CN104803480B - 多级生物反应器及采用该反应器处理污水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多级生物反应器及采用该反应器处理污水的方法,包括一级缺氧生物滤池、好氧曝气生物滤池、二级缺氧生物滤池、好氧膜生物反应池、污水输送管路、空气输送管路和抽吸泵；第一污水输送管与第一滤池的进水口连接，第二污水输送管与第三滤池的进水口之一连接；第二滤池的进水口与第一滤池的出水口连接；第三滤池的进水口之二与第二滤池的出水口连接；第四膜池的进水口与第三滤池的出水口连接；超滤膜组件的出水口通过管道与抽吸泵连接；空气提升器的出水口通过管道与第一滤池内部连接。本发明能够提高脱氮效率,提高生物除磷的效果；滤层结构传质效果好，反应效率高，避免堵塞现象；一体化结构，节省占地面积。

Description

多级生物反应器及采用该反应器处理污水的方法

技术领域

本发明涉及污水处理装置，具体涉及一种多级生物反应器及采用该反应器处理污水的方法。

背景技术

随着污水处理达标门槛的日益提高，国家对城镇污水排放标准日益严格，尤其是近期环保部出台的一系列水污染物排放标准(城镇污水排放须达一级A标准)，原有的城镇污水处理工艺很难实现达标排放。因此城镇污水处理工艺的提标改造尤为迫切。同时面对日益严重的水资源短缺问题，全世界都在探索水资源重复利用的新途径，其中污水处理后再生利用是解决水资源短缺的重要途径之一。因此污水处理在满足达标排放的前提下，进一步提高出水水质使其达到回用要求也是污水处理的发展方向。另外，现有的污水处理厂普遍占地面积较大，对于土地资源紧张、地价昂贵的大中型城市，污水处理的占地面积已经成为影响污水处理工艺选取的重要影响因素，越来越多的污水运营企业和工业生产企业在治理污水时将占地面积列为与投资、运行成本同样重要的经济指标。

曝气生物滤池(BAF)是一种新型的污水生物处理技术，集活性污泥法、生物接触氧化法的优点于一身，在生物反应器内装填比表面积大的颗粒状填料，为微生物提供附着生长的载体。由于其具有占地面积小、投资少、无污泥膨胀、出水水质好等特点，越来越受到重视。目前曝气生物滤池已广泛应用于污水处理领域。随着排放要求的提高和污水回用量的增加，目前常规的曝气生物滤池工艺存在的出水悬浮物浓度偏高、氮磷去除效率不高等问题日显突出，处理水达不到高排放标准排放和污水再生回用的要求。但我们通过长期研究发现BAF工艺也存在下列缺点和不足：

1)由于传统的BAF工艺缺乏生物除磷必需的厌氧好氧交替环境，一般总磷去除率不超过40％。除磷问题一直是限制其工程应用的障碍。

2)由于冬季气温偏低，微生物活性较差，使污水处理脱氮效率偏低，两级BAF反应器的对于总氮的去除效果不高，无法满足高标准脱氮的要求。

3)传统BAF工艺采用上向流的运行方式，在曝气的作用下部分脱落生物膜会随水排出，影响出水效果，尤其是在辅助加药同步絮凝时，絮凝颗粒也容易在气泡的扰动随水排走，造成处理效率下降。

