CN108002660B - 深度废水处理系统以及污水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深度废水处理系统。具体的，本发明提出了一种污水处理系统，包括：进水箱；臭氧流化床处理单元，所述臭氧流化床处理单元与所述进水箱相连；以及生物膜组合处理单元，所述生物膜组合处理单元与所述进水箱以及所述臭氧流化床处理单元相连。由此，该污水处理系统不仅构造简单紧凑，占地面积小，污泥膨胀率低，传质效率高，出水更加优质稳定，还能减小膜污染，降低能耗和污水处理成本，并且该污水处理系统可根据来水水质灵活选择污水处理单元，操作方便，适用性强。

Description

深度废水处理系统以及污水处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体地，涉及一种深度废水处理系统，更具体地，涉及污水处理系统以及污水处理方法。

背景技术

随着人口规模的不断扩大和社会经济的持续发展，城市生活污水以及工业污水的排放量也随之增长，污水处理负荷持续加重，这对污水处理水平的要求也越来越高。微生物可以去除污水中溶解性和胶体状态的可生化有机物以及磷素、氮素等，具有高效率、低能耗、低成本、操作简单以及反应条件温和等优点。臭氧催化氧化法利用臭氧分解产生的羟基自由基（•OH）可以氧化分解污水中的难降解有机物，具有氧化能力强、选择性弱、不产生二次污染等优势，是一种有效的污水深度处理技术。

然而，目前的污水处理系统以及污水处理方法仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

发明人发现，目前的污水处理系统，普遍存在出水水质不佳，出水中仍然残留有难降解的有机污染物，并且污水处理成本比较高的问题。发明人经过深入研究发现，这是由目前的臭氧催化氧化反应器、微生物反应器、污水处理系统以及处理工艺均存在缺陷导致的。

一方面，目前的臭氧催化氧化反应器，由于臭氧、污水和臭氧催化剂（即气液固三相）的接触不够充分，造成了催化氧化效率较低、成本较高等问题。例如，传统的臭氧填充床反应器，臭氧、污水和催化剂的接触方式比较单一，一般只通过同向流或者异向流的方式接触反应，臭氧、污水和催化剂之间接触不够充分，从而限制了臭氧与污水中有机物的传质过程，导致催化氧化效能整体偏低，难以进一步降低污水的COD值，并且造成臭氧利用率低，污水处理成本较高的问题。

另一方面，目前利用微生物处理污水的方法中，生物膜法虽然具有耐冲击负荷、占地面积小、污泥膨胀率低等优点，反应器内游离微生物也较少，然而在实际运行中，微生物群容易从生物载体填料表面脱落，使得出水澄清度降低，出水水质不稳定。膜生物反应器（MBR）作为一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，具有出水优质稳定、剩余污泥量少、占地面积小等优点，然而传统的MBR中污泥浓度较高，游离微生物的存在容易形成膜污染，导致出水压力与运行成本的增加。

又一方面，目前包含多个处理单元的污水处理系统以及处理工艺也存在一些缺陷。目前的污水处理系统，为了充分降解污水中的有机物，一般会将多个污水处理单元结合使用，例如，污水处理系统可以包括臭氧催化氧化处理单元以及微生物处理单元等。目前的污水处理系统，多个处理单元之间的连接方式是单向并且固定的，即污水在各个处理单元中的流动方向以及流动路径是固定的。例如，将污水由进水箱供给到第一处理单元中，然后依次经过第二处理单元、第三处理单元等，最后由净水箱收集依次经过全部处理单元处理的净水。因此，该污水处理系统不能根据来水的水质以及污水处理情况，灵活选择合适的污水处理单元以及污水流动路径，从而导致该污水处理系统的适用范围受限，并且会导致污水处理效果不佳以及浪费污水处理成本。

有鉴于此，在本发明的一个方面，本发明提出了一种污水处理系统。根据本发明的实施例，所述污水处理系统包括：进水箱；臭氧流化床处理单元，所述臭氧流化床处理单元与所述进水箱相连，且包括：第一壳体；陶瓷膜组件，所述陶瓷膜组件垂直设置在所述第一壳体中，所述陶瓷膜组件包括一个或多个陶瓷膜，所述陶瓷膜组件与所述第一壳体的侧壁、顶面以及底面之间，均预留有互相连通的水流通道；第一进水口，所述第一进水口设置在所述第一壳体的上部，并被配置为可通过所述陶瓷膜组件与所述第一壳体的侧壁之间的所述水流通道，将污水供给至所述陶瓷膜组件中； 第一出水口，所述第一出水口设置在所述第一壳体的上部，且与所述第一进水口相对设置；以及第一曝气口，所述第一曝气口设置在所述第一壳体的底部；以及生物膜组合处理单元，所述生物膜组合处理单元包括：第二壳体，所述第二壳体中设置有隔板，所述隔板在所述第二壳体中限定出生物反应空间以及膜过滤空间，所述隔板的底部具有第一水流通孔，所述第二壳体靠近所述生物反应空间的一侧设置有第二进水口，所述第二进水口分别与所述进水箱以及所述第一出水口相连，所述第二壳体靠近所述膜过滤空间一侧的顶部设置有第二出水口；生物载体填料，所述生物载体填料设置在所述生物反应空间中，且所述生物反应空间的底部，设置有第二曝气口；膜组件，所述膜组件垂直设置在所述膜过滤空间中，且所述膜过滤空间的底部，设置有膜过滤曝气口。由此，该污水处理系统不仅构造简单紧凑，占地面积小，污泥膨胀率低，传质效率高，出水更加优质稳定，还能减小膜污染，降低能耗和污水处理成本，并且该污水处理系统可根据来水水质灵活选择污水处理单元，操作方便，适用性强。

根据本发明的实施例，所述臭氧流化床处理单元进一步包括：所述陶瓷膜组件进一步包括膜组件壳体，所述膜组件壳体具有4个侧壁，所述4个侧壁与所述第一壳体的侧壁之间，均预留有水流通道。由此，所述膜组件壳体可以进一步支撑和固定所述陶瓷膜，并且污水可在所述膜组件壳体与所述水流通道之间四面环流流动，进一步加强了传质，提高了该臭氧流化床处理单元内的传质速率。

根据本发明的实施例，所述臭氧流化床处理单元进一步包括：所述陶瓷膜组件进一步包括：设置在多个所述陶瓷膜之间的隔流板。由此，所述隔流板可在陶瓷膜之间限定出多个流道，进一步加强了传质，提高了该臭氧流化床处理单元内的传质速率，使出水更加优质稳定。

根据本发明的实施例，所述生物膜组合处理单元中，所述隔板的顶部设置有第二水流通孔。由此，经过所述膜过滤空间的污水可以翻越所述隔板，并从所述第二水流通孔流至所述生物反应空间中，再通过所述隔板底部的所述第一水流通孔回流至所述膜过滤空间中，形成内循环流动。该过程中，污水从膜过滤空间底部向上流动，可以冲刷清洗膜组件表面，减小膜污染，并且，该内循环流动能将从生物载体填料表面脱落，并通过第一水流通孔进入膜过滤空间中的游离微生物，回流至所述生物反应空间中并重新固定，由此，减少了膜过滤空间中的游离微生物，进一步减小了膜污染，降低了出水压力和运行成本。

根据本发明的实施例，所述生物膜组合处理单元中，所述生物反应空间中具有第一隔板，所述第一隔板垂直设置在所述生物反应空间中，所述第一隔板的顶部与所述第二壳体之间、或者所述第一隔板的底部与所述第二壳体之间均预留有水流通路，所述第二壳体、所述第一隔板以及所述隔板之间，限定出依次排列的升流区以及降流区。由此，污水可在所述生物反应空间内折流式流动，增大了污水与生物载体填料的接触面积，从而提高了污水处理效率。

根据本发明的实施例，所述生物膜组件处理单元进一步包括多个平行排列的所述第一隔板。由此，所述生物反应空间内包括多个依次排列的升流区以及降流区，污水可在所述多个依次排列的升流区以及降流区内折流式流动，进一步增大了污水与生物载体填料的接触面积，进一步提高了污水处理效率。

根据本发明的实施例，所述升流区的体积小于所述降流区的体积。由此，污水在所述降流区的流动速度比较慢，有利于在降流区形成厌氧或缺氧环境，以便微生物对污水进行厌氧或缺氧处理，进一步提高了污水处理效率。

