌强度为10w/m3污水。
该实施例将乳清废水中总氮含量由50mg/l降低至8mg/l。
实施例3
与实施例1相同，除了步骤(4)中生物填料的悬浮填料比表面积1000m2/m3，比重为0.98kg/l，填料填充率为20％；步骤(5)中表吸式搅拌器进行搅拌的搅拌强度为5w/m3污水。
该实施例将乳清废水中总氮含量由49mg/l降低至8.5mg/l。
实施例4
与实施例1相同，除了步骤(4)中生物填料的悬浮填料比表面积1200m2/m3，比重为0.96kg/l，填料填充率为25％；步骤(5)中表吸式搅拌器进行搅拌的搅拌强度为6w/m3污水。
该实施例将乳清废水中总氮含量由51mg/l降低至9.6mg/l。
对比例1
与实施例1相同，除了步骤(4)中生物填料使用现有市售的生物填料。而目前的使用效果总氮含量只能由50mg/l降低至32mg/l。
对比例2
与实施例1相同，除了步骤(4)中生物填料的悬浮填料比表面积为300m2/m3。
该对比例将乳清废水中总氮含量由49mg/l降低至19.5mg/l。
对比例3
与实施例1相同，除了步骤(4)中生物填料的填料填充率为10％。
该对比例将乳清废水中总氮含量由49mg/l降低至18.5mg/l。
对比例4
与实施例1相同，除了步骤(4)中生物填料的填料填充率为55％。
该对比例将乳清废水中总氮含量由51mg/l降低至19.6mg/l。
对比例5
与实施例1相同，除了步骤(5)中表吸式搅拌器进行搅拌的搅拌强度为3w/m3污水。
该对比例将乳清废水中总氮含量由50.5mg/l降低至19.8mg/l。
对比例6
与实施例1相同，除了步骤(5)中表吸式搅拌器进行搅拌的搅拌强度为15w/m3污水。
该对比例将乳清废水中总氮含量由49.8mg/l降低至19.2mg/l。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。