4)曝气生物滤池运行中容易出现堵塞现象，增加反冲洗水量和反冲洗频率，运行管理难度和成本增加。

中国专利申请号为“201220242456.5”的实用新型专利公开了一种厌氧/好氧BAF-MBR小型集成中水回用装置，包括：原水箱，所述原水箱依次与好氧BAF，MBR水箱串联连接，所述好氧BAF内设有好氧BAF曝气头，所述MBR水箱内设有MBR曝气头，顶部设有超滤出水管，所述好氧BAF曝气头、MBR曝气头与气泵并联连接，所述原水箱与好氧BAF之间串联厌氧BAF。该装置通过厌氧BAF，截留大分子有机物，提高污水可生化性，提高在低温、低有机物含量的情况下，去除水中有机物的能力。但是还存在如下问题：1、该集成中水回用装置将三个主要净化装置按照工艺串联在一起，各装置之间完全独立分散，并非一体化装置，占地面积大。2、该集成中水回用装置采用普通滤层结构，存在传质效果差，反应效率低，易出现堵塞现象的问题。3、该集成中水回用装置主要是提高了去除水中有机物的能力,而对于氮磷的去除能力较差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是为了提供一种多级生物反应器及采用该反应器处理污水的方法，该生物反应器能够提高脱氮效率,提高生物除磷的效果；进一步地,该生物反应器采取特殊设计的滤层结构,传质效果好，反应效率高，避免了堵塞现象；更进一步地,该生物反应器为一体化结构，节省占地面积。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多级生物反应器，其特征在于：包括一级缺氧生物滤池、好氧曝气生物滤池(好氧BAF)、二级缺氧生物滤池、好氧膜生物反应池(好氧MBR)、污水输送管路、空气输送管路和抽吸泵；

所述一级缺氧生物滤池包括第一滤池、设置于第一滤池中部的第一生物滤层结构；所述第一滤池的上部设有进水口，所述第一滤池的下部设有出水口；

所述好氧曝气生物滤池包括第二滤池、设置于第二滤池中部的第二生物滤层结构和设置于第二生物滤层结构下方的第一曝气装置；所述第二滤池的下部设有进水口，所述第二滤池的上部设有出水口；

所述二级缺氧生物滤池包括第三滤池、设置于第三滤池中部的第三生物滤层结构；所述第三滤池的上部设有进水口，所述第三滤池的下部设有出水口；

所述好氧膜生物反应池包括第四膜池、设置于第四膜池底部的第二曝气装置、设置于第四膜池中的超滤膜组件和设置于第四膜池中的空气提升器；所述第四膜池的下部设有进水口；

所述污水输送管路包括第一污水输送管和第二污水输送管；所述第一污水输送管与第一滤池的进水口连接，所述第二污水输送管与第三滤池的进水口之一连接；所述第二滤池的进水口与所述第一滤池的出水口连接；所述第三滤池的进水口之二与第二滤池的出水口连接；所述第四膜池的进水口与第三滤池的出水口连接；所述第四膜池中的超滤膜组件的出水口通过管道与设于第四膜池外部的抽吸泵连接；所述空气提升器的出水口通过管道与第一滤池内部连接；

所述空气输送管路包括第一空气输送管、第二空气输送管和第三空气输送管；第一空气输送管与第一曝气装置的进气口连接，所述第二空气输送管与空气提升器的进气口连接，第三空气输送管与第二曝气装置的进气口连接。

作为优选，所述第一生物滤层结构包括上、下两层第一滤板以及设置在两层第一滤板之间的第一颗粒状生物滤料，上、下两层第一滤板的孔径均小于第一颗粒状生物滤料的直径；

作为优选，第二生物滤层结构包括上、下两层第二滤板以及设置在两层第二滤板之间的第二颗粒状生物滤料，上、下两层第二滤板的孔径均小于第二颗粒状生物滤料的直径；

作为优选，所述第三生物滤层结构包括上、下两层第三滤板以及设置在两层第三滤板之间的第三颗粒状生物滤料，上、下两层第三滤板的孔径均小于第三颗粒状生物滤料的直径。

作为优选，在第二滤池和第四滤池中分别设置排污管。

作为优选，在第一污水输送管和第二污水输送管上分别设有一个流量分配仪，流量分配仪由电控阀门和流量计组成，可以自动调节二条管线上的进水流量分配；在抽吸泵的出水管道上设置流量压差在线测定仪，实时传输流量和跨膜压差数据；在第一空气输送管、第二空气输送管和第三空气输送管上分别设置阀门和气体流量计；在排污管上设置阀门；在第二滤池和第四滤池中分别设置DO在线检测仪，在第一滤池和第三滤池中分别设置ORP在线检测仪，可根据好氧过程的DO检测与缺氧过程的ORP检测结果来调整曝气量和回流量，来实现脱氮除磷的在线控制过程。