根据本发明的实施例，所述生物膜组合处理单元中，进一步包括：多个第二曝气口，所述第二曝气口位于所述升流区以及所述降流区至少之一的底部。由此，通过控制所述多个第二曝气口的打开和关闭，可以简便地调节所述升流区以及降流区中的溶解氧含量，有利于根据需要在所述升流区和/或降流区中形成好氧、缺氧以及厌氧环境，以便微生物对污水进行好氧、缺氧或者厌氧处理，进一步提高了出水水质，并且曝气产生的气水升力还有助于升流区中的污水向上流动。

根据本发明的实施例，所述生物膜组合处理单元中，进一步包括：多个辅助第一进水口，所述辅助第一进水口设置在所述生物反应空间的顶部且位于所述降流区中。由此，有利于灵活调节进水位置以及水力停留时间，从而可以根据所处理的污水水质选择合适的生物反应空间的体积，有助于降低处理成本。

根据本发明的实施例，所述第一隔板与所述第二壳体之间的水流通路被设置为可关闭。由此，可以简便地根据需要控制污水在所述生物反应空间内的流动路径。

根据本发明的实施例，所述生物膜组合处理单元中，进一步包括：回流出水口，所述回流出水口设置在靠近所述膜过滤空间的所述降流区的底部；以及回流进水口，所述回流进水口设置在靠近所述第一进水口的所述升流区的底部，且所述回流出水口以及所述回流进水口之间通过水流管路相连。由此，可以根据所处理的污水水质，简便地使所述污水在所述生物反应空间内循环处理，进一步提高了出水水质。

根据本发明的实施例，所述污水处理系统进一步包括：至少一个臭氧填充柱，所述臭氧填充柱的进水端与所述进水箱相连，所述臭氧填充柱的出水端分别与所述臭氧流化床处理单元以及所述生物膜组合处理单元相连。由此，可以进一步对污水中的有机物进行臭氧氧化处理，进一步提升出水水质。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种利用前面所述的污水处理系统进行污水处理的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：利用所述臭氧流化床处理单元以及所述生物膜组合单元，对所述污水进行臭氧流化床催化氧化处理以及生物膜组合降解处理的至少之一，其中，所述臭氧流化床催化氧化处理包括：将污水从第一进水口供给至臭氧流化床处理单元中，以便所述污水在所述第一壳体中经陶瓷膜组件进行过滤处理，并通过陶瓷膜组件与所述第一壳体的侧壁、顶面以及底面之间的水流通道形成环流，由第一出水口流出所述臭氧流化床处理单元；所述生物膜组合降解处理包括：将所述污水由所述第二第一进水口供给至生物膜组合处理单元中，并利用第二曝气口对所述生物反应空间进行曝气，以便生物载体填料中的微生物，在生物反应空间与所述污水发生反应，并从隔板底部的第一水流通孔供给至膜过滤空间，在膜过滤曝气口曝气的条件下，从位于所述膜过滤空间顶部的第二出水口排出。由此，可以简便地对污水进行臭氧催化氧化处理和/或生物膜组合降解处理，加强了传质，提高了该臭氧流化床处理单元内的传质速率，并且使出水水质更加优质稳定，可减小膜污染，降低出水压力和运行成本，并且该污水处理方法可根据来水水质灵活选择污水处理单元，操作方便，适用性强。

根据本发明的实施例，所述臭氧流化床催化氧化处理进一步包括：向所述第一壳体内加入第一催化剂，从第一曝气口曝臭氧以及空气，使污水以及所述第一催化剂从所述陶瓷膜组件的底部上升，并从所述陶瓷膜组件和所述第一壳体的顶面之间的水流通道，流至所述陶瓷膜组件和所述第一壳体的侧壁之间的水流通道并下降，在曝气条件下上升，以便形成所述环流。由此，促进了污水中有机物的臭氧催化氧化分解，提高了反应速率，提升了出水水质。

根据本发明的实施例，所述生物膜组合降解处理进一步包括：打开所述隔板顶部的第二水流通孔，以便所述膜过滤空间中的污水，回流至生物反应空间。污水可进一步从隔板底部的第一水流通孔回流至膜过滤空间，使污水内循环流动。由此，污水可以冲刷清洗膜组件表面，减小膜污染，并且，该内循环流动能将从生物载体填料表面脱落，并通过第一水流通孔进入膜过滤空间中的游离微生物，回流至所述生物反应空间中并重新固定，由此，减少了膜过滤空间中的游离微生物，进一步减小了膜污染，降低了出水压力和运行成本。

根据本发明的实施例，所述生物膜组合降解处理进一步包括：将进水箱中的污水由多个辅助第一进水口中的一个，供给至降流区中，并关闭沿着污水流通的方向，设置在与所述进水箱相连的所述辅助第一进水口之前的第一隔板的顶部与所述第二壳体之间的水流通路。由此，可以简便地调节进水位置以及水力停留时间，可以根据所处理的污水水质选择合适的生物反应空间的体积，有助于降低处理成本。

根据本发明的实施例，所述生物膜组合降解处理进一步包括：打开回流出水口，将经过靠近所述膜过滤空间的降流区的污水，通过所述回流进水口供给至靠近所述第一进水口的所述升流区。由此，可以根据所处理的污水水质，简便地使所述污水在所述生物反应空间内循环处理，进一步提高了出水水质。

根据本发明的实施例，所述生物膜组合降解处理进一步包括：多个所述升流区以及多个所述降流区中的每一个的底部，均设置有所述第二曝气口，所述方法进一步包括：根据污水的来水水质，控制多个所述第二曝气口的开关，以便控制多个所述升流区以及多个所述降流区中的每一个的处理环境。由此，可以根据来水水质灵活地选择污水处理环境为好氧、厌氧和/或缺氧，进一步提升出水水质。

根据本发明的实施例，所述污水处理方法进一步包括：根据污水的来水水质，将进水箱中的污水，供给至臭氧填充柱中；或将进水箱中的污水，供给至所述臭氧催化氧化单元中。由此，可以进一步提升出水水质。

附图说明

图1显示了根据本发明一个实施例的污水处理系统的结构示意图；

图2显示了根据本发明一个实施例的陶瓷膜组件的部分结构俯视图；

图3显示了根据本发明另一个实施例的陶瓷膜组件的部分结构俯视图；

图4显示了根据本发明一个实施例的生物膜组合处理单元的结构示意图；

图5显示了根据本发明另一个实施例的污水处理系统的结构示意图；

图6显示了根据本发明又一个实施例的污水处理系统的结构示意图；

图7显示了根据本发明一个实施例的污水处理方法的方法流程图；以及

图8显示了根据本发明另一个实施例的污水处理方法的方法流程图。

附图标记：

1000：污水处理系统；100：进水箱；200：臭氧流化床处理单元；210：第一壳体；220：陶瓷膜组件；221：陶瓷膜；222：隔流板；223：膜组件壳体；230：水流通道；240：第一曝气口；300：生物膜组合处理单元；310：第二壳体；320：隔板；321：第一水流通孔；322：第二水流通孔；330：生物反应空间；331：第一隔板；332：升流区；333：降流区；334：水流通路；335：辅助第一进水口；336：回流出水口；337：回流进水口：340：膜过滤空间；341：膜组件；350：生物载体填料；361：第二曝气口；362：膜过滤曝气口；363：曝气管路；10：第一进水口；20：第一出水口；30：第二进水口；40：第二出水口；400：净水箱；500：臭氧填充柱；510：填充柱进水端；520：填充柱出水端。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种污水处理系统。根据本发明的实施例，参考图1，污水处理系统1000包括：进水箱100、臭氧流化床处理单元200以及生物膜组合处理单元300。总的来说，该污水处理系统1000可根据来水水质灵活选择污水处理单元，操作方便，适用性强。

臭氧流化床处理单元200与进水箱100相连，并且臭氧流化床处理单元200包括：第一壳体210以及垂直设置在第一壳体210中的陶瓷膜组件220，其中，陶瓷膜组件220包括一个或多个陶瓷膜221，陶瓷膜组件220与第一壳体210的侧壁、顶面以及底面之间，均预留有互相连通的水流通道230（如图1所示出的，陶瓷膜组件220与第一壳体210的侧壁之间的水流通道230A、陶瓷膜组件220与第一壳体210的顶面之间的水流通道230B以及陶瓷膜组件220与第一壳体210的底面之间的水流通道230C），第一壳体210底部设置有第一曝气口240，第一壳体210的上部设置有第一进水口10，第一壳体210的上部与第一进水口10相对的一侧设置有第一出水口20，并且通过第一进水口10，可将污水从陶瓷膜组件220与第一壳体210的侧壁之间的水流通道230A供给至陶瓷膜组件220中。由此，污水可在陶瓷膜组件220以及水流通道230之间环流流动，从而加强了传质，提高了该臭氧流化床处理单元200内的传质速率，使出水更加优质稳定，并且降低了污水处理成本。

