本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种序批式活性污泥法实现短程硝化反硝化的生物脱氮技术及处理方法。
背景技术：
近年来，随着污水处理排放标准越来越严格，污水中氮的去除成为了污水处理厂的头等大事。废水中氮的去除方法主要有物化法和生物法。物化法脱氮一般只能去除污水中某种特定形态的氮,而且存在处理成本高,对环境有二次污染和再生方法不完善等问题。
生物法脱氮是指在微生物的联合作用下，污水中的有机氮及氨氮经过氨化作用、硝化反应、反硝化反应，最后转化为氮气的过程。其中，NH4+―→(硝化阶段)NO2-―→NO3-―→（反硝化阶段）NO2-→N2↑。
在传统硝化工艺中，一直把氨彻底氧化成硝酸盐（NH4+―→NO2-―→NO3-），主要目的是根除氮元素的好氧能力并避免亚硝酸盐对生物的毒害作用。但是，在废水脱氮中，把硝化阶段控制在亚硝酸阶段，使整个生物法脱氮过程通过NH4+―→NO2-―→N2↑这样的途径完成，这种方法就是短程硝化反硝化生物法脱氮。相比传统生物法脱氮，该方法具有：在硝化阶段减少了NO2-―→NO3-的过程,降低了25%耗氧量,减少了能耗；在反硝化阶段减少了NO3-―→NO2-的过程,减少了有机碳源的用量（甲醇消耗量节省40%）,降低了运行费用；缩短了反应过程,使反应时间缩短,可减少反应器容积,降低投资运行费用。
目前，我国绝大部分污水处理厂BOD5/TN和COD/TN均比较低，为保障出水达标，往往需要额外投加碳源，运营调试需要专业人员控制，运行管理非常复杂，造成运营成本大大增加。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供一种序批式活性污泥法实现短程硝化反硝化的生物脱氮技术，通过简单控制就能实现短程硝化反硝化过程。采用的技术方案如下：
序批式活性污泥法实现短程硝化反硝化的生物脱氮方法，包括进水、曝气好氧硝化、搅拌缺氧反硝化、再曝气好氧硝化、再搅拌短时曝气吹脱N2，沉淀、排水；周期内各个好氧、缺氧阶段的反应时间根据DO、ORP、pH参数的特征变化实时控制。
优选地，所述进水采用瞬时进水方式，待污水在序批式活性污泥法周期开始时一次加入。
优选地，所述曝气采用固定曝气量供养方式，曝气量大小由变频鼓风机调节，曝气时间由DO得反馈信息在线控制。
优选地，曝气好氧硝化这一阶段，氨氮逐渐减少，亚硝态氮逐渐增加；DO与ORP都在升高，pH值缓慢下降；当pH值下降了0.4-0.5时，停止曝气。
优选地，在第二次以上好氧硝化阶段，pH下降幅度可以选择0.8-1.0，以此控制中间的每一次好氧时间。
优选地，搅拌缺氧反硝化阶段为：曝气好氧硝化阶段产生的亚硝态氮经反硝化细菌作用全部被还原；当ORP迅速大幅度下降，出现肘点，同时pH值稳定，表明反硝化结束。
优选地，再曝气好氧硝化阶段为：又开始曝气，开始第二阶段的硝化反应，直到氨氮全部被氧化；由于在此之前的反硝化过程弥补了原水中碱度不足，使第二阶段硝化过程中有足够的碱度，当氨氮降为0mg/L时，混合液中仍有剩余碱度，继续曝气，pH值突然升高，DO也大幅度升高，DO与pH值曲线上同时出现跃升，表明硝化反应结束。
优选地，水温控制在25-30℃左右，pH为7.5-8.5，且在硝化反应过程中N03-N/NOx-N始终在5%以下。
本发明的有益效果：
（1）本发明可以实时控制SBR交替好氧缺氧各个阶段的反应时间，解决SBR的自动控制问题；且采取上述实时控制方法，及时结束曝气，并将水温控制在25-30℃左右，避免在系统内培养出硝酸菌。