作为优选，所述的一级缺氧生物滤池、好氧曝气生物滤池、二级缺氧生物滤池、好氧膜生物反应池为一体化结构，上述四个池体依次沿逆时针或顺时针方向呈田字形布置，相邻的池体之间共用同一个池壁。

作为优选，一级缺氧生物滤池、好氧曝气生物滤池、二级缺氧生物滤池、好氧膜生物反应池为一体化结构，上述四个池体依次沿横向或纵向并排布置，相邻的池体之间共用同一个池壁。

采用上述多级生物反应器处理污水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将污水分别通过第一污水输送管和第二污水输送管送入一级缺氧生物滤池和二级缺氧生物滤池中,分别为第一部分污水和第二部分污水；

2)第一部分污水在一级缺氧生物滤池进行第一次净化处理，具体过程为：第一部分污水从第一滤池的上部进水口进入,经过第一生物滤层结构净化处理后，由第一滤池的下部出水口流出；一级缺氧生物滤池在缺氧状态下运行；

3)经过第一次净化处理后的第一部分污水在好氧生物滤池进行第二次净化处理，具体过程为：由第一滤池的下部出水口流出的第一部分污水进入第二滤池的下部进水口，经过第二生物滤层结构净化处理后，由第二滤池的上部出水口流出；在净化过程中，控制第一曝气装置进行连续曝气，使得第二滤池在好氧状态下运行；

4)经过第二次净化处理后的第一部分污水与第二部分污水在二级生物滤池中汇合，然后进行第三次净化处理，具体过程为：由第二滤池的上部出水口流出的第一部分污水进入第三滤池的上部进水口之一；第二部分污水由第二污水输送管进入第三滤池的上部进水口之二；第一部分污水与第二部分污水汇合并经过第三生物滤层结构净化处理后，混合液由第三滤池的下部出水口流出；二级缺氧生物滤池在缺氧状态下运行；

5)经过第三次净化处理后的混合液在好氧膜生物反应池进行第四次净化处理，具体过程为：由第三滤池的下部出水口流出的污水进入第四膜池的下部进水口，其中的一部分混合液在空气提升器的作用下回流到第一滤池中，一部分混合液在抽吸泵的作用下经过超滤膜组件净化处理后向外排出；在净化过程中，控制第二曝气装置进行连续曝气，使得第四膜池在好氧状态下运行。

作为优选，在步骤1)中，第一部分污水与第二部分污水的进水流量之比为6-8:2-4。

作为优选，在步骤2)中，在第一滤池中的水力停留时间为1.0h,第一生物滤层结构的滤料填充比为50％，滤料粒径5-8mm，滤板孔径3-5mm。

作为优选，在步骤3)中，在第二滤池中的水力停留时间为1.5-2.0h,气水比1-3:1，溶解氧大于1.5-2.0mg/L；第三生物滤层结构的滤料填充比为50％，滤料粒径5-8mm，滤板孔径3-5mm。

作为优选，在步骤4)中，在第三滤池中的水力停留时间为0.5-1.0h；第三生物滤层结构的滤料填充比为50％，滤料粒径5-8mm，滤板孔径3-5mm。

作为优选，在步骤5)中，在第四膜池中的水力停留时间为1.0-2.0h,污水回流量与进水量之比为30％-100％，气水比1-3:1，溶解氧大于2.0mg/L。

本发明的有益效果在于：

1)本发明将多级BAF与MBR系统相结合，采用缺氧BAF-好氧BAF-再缺氧BAF-再好氧MBR的多级处理工艺，实现污染物高效去除和污水的高标准排放或回用；

2)本发明采用分段进水动态分配碳源，根据运行过程中硝态氮的变化规律自动对二个进水点的碳源进行分配，实现前后二级脱氮，提高脱氮效率；MBR混合液回流装置的设置，实现脱氮效果的同时提高生物除磷的效果。