根据本发明的实施例，生物膜组合处理单元300包括：第二壳体310、设置在第二壳体310中的隔板320、隔板320在第二壳体310中限定出的生物反应空间330以及膜过滤空间340。其中，第二壳体310靠近生物反应空间330的一侧设置有第二进水口30，第二进水口30分别与进水箱100以及第一出水口20相连，第二壳体310靠近膜过滤空间340一侧的顶部设置有第二出水口40，生物反应空间330中设置有生物载体填料350，生物反应空间330的底部设置有第二曝气口361，隔板320的底部设置有第一水流通孔321，膜过滤空间340中设置有膜组件341，且膜过滤空间340的底部设置有膜过滤曝气口362。由此，该生物膜组合处理单元300不仅耐冲击负荷，构造简单紧凑，占地面积小，污泥膨胀率低，减小了游离微生物对膜组件341的污染，并且还具有以下优点：一方面，膜组件341可以过滤脱落的微生物，从而使出水更加优质稳定；另一方面，污水从隔板320底部的第一水流通孔321流入膜过滤空间340，并在膜过滤曝气口362曝气产生的气水升力的作用下，从第二壳体310顶部的出水口20排出的过程中，可以清洁膜组件341表面，进一步减小了膜污染，降低了运行压力和生产成本。

为了方便理解，下面首先对根据本发明实施例的污水处理系统能够实现上述有益效果的原理进行说明：

一方面，发明人发现，目前的臭氧催化氧化反应器普遍存在催化氧化效率较低、成本较高等问题。发明人经过深入研究发现，这主要是由臭氧、污水和催化剂（即气液固三相）的接触不够充分造成的。例如，传统的臭氧填充床反应器，臭氧、污水和催化剂的接触方式比较单一，一般只通过同向流或者异向流的方式接触反应，臭氧、污水和催化剂之间接触不够充分，从而限制了臭氧与污水中有机物的传质过程，导致催化氧化效能整体偏低，难以进一步降低污水的COD值，并且造成臭氧利用率低，污水处理成本较高的问题。根据本发明实施例的臭氧流化床处理单元200，将陶瓷膜组件220设置在第一壳体210的中心，即在陶瓷膜组件220与第一壳体210的侧壁、顶面以及底面之间，均预留由互相连通的水流通道230，由此，污水可从陶瓷膜组件220的底部，在第一曝气口240曝气产生的气水升力的作用下，上升至陶瓷膜组件220的顶部，并且通过陶瓷膜组件220与第一壳体210的顶面之间的水流通道230B向下环流，经过陶瓷膜组件220与第一壳体210的侧壁之间的水流通道230A以及陶瓷膜组件220与第一壳体210的底面之间的水流通道230C，重新从底部回流至陶瓷膜组件220中。由此，污水在陶瓷膜组件220与水流通道230之间环流流动，并且污水可以向陶瓷膜组件220四周的各个方向进行环流流动，从而极大地加强了传质，提高了臭氧流化床处理单元200内的传质速率，使出水更加优质稳定，并且降低了污水处理成本。

另一方面，发明人发现，目前利用微生物处理污水的方法，均存在一些缺陷。例如，生物膜法虽然具有耐冲击负荷、占地面积小、污泥膨胀率低等优点，反应器内游离微生物也较少，然而在实际运行中，微生物群容易从生物载体填料表面脱落，使得出水澄清度降低，出水水质不稳定。另一方面，膜生物反应器（MBR）作为一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，具有出水优质稳定、剩余污泥量少、占地面积小等优点，然而传统的MBR中污泥浓度较高，游离微生物的存在容易形成膜污染，导致出水压力与运行成本的增加。而根据本发明实施例的生物膜组合处理单元300，参考图1，通过工艺改造，一方面，在传统生物膜法的基础上，在生物反应空间330的一侧设置膜过滤空间340，并且膜过滤空间340中设置有膜组件341，膜组件341可以有效过滤从生物载体填料350表面脱落的微生物群，从而使出水更加优质和稳定，改善了传统生物膜法反应器的缺点；另一方面，将传统的MBR中的生物处理单元替换为具有生物载体填料350的生物反应空间330，减小了传统MBR中游离微生物对MBR膜组件的污染，改善了传统MBR的缺点。并且，根据本发明实施例的生物膜组合处理单元300，通过巧妙设计污水的流动路径，即污水从隔板320底部的第一水流通孔321流入膜过滤空间340，通过膜过滤曝气口362曝气产生气水升力的作用下，污水可以冲刷清洗膜组件341的表面，减小了膜污染，降低到了运行压力和成本。

又一方面，发明人发现，目前包含多个处理单元的污水处理系统以及处理工艺也存在一些缺陷。目前的污水处理系统，为了充分降解污水中的有机物，一般会将多个污水处理单元结合使用，例如，污水处理系统可以包括臭氧催化氧化处理单元以及微生物处理单元等。目前的污水处理系统，多个处理单元之间的连接方式是单向并且固定的，即污水在各个处理单元中的流动方向以及流动路径是固定的。因此，该污水处理系统不能根据来水的水质以及污水处理情况，灵活选择合适的污水处理单元以及污水流动路径，从而导致该污水处理系统的适用范围受限，并且会导致污水处理效果不佳以及浪费污水处理成本。而根据本发明实施例的污水处理系统1000，首先臭氧流化床处理单元200以及生物膜组合处理单元300均具有较好的污水处理效果，因此可以保证每个单元中出水水质的稳定。其次，进水箱100分别与臭氧流化床处理单元200以及生物膜组合处理单元300相连，即可以根据污水来水的水质，决定将污水供给至哪一个单元中进行处理，避免了污水机械地通过该系统中的每一个单元，造成处理时间的延长以及设备运行成本的升高。即：根据本发明实施例的污水处理系统，通过巧妙设计各个污水处理单元，例如进水箱100、臭氧流化床处理单元200以及生物膜组合处理单元300之间的连接方式，使污水既可以从进水箱100依次经过臭氧流化床处理单元200以及生物膜组合处理单元300的处理，也可以只经过臭氧流化床处理单元200，或者只经过生物膜组合处理单元300的处理，由此，根据本发明实施例的污水处理系统1000，可以根据来水水质灵活选择污水处理单元，操作方便，其适用性强，出水优质，并且节省污水处理成本。

下面，根据本发明的实施例，对该系统的各个单元及其工作原理、运行方式进行详细说明：

根据本发明的实施例，第一壳体210以及第二壳体310的大小不受特别限制，本领域技术人员可以根据污水处理场地的大小、所处理污水的水质和处理量等情况灵活选择。灵活选择。并且，根据本发明实施例的污水处理系统，由于一体化的结构设计，减少了个污水处理单元之间的管路连接与水头损失，工艺衔接更为紧凑流畅，因而更容易装置构型的放大。

根据本发明的实施例，臭氧流化床处理单元200中，陶瓷膜组件220的大小不受特别限制，只要能使陶瓷膜组件220位于第一壳体210的中心，即陶瓷膜组件220与第一壳体210的侧壁、顶面以及底面之间均预留有互相连通的水流通道230即可。具体的，陶瓷膜组件220的大小可以根据第一壳体210的大小来进行设置。根据本发明的实施例，陶瓷膜组件220可以包括一个或多个陶瓷膜221，陶瓷膜221的具体材料不受特别限制，可以为常规的陶瓷膜，只要能过滤污水、截留粒径较小的催化剂即可。根据本发明的实施例，陶瓷膜组件220内只有一个陶瓷膜221时，污水可以在陶瓷膜组件220以及水流通道230之间两面环流流动。陶瓷膜组件220内有多个陶瓷膜221时，污水可以在陶瓷膜组件220以及水流通道230之间四面环流流动。根据本发明的实施例，陶瓷膜221的孔道中还可以包括具有催化作用的金属，例如二氧化锰颗粒，从而陶瓷膜221可以在过滤出水的同时，在其孔道中催化臭氧氧化反应。由此，一方面进一步氧化降解污水中的有机物，提升出水水质；另一方面，通过陶瓷膜孔道内的臭氧氧化反应，可以有效地减小膜污染，降低出水压力和能耗。根据本发明的实施例，陶瓷膜221的数目以及设置方式不受特别限制，只要能限定出污水在陶瓷膜组件220内向上流动的流道即可。根据本发明的实施例，陶瓷膜组件220可以进一步包括设置在陶瓷膜221之间的隔流板222，由此，隔流板222可在陶瓷膜221之间限定出更多水流向上流动的流道，从而进一步加强了传质，提高了臭氧流化床处理单元200内的传质速率，使出水更加优质稳定。根据本发明的实施例，隔流板222的数目以及设置方式不受特别限制，只要能分割出多个水流向上流动的流道即可。例如，参考图2，隔流板222可以平行于陶瓷膜221设置；参考图3，隔流板222也可以垂直于陶瓷膜221设置。根据本发明的实施例，陶瓷膜组件220可以进一步包括膜组件壳体223，膜组件壳体223环绕多个陶瓷膜221设置，即膜组件壳体223可以具有4个侧壁，4个侧壁与第一壳体210的侧壁之间，均预留有水流通道230。由此，膜组件壳体223可以进一步支撑和固定多个陶瓷膜221，并且污水可在陶瓷膜壳体223与水流通道230之间四面环流流动，进一步加强了传质，提高了该臭氧流化床处理单元200内的传质速率。

