本发明涉及一种污水处理工艺，具体涉及一种畜禽养殖废水的生物脱氮工艺。
背景技术：
近年来我国规模化、集约化畜禽养殖业蓬勃发展，现代化封闭型的规模化养殖技术促进了我国城市的畜禽养殖业向优质高效发展，随之而来的畜禽养殖废水排放量也呈现逐年增加趋势，给地区造成了严重的土壤、水源和空气等环境污染污染。由于我国对猪肉的偏爱，养猪场的数量及规模较大，养猪场废水排放量占畜禽养殖场废水排放总量的一半以上。养猪场废水有机物含量高，codcr高达4000～8000mg/l，bod5高达1500～6000mg/l，氨氮浓度高达800～1500mg/l，还具有抗生素和病原体残留等特点，如不及时处理，不仅污染周围环境，也直接影响养猪场本身的卫生防疫，并将制约整个生猪养殖业的健康发展。养猪场的废水处理工艺要是利用厌氧生物处理技术，其优点是能高效降解水中的有机污染物，但很难除去废水中的氨氮。脱氮一般包括氨化、硝化、反硝化三个过程，先是异养型细菌把有机氮转化为氨态氮，氨态氮被自养型硝化菌氧化为亚硝态氮氮，亚硝态氮再被自养型硝化菌氧化为硝态氮，最后异养型反硝化菌将亚硝态氮和硝态氮还原为气态氮从污水中去除。然而生物脱氮过程存在以下矛盾：硝化菌是严格好氧菌，硝化反应需要好氧环境，而反硝化菌是兼性厌氧菌，需要在缺氧环境下进行。因此，畜禽养殖业废水氨氮很难达标排放。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种脱氮效果较好的畜禽养殖废水的生物脱氮工艺。
本发明提供的技术方案是畜禽养殖废水的生物脱氮工艺，养猪场废水通过管道流入经初沉池进行初次沉淀，初沉池出水经分配井分别流入厌氧池和1号生物池，厌氧池和1号生物池的分配体积比为20:1；厌氧池和1号生物池的出水合并流入2号生物池上部，然后从2号生物池上部流出，在2号生物池投加1～5kg五水硫酸铜/万吨污水，2号生物池出水再流入二沉池，二沉池出水直接排放。
当1号生物池底部污泥浓度≥1000mg/l时，do控制在0.5-1mg/l，当生物池底部污泥浓度＜1000mg/l时，do控制在1.5-4.5mg/l。
2号生物池的do控制在1.5-3mg/l。
在2号生物池中投加悬浮填料，其投加量为生物池容积的5～10％。
所述悬浮填料为聚丙烯空心环。
由于养猪场废水bod与n、p的比例严重失衡(正常bod5：n：p＝100:5:1)经初沉池初次沉淀后的出水直接进入1号生物池，且控制1号生物池较低的do，会导致丝状菌成为强势菌种，而菌胶团处于弱势，致使丝状菌生长伸出菌胶团外面造成污泥膨胀。
但为了控制1号生物池丝状菌的增殖不失控，必须控制污泥膨胀的程度，当1号生物池底部污泥浓度≥1000mg/l时，do控制在0.5-1mg/l，当生物池底部污泥浓度＜1000mg/l时，do控制在1.5-4.5mg/l。
1号生物池产生的少量膨胀污泥会跟着出水流入到2号生物池中，这些带有触手的丝状菌进入2号生物池后，会致使污水中的反硝化菌中的硝酸盐还原酶不再与细胞膜结合，而是位于细胞质膜和细胞壁之间，即为周质硝酸盐还原酶，这种酶不在厌氧反硝化中优先表达，而是在好氧反硝化中优先表达，其表达以及活性对氧分子的抑制不再敏感，这样硝化反应和反硝化反应就可以同步进行，大大提高了脱氮效率，也不需要额外设置污水回流装置，大大节约能耗。
在2号生物池中投加1～5kg五水硫酸铜/万吨污水，铜离子可以帮助硝酸盐还原酶转化成周质硝酸盐还原酶，使得反硝化细菌能适应好氧环境，从而提高脱氮效率。
在生物池中投加悬浮填料，可以是聚丙烯空心环，其投加量为生物池容积的5～10％。硝化菌和反硝化菌为附着性微生物，悬浮填料挂膜效果好，微生物在悬浮调料表面形成均匀而薄的生物膜，而老化的生物膜易脱落，被水流带走或者沉淀于生物池池底。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本发明在1号生物池中培养适量的丝状菌进入2号生物池，可帮助2号生物池的微生物系统中选择出大量的好氧型反硝化菌，这样就解决了硝化菌好氧而反硝化菌兼性厌氧的矛盾，可以在同一个生物池中完成硝化和反硝化，大大提高脱氮效果。