3)本发明BAF滤层采用双层滤板中悬浮颗粒滤料的模式，一是滤料处于流化状态，传质效果好，反应效率高，同时颗粒滤料之间间隙大，避免了堵塞现象；二是双层采用多孔滤板，滤板孔径小于滤料孔径，避免滤料流失，同时脱落生物膜和污水中的悬浮物可以穿过滤板排出滤料层，底部曝气时微气泡可以进入滤料层，双层多孔滤板既可以实现固定滤料层，又起到与周边环境进行固气液交换的作用，克服了原有滤池的不足。

4)本发明的构筑物一体化设计，结构紧凑，四部分池体公用池壁，节省占地面积，有利于保温。

5)本发明与原有工艺相比回流比较低，节省了硝化液回流量，同时采用悬浮颗粒滤料避免滤料层的频繁反冲洗，可以大幅度降低运行成本。

综上所述，本发明采用多级BAF-MBR一体化生物反应器处理城市污水，COD去除率可以达到92～95％，总氮去除率达到80％以上，TP去除率70％以上，SS去除率100％。与原有工艺相比在水质处理效果大幅度提升的同时，可节省运行成本20％以上，节省占地面积30％以上。

附图说明

图1为本发明实施例1所述的多级生物反应器的结构示意图。

图2为本发明实施例2所述的多级生物反应器的结构示意图。

其中，1、一级缺氧生物滤池；11、第一滤池；12、第一生物滤层结构；121、第一滤板；122、第一颗粒状生物滤料；2、好氧曝气生物滤池；21、第二滤池；22、第二生物滤层结构；23、第一曝气装置；221、第二滤板；222、第二颗粒状生物滤料；3、二级缺氧生物滤池；31、第三滤池；32、第三生物滤层结构；321、第三滤板；322、第三颗粒状生物滤料；4、好氧膜生物反应池；41、第四膜池；42、第二曝气装置；43、超滤膜组件；44、空气提升器；5、污水输送管路；51、第一污水输送管；52、第二污水输送管；6、空气输送管路；61、第一空气输送管；62、第二空气输送管；63、第三空气输送管；7、抽吸泵；8、排污管；9、流量分配仪。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

实施例1：

参照图1，本实施例所述的一种多级生物反应器，包括一级缺氧生物滤池1、好氧曝气生物滤池2、二级缺氧生物滤池3、好氧膜生物反应池4、污水输送管路5、空气输送管路6和抽吸泵7；

所述一级缺氧生物滤池1包括第一滤池11、设置于第一滤池11中部的第一生物滤层结构12；所述第一滤池11的上部设有进水口，所述第一滤池11的下部设有出水口；所述第一生物滤层结构12包括上、下两层第一滤板121以及设置在两层第一滤板121之间的第一颗粒状生物滤料122，上、下两层第一滤板121的孔径均小于第一颗粒状生物滤料122的直径；

所述好氧曝气生物滤池2包括第二滤池21、设置于第二滤池21中部的第二生物滤层结构22和设置于第二生物滤层结构22下方的第一曝气装置23；所述第二滤池21的下部设有进水口，所述第二滤池21的上部设有出水口；第二生物滤层结构22包括上、下两层第二滤板221以及设置在两层第二滤板221之间的第二颗粒状生物滤料222，上、下两层第二滤板221的孔径均小于第二颗粒状生物滤料222的直径；

所述二级缺氧生物滤池3包括第三滤池31、设置于第三滤池31中部的第三生物滤层结构32；所述第三滤池31的上部设有进水口，所述第三滤池31的下部设有出水口；所述第三生物滤层结构32包括上、下两层第三滤板321以及设置在两层第三滤板321之间的第三颗粒状生物滤料322，上、下两层第三滤板321的孔径均小于第三颗粒状生物滤料322的直径。

所述好氧膜生物反应池4包括第四滤池41、设置于第四膜池41底部的第二曝气装置42、设置于第四膜池41中的超滤膜组件43和设置于第四膜池41中的空气提升器44；所述第四膜池41的下部设有进水口；