为了进一步提高污水处理系统的污水处理性能，根据本发明的实施例，臭氧流化床处理单元200可以进一步包括臭氧产生装置（图中未示出），臭氧产生装置与第一曝气口240相连。由此，臭氧产生装置可向第一壳体210中提供臭氧，促进污水中有机物的臭氧氧化分解，使出水更加优质。

为了进一步提高污水处理系统的污水处理性能，根据本发明的实施例，臭氧流化床处理单元200可以进一步包括设置在第一壳体210上的第一催化剂入口（图中未示出）。由此，可通过第一催化剂入口向第一壳体内提供第一催化剂，臭氧、污水以及第一催化剂可在陶瓷膜组件220以及水流通道230之间环流流动。在该过程中，臭氧、污水以及第一催化剂可以充分接触和反应，能更加充分地降解污水中的有机物，从而提升了有机物的臭氧催化氧化处理效率，提高了臭氧的利用率，降低了污水处理成本。根据本发明的实施例，第一催化剂的具体类型不受特别限制，只要能催化臭氧产生羟基自由基并氧化污水中的有机物即可。例如可以为颗粒状催化剂，也可以为粉末催化剂。根据本发明的实施例，第一催化剂的加入方式不受特别限制，可以直接将第一催化剂从第一催化剂入口加入，在第一曝气口240曝气产生的气水升力的作用下，第一催化剂可以在第一壳体210内处于流化状态，充分地与臭氧以及污水接触反应。根据本发明的另一些实施例，第一催化剂也可以涂覆在陶瓷膜221的表面，臭氧和污水在陶瓷膜组件220内环流流动时，也可以充分地与陶瓷膜221上的第一催化剂接触反应。

为了进一步提高污水处理系统的污水处理性能，根据本发明的实施例，臭氧化流床处理单元200可以进一步包括设置在第一壳体210上的双氧水入口（图中未示出）。由此，可通过双氧水入口向第一壳体210内提供双氧水，臭氧、双氧水、污水以及第一催化剂可在陶瓷膜组件220以及水流通道230之间环流流动。在该过程中，臭氧、双氧水、污水以及第一催化剂可以充分接触和反应。并且在该过程中，臭氧和双氧水的协同作用更有助于产生具有极强的氧化作用的羟基自由基，进而可以对污水中的有机物进行充分的氧化降解，进一步提高了污水中有机物的氧化分解效率，提升了出水水质。

为了进一步提高污水处理系统的污水处理性能，根据本发明的实施例，臭氧流化床处理单元200可以进一步包括设置在第一壳体210内的紫外光照装置（图中未示出），紫外光照装置适于向陶瓷膜组件220照射紫外光。由此，第一壳体210中的臭氧可在紫外光的作用下产生羟基自由基，进一步提高污水中有机物的臭氧氧化分解效率，提升出水水质。根据本发明的实施例，紫外光照装置也可以与第一催化剂和/或双氧水同时作用，由此，进一步提高了臭氧产生羟基自由基的速率，提高了污水中有机物的臭氧氧化分解效率，进一步提升出水水质。

为了进一步提高污水处理系统的污水处理性能，根据本发明的实施例，臭氧流化床处理单元200可以进一步包括设置在第一壳体210顶部的尾气回收口（图中未示出），由此，第一壳体210内没有发生反应的臭氧以及曝气产生的空气可以从尾气回收口排出，提高了臭氧流化床处理单元200的安全性。

根据本发明的实施例，生物膜组合处理单元300中，隔板320的设置方式不受特别限制，只要能在第二壳体310中分隔出垂直设置的生物反应空间330和膜过滤空间340，并且在隔板320的底部预留有第一水流通孔321即可，例如，可以在隔板320的底部与第二壳体310的底部之间留有间隙，以便形成第一水流通孔321。进一步地，隔板320可以设置为可在第二壳体310中沿垂直方向运动的，由此，可以通过隔板320在第二壳体310中沿垂直方向的运动，来简便地实现第一水流通孔321的打开和关闭。具体的，也可以在隔板320上设置水流截止阀，通过水流截至阀的开关，来简便地实现第一水流通孔321的打开和关闭。

根据本发明的另一些实施例，参考图4，隔板320的顶部也可以设置第二水流通孔322。第二水流通孔322的设置方式不受特别限制，例如，可以与第一水流通孔321的设置方式相同。由此，经过膜过滤空间340的污水可以翻越隔板320，并从隔板320顶部的第二水流通孔322流至生物反应空间330中，再通过隔板320底部的第一水流通孔321回流至膜过滤空间340中，形成内循环流动。该过程中，污水从膜过滤空间340底部向上流动，可以冲刷清洗膜组件341表面，减小膜污染，并且，该内循环流动能将从生物载体填料350表面脱落，并通过第一水流通孔321进入膜过滤空间340中的游离微生物，回流至生物反应空间330中并重新固定，由此，减少了膜过滤空间中400的游离微生物，进一步减小了膜污染，降低了出水压力和运行成本。此外，由于生物反应空间330中，微生物处理污水时包括溶解氧消耗的过程，因此，为了保证生物反应空间330的处理效果，通常需要对生物反应空间330进行强曝气处理。而根据本发明实施例的系统，由于膜过滤空间340将生物分解过程与膜过滤过程进行了分离，因此膜过滤空间340中并无显著的溶解氧消耗。因此，回流至生物反应空间330中的污水中，含有较多的溶解氧（依靠膜过滤第一曝气口620提供），从而可以进一步增强生物反应空间330的处理效果，也可以节省生物反应空间的曝气量，进而降低运行成本。本领域技术人员能够理解的是，传统的MBR污水处理过程，依靠在污泥中添加微生物，与过滤膜进行复合，实现污水的处理。而在根据本发明实施例的系统中，也可以有部分含有微生物的污泥，进入膜过滤空间340中。由于膜过滤空间340底部设置有膜过滤曝气口362，且水流方向平行于膜组件341，因此膜组件341也不会因有污泥进入膜过滤空间340，而造成污染。

根据本发明的实施例，膜组件341的具体种类不受特别限制，只要将膜组件341垂直设置在膜过滤空间340中即可，例如可以为微滤膜、超滤膜的至少之一。根据本发明的实施例，膜组件341的材质不受特别限制，例如可以为有机膜也可以为无机膜。滤膜的具体形状也不受特别限制，可以为平板膜以及中空纤维膜的至少之一。

根据本发明的实施例，生物载体填料350的种类和数目不受特别限制，只要能有助于微生物的附着以及有助于污水与微生物的充分接触和反应即可，例如，可以为悬挂式纤维填料、填充式颗粒填料的至少之一。根据本发明的实施例，生物载体填料350还可以包括第二催化剂，第二催化剂的具体种类不受特别限制，只要能使污水中的有机物发生催化氧化反应即可。由此，污水供给至生物反应空间330时，不仅可以进行生化处理，还可以进行化学氧化处理，进一步提升了出水水质。尤其待处理污水中的BOD/COD比较低、污水的可生化性较差时，通过第二催化剂的化学氧化处理，可以提高污水的BOD/COD比，从而有利于微生物对污水进行生化处理，进一步提升了出水水质。