（2）本发明的硝化反应过程中N03-N/NOx-N始终在5%以下，保证了短程硝化反硝化的稳定运行。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
以某锂电生产生活废水作为实验对象（COD浓度310mg/L，氨氮93mg/L，碱度为530mg/L，在线监测DO、ORP和pH值）。
生活废水进入SBR反应器，打开曝气器，在前100min是曝气好氧硝化阶段，氨氮逐渐减少，亚硝态氮逐渐增加。这一阶段，DO与ORP都在升高，pH值缓慢下降(硝化过程消耗碱度)。在第100 min时，停止曝气开始搅拌。由于此时混合液中还有大量的氨氮，因此第一阶段曝气结束前，DO与pH值曲线上没有拐点出现，只能人为地停止曝气，开始缺氧反硝化。
反硝化开始后，DO迅速降为零，ORP快速下降，pH值快速升高(反硝化产生碱度)。当第一阶段硝化产生的亚硝态氮全部被还原时，ORP迅速大幅度下降，出现肘点，同时pH值稳定，表明反硝化结束。
然后，又开始曝气，开始第二阶段的好氧硝化反应，直到氨氮全部被氧化。由于在此之前的反硝化过程弥补了原水中碱度不足，使第二阶段硝化过程中有足够的碱度，当氨氮降为0mg/L时，混合液中仍有剩余碱度，继续曝气（3min）吹脱N2，pH值突然升高，DO也大幅度升高，DO与pH值曲线上同时出现跃升，表明硝化反应结束。然后沉淀（30min）、排水（10min），至此，脱氮结束。
与第一阶段硝化反应相比，第二阶段硝化过程中pH下降的幅度明显加大，下降速度明显加快。这是由于第二阶段硝化反应过程中HCO矛碱度比第一阶段低。第一阶段硝化反应pH值下降0.3，第二阶段硝化反应pH值下降0.9。第二阶段硝化反应结束后，开始缺氧反硝化。当硝态氮达到0 mg/L时，ORP曲线上出现肘点C2，同时pH值趋于稳定，表明反硝化结束，停止搅拌。至此，SBR交替好氧缺氧的整个反应过程结束。
决定交替好氧缺氧总反应时间的主要是硝化反应，因为在反硝化碳源充足时，反硝化时间相对较短。每一次反硝化，直到硝态氮全部被还原才停止搅拌。因此，无论交替好氧缺氧循环几次，每一次反硝化都可以根据ORP曲线上肘点的出现来控制缺氧时间。而对于硝化反应，只有最后一次硝化反应，使氨氮全部被氧化，DO与pH变化曲线上出现跃升，可以根据跃升出现的时间控制最后一次好氧时间。在此之前的硝化反应，可以根据硝化反应过程中pH值的下降幅度控制反应时间。第一次硝化反应pH下降幅度可选择0.4-0.5，即硝化反应开始后pH值下降了0.4-0.5时，停止曝气，开始反硝化。如果交替好氧缺氧的循环次数超过两次，由于中间每一次硝化反应的pH值下降速度较大，因此pH下降幅度可以选择0.8-1.0，以此控制中间的每一次好氧时间。
采取以上控制策略，可以实时控制SBR交替好氧缺氧各个阶段的反应时间，解决SBR的自动控制问题。硝化反应并不是设定固定的水力停留时间(HRT)，而是根据原水氨氮浓度的变化在线控制反应时间。实际上，氨氮被亚硝化菌氧化为亚硝态氮的过程已彻底完成，而亚硝态氮被硝酸菌氧化为硝态氮的过程并没有彻底完成。如果延长曝气时间，累积的亚硝酸盐必将被氧化为硝酸盐，在系统内培养出硝酸菌。因此，只有采取上述实时控制方法，及时结束曝气，并将水温控制在25-30℃左右，pH7.5-8.5左右，避免在系统内培养出硝酸菌。在硝化反应过程中N03-N/NOx-N始终在5%以下，保证了短程硝化反硝化的稳定运行。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。