所述污水输送管路5包括第一污水输送管51和第二污水输送管52；所述第一污水输送管51与第一滤池11的进水口连接，所述第二污水输送管52与第三滤池31的进水口之一连接；所述第二滤池21的进水口与所述第一滤池11的出水口连接；所述第三滤池31的进水口之二与第二滤池21的出水口连接；所述第四膜池41的进水口与第三滤池31的出水口连接；所述第四膜池41中的超滤膜组件43的出水口通过管道与设于第四膜池41外部的抽吸泵7连接；所述空气提升器44的出水口通过管道与第一滤池11内部连接；

所述空气输送管路6包括第一空气输送管61、第二空气输送管62和第三空气输送管63；第一空气输送管61与第一曝气装置23的进气口连接，所述第二空气输送管62与空气提升器44的进气口连接，第三空气输送管63与第二曝气装置42的进气口连接。

在第二滤池21和第四膜池41中分别设置排污管8。

在第一污水输送管51和第二污水输送管52上分别设有一个流量分配仪9，流量分配仪由电控阀门和流量计组成，可以自动调节二条管线上的进水流量分配；在抽吸泵的出水管道上设置流量压差在线测定仪，实时传输流量和跨膜压差数据；在第一空气输送管、第二空气输送管和第三空气输送管上分别设置阀门和气体流量计；在排污管上设置阀门；在第二滤池和第四膜池中分别设置DO在线检测仪，在第一滤池和第三滤池中分别设置ORP在线检测仪，可根据好氧过程的DO检测与缺氧过程的ORP检测结果来调整曝气量和回流量，来实现脱氮除磷的在线控制过程。

一级缺氧生物滤池1、好氧曝气生物滤池2、二级缺氧生物滤池3、好氧膜生物反应池4为一体化结构，上述四个池体依次沿横向或纵向并排布置，相邻的池体之间共用同一个池壁。

有机污染物和氮的去除方式:

经过预处理的污水首先由上部进入一级缺氧生物滤池1，该池处于缺氧状态，由于好氧膜生物反应池4中空气提升器产生的硝化液回流也由上部进入一级缺氧生物滤池1，与进水混合后向下流经过细孔滤板进入滤料层，在轻质悬浮滤料表面附着的微生物的作用下完成初步脱氮作用，并能去除部分有机物。一级缺氧生物滤池1底部出水直接进入好氧曝气生物滤池2底部，好氧曝气生物滤池2采用连续曝气处于好氧状态，水流向上穿过细孔滤板进入滤料层，混合液中的有机污染物在推流过程中被滤料表面附着的微生物进一步降解，同时完成含氮化合物的硝化过程。好氧曝气生物滤池2上部出水进入二级缺氧生物滤池3上部同时与部分进水混合，二级缺氧生物滤池3处于缺氧状态，池中水流向下穿越细孔滤板进入滤料层，好氧曝气生物滤池2出水带来的硝态氮与进水带来的碳源在滤料表面的微生物的作用下实现二次脱氮作用，处理后污水由二级缺氧生物滤池3底部进入好氧膜生物反应池4。好氧膜生物反应池4是MBR系统，底部曝气处于好氧状态，继续对废水中的有机污染物进行降解，同时继续硝化将剩余含氮化合物转化为硝态氮，硝态氮随好氧膜生物反应池4中设置的空气提升器44进入一级缺氧生物滤池1继续处理，好氧膜生物反应池4中混合液经过超滤膜组件43的分离作用，产生清水外排或回用。

磷的去除方式:

混合液在空气提升回流装置的作用下实现由一级缺氧生物滤池1-好氧膜生物反应池4-一级缺氧生物滤池1的循环，其中一级缺氧生物滤池1和二级缺氧生物滤池3处于缺氧状态，其内部的滤料层内处于厌氧状态，好氧曝气生物滤池2和好氧膜生物反应池4处于好氧状态，混合液中的微生物在循环过程中交替经过厌氧、缺氧、好氧等状态，为聚磷菌和为反硝化除磷菌的生长创造了条件，污水中的磷转移到聚磷菌体内后通过系统排泥去除。