2)2号生物池的进水口设置在生物池上部，在生物池进水口大量有机物进入，此时脱氮的第一步将有机n转化为氨态氮硝态氮正好需要大量有机物，可以大大促进氨化细菌繁殖，由于有机物被氨化菌大量消耗，流入池底部的水中有机物锐减，此时有利于硝化细菌繁殖，最后一步废水再次通过生物池上部，硝态氮以及亚硝态氮被还原成n20/no/n2均需要大量的有机物作为底物，有利于脱氮最后一个步骤的顺利进行，并大大降低cod和bod。
3)本发明的养猪场污水处理系统对高浓度有机废水的降解效果较好，不仅能有效降解污水中的有机物，还能起到很好的脱氮效果，出水指标能达到gb18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》排放要求。
具体实施方式
以下具体实施例对本发明作进一步阐述，但不作为对本发明的限定。
实施例1
养猪场废水通过管道流入经初沉池进行初次沉淀，初沉池出水经分配井分别流入厌氧池和1号生物池，初沉池出水分配至厌氧池和1号生物池的体积比为20：1；当1号生物池底部污泥浓度≥1000mg/l时，do控制在0.5～1mg/l，当生物池底部污泥浓度＜1000mg/l时，do控制在1.5～4.5mg/l；厌氧池和1号生物池的出水合并流入2号生物池上部，然后从2号生物池上部流出，2号生物池的do控制在1.5～3mg/l，在2号生物池中投加悬浮填料，其投加量为生物池容积的5％；所述悬浮填料为聚丙烯空心环；在2号生物池投加1kg五水硫酸铜/万吨污水；2号生物池出水再流入二沉池，二沉池出水直接排放。
实施例2
养猪场废水通过管道流入经初沉池进行初次沉淀，初沉池出水经分配井分别流入厌氧池和1号生物池，初沉池出水分配至厌氧池和1号生物池的体积比为20：1；当1号生物池底部污泥浓度≥1000mg/l时，do控制在0.5～1mg/l，当生物池底部污泥浓度＜1000mg/l时，do控制在1.5～4.5mg/l；厌氧池和1号生物池的出水合并流入2号生物池上部，然后从2号生物池上部流出，2号生物池的do控制在1.5～3mg/l，在2号生物池中投加悬浮填料，其投加量为生物池容积的10％；所述悬浮填料为聚丙烯空心环；在2号生物池投加5kg五水硫酸铜/万吨污水；2号生物池出水再流入二沉池，二沉池出水直接排放。
实施例3
养猪场废水通过管道流入经初沉池进行初次沉淀，初沉池出水经分配井分别流入厌氧池和1号生物池，初沉池出水分配至厌氧池和1号生物池的体积比为20：1；当1号生物池底部污泥浓度≥1000mg/l时，do控制在0.5～1mg/l，当生物池底部污泥浓度＜1000mg/l时，do控制在1.5～4.5mg/l；厌氧池和1号生物池的出水合并流入2号生物池上部，然后从2号生物池上部流出，2号生物池的do控制在1.5～3mg/l，在2号生物池中投加悬浮填料，其投加量为生物池容积的8％；所述悬浮填料为聚丙烯空心环；在2号生物池投加2.5kg五水硫酸铜/万吨污水；2号生物池出水再流入二沉池，二沉池出水直接排放。
采用本发明的污水处理工艺对本养猪场的养殖废水进行处理，具体参数为：试验规模q＝1000m3/d,厌氧池的容积负荷为100kgcod/m3·d，厌氧池水力停留时间为72h；1号生物池的容积负荷为30kgcod/m3·d，生物池水力停留时间为32h，污泥龄为15～20d；2号生物池水力停留时间为48h，污泥龄为15～20d；初沉池水力负荷为3m3/m3·d，水力停留时间为12h，二沉池水力负荷为3m3/m3·d，水力停留时间为12h。进出水水质监测结果如下表：
进出水水质监测结果