根据本发明的实施例，生物膜组合处理单元300可以进一步包括：吸附剂入口（图中未示出），吸附剂入口可以设置在第二壳体310靠近生物反应空间330的一侧。由此，可以通过吸附剂入口向生物反应空间330中加入具有生物/有机质吸附能力的粉末，例如活性炭粉末，由此，可以进一步提升出水水质。

根据本发明的实施例，参考图4，生物反应空间330中可以垂直设置第一隔板331，并且第一隔板331的顶部与第二壳体310之间或者第一隔板331的底部与第二壳体310之间均预留有水流通路334（参考图4中的334A以及334A’），第二壳体310、第一隔板331以及隔板320之间，限定出依次排列的升流区332以及降流区333（参考图4中的箭头所示出的水流方向）。由此，污水可在生物反应空间330内折流式流动，增大了污水与生物载体填料350（图中未示出）的接触面积，从而提高了污水处理效率。根据本发明的实施例，生物膜组合处理单元300可以包括多个平行排列的第一隔板331，也即是说，第一隔板331的数目不受特别限制，本领域技术人员可以根据所处理污水的水质和水量等情况进行合理设计，多个第一隔板331可以在生物反应空间330内限定出多个依次排列的升流区332以及降流区333，从而进一步增大了污水与生物载体填料的接触面积，提高了污水处理效率。根据本发明的实施例，水流通路334的具体设置方式不受特别限制，例如，可以沿着水流在生物反应空间330中流通的方向（如图4中的箭头所示出），在第一隔板331的顶部与第二壳体310之间或者第一隔板331的底部与第二壳体310之间留有间隙即可。进一步地，第一隔板331可以设置为可在生物反应空间330中沿垂直方向运动的，由此，可以通过第一隔板331在生物反应空间330中沿垂直方向的运动，来简便地实现水流通路334的打开和关闭。根据本发明的另一些实施例，水流通路334也可以由设置在第一隔板331上水流截止阀来简便地实现水流通路334的打开和关闭。由此，可以根据所处理污水的水质来调节生物反应空间330内的污水的流动路径，操作方便而且灵活。

根据本发明的实施例，生物反应空间330的底部设置有多个第二曝气口361，第二曝气口361位于升流区332以及降流区333的至少之一的底部。具体的，第二曝气口361可位于每个升流区332以及降流区333中。由此，通过控制多个第二曝气口361的打开和关闭，可以简便地调节每一个升流区332以及每一个降流区333中的溶解氧含量，有利于根据需要在升流区332和/或降流区333中形成好氧、厌氧或者缺氧环境，以便微生物对污水进行好氧、缺氧或者厌氧处理，进一步提高了出水水质。此时，每一个升流区332以及每一个降流区333中的处理环境，均可以通过第二曝气口361的开关，或是供气量进行调节。曝气产生的气水升力还有助于升流区332中的污水向上流动。根据本发明的具体实施例，可以打开升流区332中的第二曝气口361，并关闭降流区333中的第二曝气口361，由此，升流区332中形成好氧环境，有助于微生物对污水中有机物进行降解以及硝化反应的进行，降流区333中不进行曝气，因此降流区333中的溶解氧含量相对较低，容易形成厌环境，有利于微生物对污水中的有机物进行处理，并发生反硝化脱氮反应，进一步提升出水水质。当生物反应空间330内包含多个依次排列的升流区332以及降流区333时，污水可在生物空间300内依次进行多级的好氧处理以及厌/缺氧处理，由此，能更加充分地去除污水中的有机物，进一步提升污水处理效率和出水水质。根据本发明的实施例，升流区332以及降流区333的体积可以相同也可以不相同，例如，根据本发明的具体实施例，参考图3，升流区332的体积可以小于降流区333的体积。由此，污水在降流区333中的下降速度相对比较慢，有利于污水中溶解氧的排出，从而有利于在降流区333内形成厌氧或缺氧环境，微生物可以对污水中的有机物进行充分的厌氧或缺氧处理，例如发生反硝化脱氮反应，进一步提高污水处理效率和出水水质。本领域技术人员能够理解的是，上述的具体实施例，仅为了说明本发明，而不能够理解为对升流区332以及降流区333中的处理环境的限制。本领域技术人员可根据污水水质的实际情况，对每个升流区332以及降流区333的环境进行调节，且每一个升流区332以及降流区333的处理环境，均可单独控制为好氧、缺氧或者厌氧。

根据本发明的实施例，位于生物反应空间330的第二曝气口361以及位于膜过滤空间340底部的膜过滤曝气口362的设置方式不受特别限制，例如，可以在第二壳体310的底部设置曝气管路363，并在曝气管路363的适当位置穿孔，进而形成第二曝气口361以及膜过滤曝气口362。进一步地，形成的第二曝气口361以及膜过滤曝气口362均可以为能够闭合，或可兼具调节曝气量的功能，由此，可以灵活地调节生物反应空间内不同区域的溶解氧含量，以便根据需要形成多种好氧、缺氧以及厌氧环境。

为了进一步提高污水处理系统的污水处理性能，根据本发明的实施例，参考图4，生物膜组合处理单元300可以进一步包括：回流出水口336以及回流进水口337，回流出水口336设置在靠近膜过滤空间340的降流区333的底部，回流进水口337设置在靠近第一进水口10的升流区332的底部，回流出水口336以及回流进水口337之间通过水流管路相连。由此，可以根据所处理的污水水质，简便地使污水在生物反应空间330内循环处理，进一步提高了出水水质。根据本发明的实施例，回流进水口337的设置方式不受特别限制，例如可以直接将设置在第二壳体310上的进水口10作为回流进水口337，由此可以更加方便地将污水回流入生物反应空间330内。

为了进一步提高污水处理系统的污水处理性能，根据本发明的实施例，参考图5，污水处理系统1000可以进一步包括：净水箱400，净水箱400与第一进水口10、第一出水口20以及第二出水口40相连。由此，该污水处理系统可以具有较为灵活的处理流程：进水箱100中的污水，可以依次经过臭氧流化床处理单元200以及生物膜组合处理单元300处理，后保存在净水箱400中。或者，也可以仅经过臭氧流化床处理单元200处理，不经生物膜组合处理单元300而直接储存至净水箱中。或者，还可以直接将进水箱100中的污水，供给至生物膜组合处理单元300中进行处理，排出至净水箱400中之后，再供给至臭氧流化床处理单元200中，进行臭氧催化氧化的处理。由此，该污水处理系统1000可根据来水水质灵活选择污水处理单元，操作方便，适用性强。

根据本发明的实施例，污水处理系统1000还可以包括：反冲洗单元（图中未示出），用于对陶瓷膜组件220以及膜组件341进行反冲洗。反冲洗单元的具体结构以及反冲洗的过程不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择。例如，可以采用该污水处理系统产出的经过处理的水，进行反冲洗，或单独设置反冲洗水箱进行反冲洗，从而可进一步减轻膜污染，降低出水压力和运行成本。

为了进一步提高污水处理系统的污水处理性能，根据本发明的实施例，污水处理系统1000可以进一步包括设置在第一壳体210中部以及第二壳体310中部的取样口（图中未示出）。由此，可以简便地对第一壳体210以及第二壳体310内的水质进行实时监测。

为了进一步提高污水处理系统的污水处理性能，根据本发明的实施例，污水处理系统1000可以进一步包括设置在第一壳体210以及第二壳体310底部的排空口（图中未示出）。由此，可以简便地根据需要对第一壳体210以及第二壳体310进行排空以及检修。

为了进一步提高污水处理系统的污水处理性能，根据本发明的实施例，污水处理系统1000可以进一步包括设置在第一壳体210以及第二壳体310顶部的溢流口（图中未示出）。由此，可以在第一壳体210以及第二壳体310内液位过高时，对污水处理单元1000进行溢流保护，进一步提高该污水处理系统的使用性能。

为了进一步提高污水处理系统的污水处理性能，根据本发明的实施例，污水处理系统1000可以进一步包括液位控制单元（图中未示出），用于调控进入第一壳体210以及第二壳体310内的污水量。具体的，液位控制单元可以包括液位传感器和进水泵（图中未示出），液位传感器可以监测第一壳体210内以及第二壳体310的水位并且能控制进水泵的启停，由此，可以简便地调节第一壳体210以及第二壳体310内的污水量。