采用上述多级生物反应器处理污水的方法，包括以下步骤：

1)将污水分别通过第一污水输送管和第二污水输送管送入一级缺氧生物滤池和二级缺氧生物滤池中,分别为第一部分污水和第二部分污水；

2)第一部分污水在一级缺氧生物滤池进行第一次净化处理，具体过程为：第一部分污水从第一滤池的上部进水口进入,经过第一生物滤层结构净化处理后，由第一滤池的下部出水口流出；一级缺氧生物滤池在缺氧状态下运行；

3)经过第一次净化处理后的第一部分污水在好氧生物滤池进行第二次净化处理，具体过程为：由第一滤池的下部出水口流出的第一部分污水进入第二滤池的下部进水口，经过第二生物滤层结构净化处理后，由第二滤池的上部出水口流出；在净化过程中，控制第一曝气装置进行连续曝气，使得第二滤池在好氧状态下运行；

4)经过第二次净化处理后的第一部分污水与第二部分污水在二级生物滤池中汇合，然后进行第三次净化处理，具体过程为：由第二滤池的上部出水口流出的第一部分污水进入第三滤池的上部进水口之一；第二部分污水由第二污水输送管进入第三滤池的上部进水口之二；第一部分污水与第二部分污水汇合并经过第三生物滤层结构净化处理后，混合液由第三滤池的下部出水口流出；二级缺氧生物滤池在缺氧状态下运行；

5)经过第三次净化处理后的混合液在好氧膜生物反应池进行第四次净化处理，具体过程为：由第三滤池的下部出水口流出的污水进入第四膜池的下部进水口，其中的一部分混合液在空气提升器的作用下回流到第一滤池中，一部分混合液在抽吸泵的作用下经过超滤膜组件净化处理后向外排出；在净化过程中，控制第二曝气装置进行连续曝气，使得第四膜池在好氧状态下运行。

在步骤1)中，第一部分污水与第二部分污水的进水流量之比为8:2。

在步骤2)中，在第一滤池中的水力停留时间为1.0h,第一生物滤层结构的滤料填充比为50％，滤料粒径5mm，滤板孔径3mm。

在步骤3)中，在第二滤池中的水力停留时间为1.5h,气水比1:1，溶解氧大于1.5mg/L；第三生物滤层结构的滤料填充比为50％，滤料粒径5mm，滤板孔径3mm。

在步骤4)中，在第三滤池中的水力停留时间为0.5h；第三生物滤层结构的滤料填充比为50％，滤料粒径5mm，滤板孔径3mm。

在步骤5)中，在第四膜池中的水力停留时间为1.0h,污水回流量与进水量之比为30％，气水比1:1，溶解氧大于2.0mg/L。

实施例2：

参照图2，本实施例的特点是：所述的一级缺氧生物滤池、好氧曝气生物滤池、二级缺氧生物滤池、好氧膜生物反应池为一体化结构，上述四个池体依次沿逆时针或顺时针方向呈田字形布置，相邻的池体之间共用同一个池壁。其他与实施例1相同。

实施例3：

本实施例的特点是：在采用上述多级生物反应器处理污水的方法中，在步骤1)中，第一部分污水与第二部分污水的进水流量之比为7:3。

在步骤2)中，在第一滤池中的水力停留时间为1.0h,第一生物滤层结构的滤料填充比为50％，滤料粒径6mm，滤板孔径4mm。

在步骤3)中，在第二滤池中的水力停留时间为2.0h,气水比2:1，溶解氧大于1.5mg/L；第三生物滤层结构的滤料填充比为50％，滤料粒径6mm，滤板孔径4mm。