根据本发明的实施例，参考图6，污水处理系统1000可以进一步包括：至少一个臭氧填充柱500，臭氧填充柱500具有填充柱进水端510以及填充柱出水端520，填充柱进水端510与进水箱100相连，填充柱出水端520分别与臭氧流化床处理单元200以及生物膜组合处理单元300相连。即：污水经过臭氧填充柱500处理后，可以经过臭氧流化床处理单元200和/或生物膜组合处理单元300处理。由此，可以进一步对污水中的有机物进行臭氧氧化处理，进一步提升出水水质。根据本发明的实施例，填充柱进水端510以及填充柱出水端520的具体设置位置不受特别限制，具体的，填充柱进水端510可以设置在臭氧填充柱500的上部，填充柱出水端520可以设置在臭氧填充柱500的下部，污水可以从臭氧填充柱500的上部流入，并从其下部流出，从而污水可在臭氧填充柱500中逆向流流动，从而有利于臭氧和污水中的有机物充分接触反应。根据本发明的实施例，臭氧填充柱500的类型以及数目不受特别限制，例如，可以如图6中所示出的两个，进水箱100可以与填充柱进水端510A相连，也可以与填充柱进水端510A’相连，并且多个臭氧填充柱500的连接方式也不受特别限制，可以为并联或者串联，本领域技术人员可以根据需要进行设置。

为了进一步提高污水处理系统的污水处理性能，根据本发明的实施例，污水处理系统1000可以进一步包括：混凝沉淀池，保安过滤器等污水处理单元，混凝沉淀池以及保安过滤器可以为本领域常规使用的，只要能对污水进行净化处理即可。

发明人发现，根据本发明实施例的污水处理系统，通过耦合臭氧填充柱、臭氧催化氧化处理单元以及生物膜组合处理单元等，并且根据来水水质灵活选择污水处理单元，操作方便，污水中的有机物可以得到充分地氧化降解，污水处理效果良好，尤其在处理含难降解有机物较多的煤化工污水时，该污水处理系统也能获得较佳的污水处理效果。

总的来说，根据本发明实施例的污水处理系统，各个单元均具有合理的结构设计，可以保证该单元的污水处理效果，提供稳定的出水水质。并且，进水箱分别和臭氧填充柱、臭氧流化床处理单元以及生物膜组合处理单元相连，由此可以根据进水箱来水的水质，决定将污水首先供给至哪一个单元中进行处理，即该污水处理系统可以根据水质决定该系统中处理污水的具体过程，操作灵活方便。因此，该系统不仅可以用于处理可生化性极差的污水（如煤化工废水等），也可以用于处理一般污水，而不会造成系统运行成本过高。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种利用前面所述的污水处理系统进行污水处理的方法。由此，该污水处理方法可以具有前面所述的污水处理系统所具有的全部特征以及优点。根据本发明的实施例，该方法包括：利用所述臭氧流化床处理单元以及所述生物膜组合单元，对所述污水进行臭氧流化床催化氧化处理以及生物膜组合降解处理的至少之一，对污水进行处理。

根据本发明的实施例，参考图7，臭氧流化床催化氧化处理包括：

S110：将污水从第一进水口供给至臭氧流化床处理单元中

在该步骤中，将污水从第一进水口供给至臭氧流化床处理单元中。根据本发明的实施例，在该步骤中，将待处理的污水从第一进水口供给至第一壳体，并通过第一壳体的侧壁与陶瓷膜组件之间的水流通道，供给至陶瓷膜组件中。

S120：污水在陶瓷膜组件以及水流通道之间形成环流

在该步骤中，污水在陶瓷膜组件以及水流通道之间环流流动。污水可从陶瓷膜组件的底部，在第一曝气口曝气产生的气水升力的作用下，上升至陶瓷膜组件的顶部，并且通过陶瓷膜组件与第一壳体的顶面之间的水流通道向下环流，经过陶瓷膜组件与壳体的侧壁之间的水流通道以及陶瓷膜组件与第一壳体的底面之间的水流通道，重新从底部回流至陶瓷膜组件中。由此，污水可在陶瓷膜组件与水流通道之间环流流动，并且污水可以向陶瓷膜组件四周的各个方向进行环流流动，从而极大地加强了传质，提高了臭氧流化床处理单元中的传质速率，使出水更加优质稳定，并且降低了污水处理成本。

根据本发明的实施例，该污水处理方法进一步包括：向第一壳体内加入第一催化剂，从第一曝气口曝臭氧气体以及空气，使污水以及催化剂从陶瓷膜组件的底部上升，并从陶瓷膜组件和第一壳体的顶面之间的水流通道，流至陶瓷膜组件和第一壳体的侧壁之间的水流通道并下降，在曝气条件下上升，以便形成所述环流。由此，臭氧、污水以及第一催化剂可以在该环流过程中，充分接触和反应，促进了污水中有机物的臭氧催化氧化分解，提升了出水水质。

根据本发明的实施例，该污水处理方法可以进一步包括：由双氧水入口向壳体中加入双氧水，臭氧、双氧水、污水以及第一催化剂在陶瓷膜组件以及水流通道之间环流流动。在该过程中，臭氧、双氧水、污水以及第一催化剂可以充分接触和反应。并且在该过程中，臭氧和双氧水的协同作用更有助于产生具有极强的氧化作用的羟基自由基，进而可以对污水中的有机物进行充分的氧化降解，进一步提高了污水中有机物的氧化分解效率，提升了出水水质。

根据本发明的实施例，该污水处理方法可以进一步包括：由设置在第一壳体内的紫外光照装置向陶瓷膜组件照射紫外光。由此，第一壳体中的臭氧可在紫外光的作用下产生羟基自由基，进一步提高污水中有机物的臭氧氧化分解效率，提升出水水质。根据本发明的实施例，也可以将紫外光照装置与第一催化剂和/或双氧水同时使用，由此，进一步提高了臭氧产生羟基自由基的速率，提高了污水中有机物的臭氧氧化分解效率，进一步提升出水水质。

S130：污水经陶瓷膜组件过滤处理后，从第一出水口排出

在该步骤中，污水经陶瓷膜组件过滤处理后，从第一出水口排出。根据本发明的实施例，可以通过出水泵，将经陶瓷膜组件过滤处理后的净水抽吸至净水箱中。根据本发明的实施例，该污水处理方法进一步包括：可以采用该污水处理系统产出的经过处理的水，或单独设置反冲洗水箱对陶瓷膜组件进行反冲洗，从而进一步减轻膜污染。

根据本发明的实施例，参考图8，生物膜组合降解处理包括：

S210：将污水从第二进水口供给至生物膜组合处理单元中

在该步骤中，将待处理的污水从第二进水口供给至生物反应空间，以便在曝气条件下，令生物载体填料中的微生物，与污水发生反应，对污水进行净化处理。

根据本发明的实施例，当生物反应空间内设置多个第一隔板时，多个第一隔板可以在生物反应空间内限定出多个依次排列的升流区以及降流区，污水可在生物反应空间内折流式流动，从而增大了污水与生物载体填料的接触面积，提高了污水处理效率。根据本发明的实施例，可以对升流区进行曝气，可在升流区形成好氧环境，以便微生物对污水中有机物进行降解以及硝化反应的进行。降流区中不进行曝气，因此降流区中的溶解氧含量相对较低，容易形成厌氧环境，有利于微生物对污水中的有机物进行处理，并发生反硝化脱氮反应，进一步提升出水水质。根据本发明的实施例，当生物反应空间内包含多个依次排列的升流区以及降流区时，污水可在生物空间内依次进行多级的好氧处理以及厌氧处理，由此，能更加充分地去除污水中的有机物，进一步提升污水处理效率和出水水质。

根据本发明的实施例，当生物反应空间内包含多个升流区以及降流区时，污水向生物反应空间的供给位置以及供给方式可以灵活多样，本领域技术人员可以根据所处理的污水水质以及水量等进选择。例如，根据本发明的实施例，当污水水质较差时，可以从设置在第二壳体靠近生物反应空间的侧壁上的第二进水口供给至生物反应空间，从而利用全部生物反应空间进行处理；污水水质好，可以选择从设置在降流区的多个辅助第一进水口中的一个，供给至升流区中，并关闭限定出该降流区的第一隔板顶部与第二壳体之间的水流通路，利用部分生物反应空间处理。由此，可以简便地调节进水位置以及水力停留时间，可以根据所处理的污水水质选择合适的生物反应空间的体积，有助于降低处理成本。