在步骤4)中，在第三滤池中的水力停留时间为1.0h；第三生物滤层结构的滤料填充比为50％，滤料粒径6mm，滤板孔径4mm。

在步骤5)中，在第四膜池中的水力停留时间为1.5h,污水回流量与进水量之比为50％，气水比2:1，溶解氧大于2.0mg/L。

其他与实施例1相同。

实施例4：

本实施例的特点是：在采用上述多级生物反应器处理污水的方法中，在步骤1)中，第一部分污水与第二部分污水的进水流量之比为6:4。

在步骤2)中，在第一滤池中的水力停留时间为1.0h,第一生物滤层结构的滤料填充比为50％，滤料粒径8mm，滤板孔径5mm。

在步骤3)中，在第二滤池中的水力停留时间为2.0h,气水比3:1，溶解氧大于2.0mg/L；第三生物滤层结构的滤料填充比为50％，滤料粒径8mm，滤板孔径5mm。

在步骤4)中，在第三滤池中的水力停留时间为1.0h；第三生物滤层结构的滤料填充比为50％，滤料粒径8mm，滤板孔径5mm。

在步骤5)中，在第四膜池中的水力停留时间为2.0h,污水回流量与进水量之比为100％，气水比3:1，溶解氧大于2.0mg/L。

其他与实施例1相同。

采用本发明实施例1-4所述的多级生物反应器处理污水，COD去除率可以达到92～95％，总氮去除率达到80％以上，TP去除率70％以上，SS去除率100％。与原有工艺相比在水质处理效果大幅度提升的同时，可节省运行成本20％以上，节省占地面积30％以上。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多级生物反应器，其特征在于：包括一级缺氧生物滤池、好氧曝气生物滤池、二级缺氧生物滤池、好氧膜生物反应池、污水输送管路、空气输送管路和抽吸泵；

所述一级缺氧生物滤池包括第一滤池、设置于第一滤池中部的第一生物滤层结构；所述第一滤池的上部设有进水口，所述第一滤池的下部设有出水口；

所述好氧曝气生物滤池包括第二滤池、设置于第二滤池中部的第二生物滤层结构和设置于第二生物滤层结构下方的第一曝气装置；所述第二滤池的下部设有进水口，所述第二滤池的上部设有出水口；

所述二级缺氧生物滤池包括第三滤池、设置于第三滤池中部的第三生物滤层结构；所述第三滤池的上部设有进水口，所述第三滤池的下部设有出水口；

所述好氧膜生物反应池包括第四膜池、设置于第四膜池底部的第二曝气装置、设置于第四膜池中的超滤膜组件和设置于第四膜池中的空气提升器；所述第四膜池的下部设有进水口；

所述污水输送管路包括第一污水输送管和第二污水输送管；所述第一污水输送管与第一滤池的进水口连接，所述第二污水输送管与第三滤池的进水口之一连接；所述第二滤池的进水口与所述第一滤池的出水口连接；所述第三滤池的进水口之二与第二滤池的出水口连接；所述第四膜池的进水口与第三滤池的出水口连接；所述第四膜池中的超滤膜组件的出水口通过管道与设于第四膜池外部的抽吸泵连接；所述空气提升器的出水口通过管道与第一滤池内部连接；

所述空气输送管路包括第一空气输送管、第二空气输送管和第三空气输送管；第一空气输送管与第一曝气装置的进气口连接，所述第二空气输送管与空气提升器的进气口连接，第三空气输送管与第二曝气装置的进气口连接。

2.根据权利要求1所述的多级生物反应器，其特征在于：所述第一生物滤层结构包括上、下两层第一滤板以及设置在两层第一滤板之间的第一颗粒状生物滤料，上、下两层第一滤板的孔径均小于第一颗粒状生物滤料的直径。

3.根据权利要求1所述的多级生物反应器，其特征在于：所述第二生物滤层结构包括上、下两层第二滤板以及设置在两层第二滤板之间的第二颗粒状生物滤料，上、下两层第二滤板的孔径均小于第二颗粒状生物滤料的直径。

4.根据权利要求1所述的多级生物反应器，其特征在于：所述第三生物滤层结构包括上、下两层第三滤板以及设置在两层第三滤板之间的第三颗粒状生物滤料，上、下两层第三滤板的孔径均小于第三颗粒状生物滤料的直径。

5.根据权利要求1所述的多级生物反应器，其特征在于：在第二滤池和第四膜池中分别设置排污管。

6.根据权利要求5所述的多级生物反应器，其特征在于：在第一污水输送管和第二污水输送管上分别设有一个流量分配仪，流量分配仪由电控阀门和流量计组成；在抽吸泵的出水管道上设置流量压差在线测定仪；在第一空气输送管、第二空气输送管和第三空气输送管上分别设置阀门和气体流量计；在排污管上设置阀门；在第二滤池和第四滤池中分别设置DO在线检测仪，在第一滤池和第三滤池中分别设置ORP在线检测仪。

7.根据权利要求1所述的多级生物反应器，其特征在于：所述的一级缺氧生物滤池、好氧曝气生物滤池、二级缺氧生物滤池、好氧膜生物反应池为一体化结构，上述四个池体依次沿逆时针或顺时针方向呈田字形布置，相邻的池体之间共用同一个池壁。

8.根据权利要求1所述的多级生物反应器，其特征在于：所述的一级缺氧生物滤池、好氧曝气生物滤池、二级缺氧生物滤池、好氧膜生物反应池为一体化结构，上述四个池体依次沿横向或纵向并排布置，相邻的池体之间共用同一个池壁。

9.采用根据权利要求1所述的多级生物反应器处理污水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将污水分别通过第一污水输送管和第二污水输送管送入一级缺氧生物滤池和二级缺氧生物滤池中,分别为第一部分污水和第二部分污水；

2)第一部分污水在一级缺氧生物滤池进行第一次净化处理，具体过程为：第一部分污水从第一滤池的上部进水口进入,经过第一生物滤层结构净化处理后，由第一滤池的下部出水口流出；一级缺氧生物滤池在缺氧状态下运行；

3)经过第一次净化处理后的第一部分污水在好氧生物滤池进行第二次净化处理，具体过程为：由第一滤池的下部出水口流出的第一部分污水进入第二滤池的下部进水口，经过第二生物滤层结构净化处理后，由第二滤池的上部出水口流出；在净化过程中，控制第一曝气装置进行连续曝气，使得第二滤池在好氧状态下运行；

4)经过第二次净化处理后的第一部分污水与第二部分污水在二级生物滤池中汇合，然后进行第三次净化处理，具体过程为：由第二滤池的上部出水口流出的第一部分污水进入第三滤池的上部进水口之一；第二部分污水由第二污水输送管进入第三滤池的上部进水口之二；第一部分污水与第二部分污水汇合并经过第三生物滤层结构净化处理后，混合液由第三滤池的下部出水口流出；二级缺氧生物滤池在缺氧状态下运行；

5)经过第三次净化处理后的混合液在好氧膜生物反应池进行第四次净化处理，具体过程为：由第三滤池的下部出水口流出的污水进入第四膜池的下部进水口，其中的一部分混合液在空气提升器的作用下回流到第一滤池中，一部分混合液在抽吸泵的作用下经过超滤膜组件净化处理后向外排出；在净化过程中，控制第二曝气装置进行连续曝气，使得第四膜池在好氧状态下运行。

10.根据权利要求9所述的多级生物反应器处理污水的方法，其特征在于：

在步骤1)中，第一部分污水与第二部分污水的进水流量之比为6-8:2-4；

在步骤2)中，在第一滤池中的水力停留时间为1.0h,第一生物滤层结构的滤料填充比为50％，滤料粒径5-8mm，滤板孔径3-5mm；

在步骤3)中，在第二滤池中的水力停留时间为1.5-2.0h,气水比1-3:1，溶解氧大于1.5-2.0mg/L；第三生物滤层结构的滤料填充比为50％，滤料粒径5-8mm，滤板孔径3-5mm；

在步骤4)中，在第三滤池中的水力停留时间为0.5-1.0h；第三生物滤层结构的滤料填充比为50％，滤料粒径5-8mm，滤板孔径3-5mm；

在步骤5)中，在第四滤池中的水力停留时间为1.0-2.0h,污水回流量与进水量之比为30％-100％，气水比1-3:1，溶解氧大于2.0mg/L。