S220：污水在生物反应空间中经微生物处理，并从隔板底部的水流通孔供给至膜过滤空间

在该步骤中，将经微生物处理的污水，从隔板底部的水流通孔供给至膜过滤空间。根据本发明的实施例，膜过滤空间的底部可以设置膜过滤曝气口，由此，经微生物处理的污水从隔板底部的第一水流通孔供给至膜过滤空间后，在膜过滤曝气口曝气产生气水升力的作用下，向上流动，并且可以从第二壳体顶部的第二出水口排出，或者可以翻越过隔板，并从隔板顶部与第二壳体之间的第二水流通孔回流至与膜过滤空间靠近的降流区中，该过程中上升的水流可以冲洗清洁膜组件，进一步减少了膜污染。并且，从上述水流空隙流入与膜过滤空间靠近的降流区中的污水，可以进一步地从隔板底部的水流通孔流入膜过滤空间，如此形成一个污水内循环流动过程，该内循环过程可以反复冲洗膜组件，由此，可以较大程度地减小膜污染，并且，该内循环流动能将从生物载体填料表面脱落，并通过第一水流通孔膜过滤空间中的游离微生物，回流至生物反应空间中并重新固定，由此，减少了膜过滤空间中的游离微生物，进一步减小了膜污染，降低了出水压力和运行成本。根据本发明的实施例，可以采用该污水处理系统产出的经过处理的水，或单独设置反冲洗水箱对膜组件进行反冲洗，从而进一步减轻膜污染。

S230：污水经膜组件过滤处理后，从第二出水口排出

在该步骤中，将经过膜组件过滤的污水，从位于膜过滤空间顶部的第二出水口排出。根据本发明的实施例，在该步骤中，水流从膜过滤空间的底部上升到膜过滤空间的顶部并排出时，水流可以清洁膜组件表面，从而进一步减小了膜污染，降低了运行压力和生产成本。

根据本发明的实施例，生物膜组合降解处理进一步包括：打开回流出水口，将经过靠近膜过滤空间的降流区的污水，通过回流进水口供给至靠近进水口的升流区。由此，可以根据所处理污水的水质，使污水在生物反应空间内循环处理，进一步提高了出水水质，并且操作方便。根据本发明的实施例，根据所处理污水的水质，经过靠近膜过滤空间的降流区处理的污水，可以检测其出水水质，如果其中的有机物含量仍然较高，可以通过回流出水口排出，并供给至靠近进水口的升流区中，继续进行生化处理。

根据本发明的实施例，生物膜组合降解处理进一步包括：多个升流区以及多个降流区中的每一个的底部，均设置有第二曝气口。根据污水的来水水质，控制多个第二曝气口的开关，以便控制多个升流区以及多个降流区中的每一个的处理环境。由此，可以根据来水水质灵活地选择污水处理环境为好氧、厌氧和/或缺氧，进一步提升出水水质。具体的，控制第二曝气口开关，调节污水处理环境，可以包括但不限于以下步骤：

可以打开升流区的曝气口，关闭降流区的曝气口，以便在升流区中形成好氧环境，在降流区中形成缺氧环境，以便对污水进行多级好氧-缺氧处理。由此，可以进一步提升出水水质。

根据本发明的实施例，可打开升流区以及降流区的第二曝气口，以便升流区以及降流区中形成好氧环境，以便对污水进行好氧处理。由此，可以进一步提升出水水质。

根据本发明的实施例，可关闭升流区以及降流区的第二曝气口，以便升流区以及降流区中形成厌氧/缺氧环境，以便对污水进行厌氧/缺氧处理。由此，可以进一步提升出水水质。

可以关闭靠近进水口的一个或多个升流区底部的曝气口，即在靠近进水口的升流区以及降流区中形成厌氧环境，而打开靠近膜过滤空间的升流区的曝气口，关闭靠近膜过滤空间的降流区的曝气口，由此，生物反应空间内形成了厌氧-多级（好氧-缺氧）的污水处理环境，可以进一步降解污水中的有机物，提升出水水质。

需要说明的是，各个升流区以及降流区中的污水处理环境，可以根据水质的变化情况（通过取样口对系统中的污水进行实时监测）随时调整。也即是说，每个升流区以及降流区都可以根据需要形成好氧、缺氧或者厌氧环境，以便采用最佳的组合方式对污水中的有机物进行高效降解。综上可知，该污水处理方法可以简便地对污水进行生化处理，出水水质更加稳定，并且可减小膜污染。

根据本发明的实施例，由于前面描述的系统具有灵活的连接方式，因此，可以根据污水的具体情况，决定该系统进行水处理的具体操作。根据本发明的具体实施例，污水处理方法还可以进一步包括：根据污水的来水水质，将进水箱中的污水，供给至臭氧填充柱中；或将进水箱中的污水，供给至所述臭氧催化氧化单元中。由此，可以进一步提升出水水质。由此，可以耦合臭氧填充柱-臭氧流化床处理单元生物膜组合处理单元，对污水中的有机物进行充分降解。

需要说明的是，根据本发明实施例的污水处理方法，污水的流动途径不受特别限制，本领域技术人员可以根据来水水质以及污水处理情况灵活选择。例如，污水可以只经过臭氧填充柱处理，可以只经过臭氧流化床处理单元处理，也可以只经过生物膜组合处理单元处理，以及可以经过这三种处理单元中的任意两种或者三种处理。上述处理的先后顺序不受特别限制，例如，也可以先进行生物膜组合处理单元处理，在经过臭氧流化床处理单元处理。该污水处理方法操作灵活方便，适用性广泛，尤其对于含难降解有机物较多的煤化工废水，处理效果良好。

综上可知，该污水处理系统可以简便地对污水进行臭氧催化氧化处理和/或生物膜组合降解处理，加强了传质，提高了该臭氧流化床处理单元内的传质速率，并且使出水水质更加优质稳定，可减小膜污染，降低出水压力和运行成本，并且该污水处理方法可根据来水水质灵活选择污水处理单元，操作方便，适用性强。

下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

实施例1

前处理-臭氧高级氧化处理-膜生物（MBR）组合处理

本实施例中，可采用多种前处理方式，如多介质过滤、沉淀等，具体的，以混凝沉淀与保安过滤为例。

本实施例中，可采用多种臭氧高级氧化工艺，各工艺间串并联形式不唯一，具体的，以臭氧填充床与臭氧流化床串联为例。

1. 混凝沉淀

（a）打开加药区搅拌器，转速300rpm；打开反应区搅拌器，转速50rpm。

（b）打开给水泵，同时打开加药泵。

2. 保安过滤

（a）打开给水泵，排空阀出水后关闭。

（b）实时监测压力值，压力过高或出水量过小时，停止进水，更换滤芯。

3. 臭氧高级氧化

3.1 填充床

该步骤中，采用一个臭氧填充柱进行处理。

（a）打开臭氧发生器与空气(氧气)进气，臭氧投加量50-150 mg/L，大气压0.1MPa。

（b）打开顶部进水阀，打开给水泵， HRT 30 min；也可采用顶部1/3处进水，则HRT=20 min.

装置停止运行时，可以进行反冲洗步骤。

可选的，可以采用两个并联的臭氧填充柱进行处理：

（a）打开臭氧发生器与空气(氧气)进气，臭氧投加量50-150 mg/L，大气压0.1MPa；也可根据实际情况调节臭氧投加量。

（b）打开顶部进水阀，打开给水泵，单个填充柱HRT 60 min；若皆采用顶部1/3处进水，则HRT= 40 min.

类似地，也可增加反冲洗步骤。

3.3 臭氧流化床

（a）打开臭氧发生器与空气嚗气，臭氧投加量50-150 mg/L。

（b）打开给水泵，开启液位自控；打开陶瓷膜产水泵，开启产水/反洗自控，产水7-9.5min，反洗45-60s，交替。

（c）检查压力表，过滤压力超过35kPa时或运行超过一周，进行在线药洗：

4. MBR处理

（a）打开曝气，24h持续曝气

（b）打开给水泵，最左端进水，所有隔板打开，HRT =10 h；通过超越进水和隔板开闭调整HRT，范围3-10h。

（c）打开产水泵，开启自控，出水5-7min，停30-120s。

（d）出水压力低于-30kPa时停止出水，膜箱液位低于膜片时禁止出水。

（e）出水压力低于-30kPa或运行超过一周，进行在线药洗。

（f）回流，污泥定期从膜池旁降流区回流到第一个池子进水端下方。

实施例2

臭氧填充床-MBR-臭氧流化床

该实施例适于若MBR出水COD仍较高的情况，即：采用流化床后置工艺：

本实施例的前处理方式可选多种，具体的，以多介质过滤为例

1. 多介质过滤

采用石英砂过滤器进行前处理，介质可选石英砂、无烟煤、颗粒多孔陶瓷、锰砂等。

（a）打开过滤器进水阀、出水阀、开启进水泵，调整流量在规定的范围内；

（b）两套过滤器轮流使用，一台正常过滤，一台反冲洗；

（c）反冲洗过程，先关闭进水阀和出水阀，打开反冲洗进水阀、反冲洗排水阀和进气阀，清洗时间10-30min左右。

2. 臭氧高级氧化

2.1 填充床

该步骤同实施例1，可采用单个填充床进行处理，也可采用两个并联的填充床进行处理。

3. MBR

该步骤中同实施例1。

4. 臭氧流化床

流化床处理步骤同实施例1。

实施例3

臭氧填充床-臭氧流化床

该实施例适用于废水COD浓度较低，但可生化性极差的情况。

步骤1以及步骤2同实施例1，依次进行混凝沉淀以及保安过滤处理。

3. 臭氧高级氧化

3.1 填充床

该步骤同实施例1，可采用单个填充床进行处理，也可采用两个并联的填充床进行处理。4. 臭氧流化床

该步骤处理参数同实施例1.

实施例4

MBR-臭氧流化床

该实施例适用于进水浓度较高且生化性较好的废水，即前端直接MBR生化，后接臭氧流化床强化氧化的工艺。本实施例中的工艺仅作为深度处理单元使用，不包含前处理单元。

1. MBR

该步骤处理参数同实施例1。

2. 臭氧流化床

该步骤处理参数同实施例1。经臭氧流化床处理后直接出水。

以上详细描述了本发明的实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、 “顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。例如，在本发明中，不锈钢板材以及不锈钢衬底、铝层、阳极氧化层等结构的“上表面”是指在实际应用中，该板材或结构朝向外部环境而远离电子设备内部的一侧。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种污水处理系统，其特征在于，包括：

进水箱；

臭氧流化床处理单元，所述臭氧流化床处理单元与所述进水箱相连，且包括：

第一壳体；

陶瓷膜组件，所述陶瓷膜组件垂直设置在所述第一壳体中，所述陶瓷膜组件包括一个或多个陶瓷膜，所述陶瓷膜组件与所述第一壳体的侧壁、顶面以及底面之间，均预留有互相连通的水流通道；

第一进水口，所述第一进水口设置在所述第一壳体的上部，并被配置为可通过所述陶瓷膜组件与所述第一壳体的侧壁之间的所述水流通道，将污水供给至所述陶瓷膜组件中；

第一出水口，所述第一出水口设置在所述第一壳体的上部，且与所述第一进水口相对设置；以及第一曝气口，所述第一曝气口设置在所述第一壳体的底部；以及

生物膜组合处理单元，所述生物膜组合处理单元包括：

第二壳体，所述第二壳体中设置有隔板，所述隔板在所述第二壳体中限定出生物反应空间以及膜过滤空间，所述隔板的底部具有第一水流通孔，所述第二壳体靠近所述生物反应空间的一侧设置有第二进水口，所述第二进水口分别与所述进水箱以及所述第一出水口相连，所述第二壳体靠近所述膜过滤空间一侧的顶部设置有第二出水口；

生物载体填料，所述生物载体填料设置在所述生物反应空间中，且所述生物反应空间的底部，设置有第二曝气口；

膜组件，所述膜组件垂直设置在所述膜过滤空间中，且所述膜过滤空间的底部，设置有膜过滤曝气口；

所述臭氧流化床处理单元进一步包括：

所述陶瓷膜组件进一步包括膜组件壳体，所述膜组件壳体具有4个侧壁，所述4个侧壁与所述第一壳体的侧壁之间，均预留有水流通道；

所述生物膜组合处理单元中，所述隔板的顶部设置有第二水流通孔；

所述生物膜组合处理单元中，所述生物反应空间中具有第一隔板，所述第一隔板垂直设置在所述生物反应空间中，所述第一隔板的顶部与所述第二壳体之间、或者所述第一隔板的底部与所述第二壳体之间均预留有水流通路，所述第二壳体、所述第一隔板以及所述隔板之间，限定出依次排列的升流区以及降流区；

所述升流区的体积小于所述降流区的体积；

包括多个平行排列的所述第一隔板；

臭氧产生装置与所述第一曝气口相连，所述臭氧产生装置可向所述第一壳体中提供臭氧；

所述臭氧流化床处理单元还包括设置在所述第一壳体上的第一催化剂入口；

所述生物膜组合处理单元中，进一步包括：

多个所述第二曝气口，所述第二曝气口位于所述升流区以及所述降流区中的底部；

回流出水口，所述回流出水口设置在靠近所述膜过滤空间的所述降流区的底部；以及

回流进水口，所述回流进水口设置在靠近所述第二进水口的所述升流区的底部，且所述回流出水口以及所述回流进水口之间通过水流管路相连。

2.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述臭氧流化床处理单元进一步包括：

所述陶瓷膜组件进一步包括：设置在多个所述陶瓷膜之间的隔流板。

3.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述生物膜组合处理单元中，进一步包括：

多个辅助第一进水口，多个所述辅助第一进水口设置在所述生物反应空间的顶部且位于所述降流区中；

所述第一隔板与所述第二壳体之间的水流通路被设置为可关闭。

4.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，进一步包括：

至少一个臭氧填充柱，所述臭氧填充柱的进水端与所述进水箱相连，所述臭氧填充柱的出水端分别与所述臭氧流化床处理单元以及所述生物膜组合处理单元相连。

5.一种利用权利要求1-4任一项所述的污水处理系统进行污水处理的方法，其特征在于，包括：利用所述臭氧流化床处理单元以及所述生物膜组合处理单元，对所述污水进行臭氧流化床催化氧化处理以及生物膜组合降解处理的至少之一，

其中，所述臭氧流化床催化氧化处理包括：将污水从第一进水口供给至臭氧流化床处理单元中，以便所述污水在所述第一壳体中经陶瓷膜组件进行过滤处理，并通过陶瓷膜组件与所述第一壳体的侧壁、顶面以及底面之间的水流通道形成环流，由第一出水口流出所述臭氧流化床处理单元；

所述生物膜组合降解处理包括：将所述污水由所述第二进水口供给至生物膜组合处理单元中，并利用第二曝气口对所述生物反应空间进行曝气，以便生物载体填料中的微生物，在生物反应空间与所述污水发生反应，并从隔板底部的第一水流通孔供给至膜过滤空间，在膜过滤曝气口曝气的条件下，从位于所述膜过滤空间顶部的第二出水口排出。

6.根据权利要求5所述的污水处理方法，其特征在于，所述臭氧流化床催化氧化处理进一步包括：

向所述第一壳体内加入第一催化剂，从第一曝气口曝臭氧以及空气，使污水以及所述第一催化剂从所述陶瓷膜组件的底部上升，并从所述陶瓷膜组件和所述第一壳体的顶面之间的水流通道，流至所述陶瓷膜组件和所述第一壳体的侧壁之间的水流通道并下降，在曝气条件下上升，以便形成所述环流。

7.根据权利要求5所述的污水处理方法，其特征在于，所述污水处理系统包括多个辅助第一进水口，所述生物膜组合降解处理进一步包括以下步骤的至少之一：

打开所述隔板顶部的第二水流通孔，以便所述膜过滤空间中的污水，回流至生物反应空间；

将进水箱中的污水由多个所述辅助第一进水口中的一个，供给至降流区中，并关闭沿着污水流通的方向，设置在与所述进水箱相连的所述辅助第一进水口之前的第一隔板的顶部与所述第二壳体之间的水流通路；

打开回流出水口，将经过靠近所述膜过滤空间的降流区的污水，通过所述回流进水口供给至靠近所述第一进水口的所述升流区。

8.根据权利要求5所述的污水处理方法，其特征在于，所述生物膜组合降解处理进一步包括：

多个所述升流区以及多个所述降流区中的每一个的底部，均设置有所述第二曝气口，所述方法进一步包括：

根据污水的来水水质，控制多个所述第二曝气口的开关，以便控制多个所述升流区以及多个所述降流区中的每一个的处理环境。

9.根据权利要求5所述的污水处理方法，其特征在于，所述污水处理系统包括臭氧填充柱，所述污水处理方法进一步包括：

根据污水的来水水质，将进水箱中的污水，供给至所述臭氧填充柱中；或

将进水箱中的污水，供给至所述臭氧催化氧化单元中。