CN115043556B - 一种低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器 - Google Patents

一种低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器 Download PDF

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Abstract

一种低氧曝气耦合多级布水式缺氧‑厌氧自循环协同脱氮反应器。本发明涉及水处理领域。本发明为了解决目前农村家庭废水需要较长的时间处理，处理过程中碳源消耗严重、消耗大量氧气并产生过量温室气体，能耗高，脱氮效率低的问题。本发明将原水泵入到布水池后，由反应池的顶部的分配池分别流入到多级反应池，开启气泵通过曝气头进行曝气，通过改变分配池进入反应池的管道尺寸控制进入到反应池内的原水量，对反应原水进行定量分配，完成厌氧‑缺氧‑好氧协同自循环生物脱氮技术的污水处理方法的建立。该多级协同自循环厌氧‑缺氧‑好氧反应装置，布水更加均匀，有利于部分硝化过程与厌氧氨氧化过程的耦合，提高水体脱氮效率。

Description

一种低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反 应器
技术领域
本发明涉及水处理领域，具体涉及一种低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器。
背景技术
农村家庭废水通常含有高浓度的氨(NH4 +-N)、化学需氧量(COD)和总氮(TN)。未经处理的家庭废水的排放将导致地表水富营养化和水体中溶解氧(DO)的消耗，有可能导致水生生物死亡和水环境恶化。由于许多农村落后地区集体收集十分困难，兴建大规模的废水处理厂需要大量的资金投入，城市地价剧增，处理厂的资金成本风险日益加剧，新废水厂建设面临各种问题。地表水因此受污染程度严重，氨氮、有机污染物质等已经成为水源中主要的污染物，因此，对于农村及小城镇废水中氨氮、有机污染物的去除已经成为地方性难题。传统的工艺大多数为膜生物反应器，是在有氧的情况下进行的，在这种情况下，反硝化作用几乎不会发生。因此，渗透质量通常表现出波动。氨氮、有机物等的去除难以满足国家污水排放的相关标准的要求。因此，清除这些溶解的污染物迫在眉睫。
目前，生物膜反应器技术是近年来常用的含氮污水处理技术，是目前被认为去除氮氨和有机污染物经济有效的方法。但由于水体中含有大量氨氮，有机物与氮的比例不均衡，需要较长的时间才能达到处理效果。对于营养丰富处理时间有限的地区来说效果还是不十分明显。不但如此，活性污泥的使用加大了工艺的经济成本，很大程度上增加了滤膜的污染，对成本需求及供水安全造成不利影响。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前农村家庭废水采用生物膜反应器处理中，水体中含有大量氨氮，有机物与氮的比例不均衡，需要较长的时间处理，处理过程中碳源消耗严重、消耗大量氧气并产生过量温室气体，能耗高，脱氮效率低的问题。而提供了一种新型低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器，以实现硝化-反硝化过程，部分硝化反应，即亚硝化反应(氨氧化成亚硝酸盐)及厌氧氨氧化反应，与完全硝化(硝酸氨氧化)相比，本发明的多级脱氮过程耦合不仅脱氮效率高，而且节省碳源，有很大的应用优势。
本发明的一种低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器，包括进水口、出水口、第一布水槽、第二布水槽、第三布水槽、第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板、第一斜板、第二斜板、第一布水管、第二布水管、第三布水管、第一穿孔墙、第二穿孔墙、第三穿孔墙、布水板、第一曝气管、第二曝气管、第三曝气管、第四曝气管、膜组件、布水池、第一反应池、第二反应池、第三反应池、调节池和膜池；
所述的低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器本体由上部的布水池以及下部均匀分布的第一反应池、第二反应池、第三反应池、调节池和膜池构成；
所述的第一反应池、第二反应池、第三反应池和调节池由左至右设置于低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器本体下部，所述的膜池设置于调节池与布水池之间；所述的第一反应池与第二反应池通过第一穿孔墙间隔开，第二反应池与第三反应池通过第二穿孔墙间隔开，第三反应池与调节池和膜池通过第三穿孔墙间隔开，所述的调节池和膜池通过布水板间隔开；所述的第一穿孔墙、第二穿孔墙和第三穿孔墙的下部均开通有多个通水孔，且所述的第三穿孔墙上的通水孔分别与第三反应池和膜池连通；所述的第一斜板和第二斜板均倾斜向下设置，第一斜板位于第一反应池内，且一端面与第一穿孔墙的侧壁连接；第二斜板位于第二反应池内，且一端面与第二穿孔墙的侧壁连接；
所述的布水池上设置有进水口和出水口；生活污水原水经由进水口输送至布水池内，布水池的底部分别设置有第一布水槽、第二布水槽及第三布水槽，第一布水管、第二布水管和第三布水管分别设置于第一反应池、第二反应池和第三反应池内；且进水口分别与第一布水槽、第二布水槽及第三布水槽的出水口连通；
所述的第一布水管、第二布水管和第三布水管的下部沿周向均设置有多个出水孔，且底部均密封；
所述的第一反应池和第二反应池内分别设置有第一隔板、第二隔板；第三反应池内设置有第三隔板和第四隔板；
所述的第一曝气管、第二曝气管和第三曝气管分别设置于第一反应池、第二反应池和第三反应池的底部，且第三曝气管位于第三隔板与第二穿孔墙之间的第三反应池区域内；第四曝气管位于调节池底部；所述的第一曝气管、第二曝气管、第三曝气管和第四曝气管分别与曝气泵连通；所述的调节池内设置有多个膜组件，膜组件位于第四曝气管上方；
所述第一布水槽、第二布水槽及第三布水槽的进水口孔径比为5:3:2。
进一步地，所述第一布水管、第二布水管、第三布水管的管径比例为5:3:2。
进一步地，所述的第一反应池通过第一隔板分成大小不同的两个区域；第二反应池通过第二隔板分成大小不同的两个区域；第三反应池通过第三隔板、第四隔板分割成大小不同的三个区域。
进一步地，所述的第一隔板、第二隔板和第三隔板的底部分别与第一反应池、第二反应池和第三反应池的底部内壁连接，顶部分别与第一反应池、第二反应池和第三反应池的顶部内壁之间留有间隙；所述的第四隔板的顶部与第三反应池的顶部内壁连接，底部与第三反应池的底部内壁留有间隙。
进一步地，第一隔板使第一反应池分为宽度比为2～3:1的两部分区域，且第一布水管位于宽度相对较宽区域，所述的相对较宽区域远离第二反应池；第二隔板使第二反应池分为宽度比为1～2:1的两部分区域，且第二布水管位于靠近第一反应池的区域；第三隔板、第四隔板使第三反应池分为宽度比为1.5～2.5:1:1的三部分区域，且第三布水管位于位于宽度相对较宽区域，所述的相对较宽区域靠近第二反应池。
进一步地，所述第一反应池、第二反应池和第三反应池为多级串联式连接。
进一步地，所述膜组件为平板膜、中空纤维膜、管式膜或卷式膜。
进一步地，所述膜组件为超滤渗透膜，所述超滤渗透膜为有机膜或无机膜，有机膜为聚酞胺、聚乙烯醇、聚呱嗦、聚矾、聚醚矾、聚偏氟乙烯、聚丙烯睛、聚醚醚酮、醋酸纤维素中的一种或几种混合；无机膜包括陶瓷膜、金属膜中的一种或几种混合；渗透膜的形式为单层膜、复合膜或改性膜。所述渗透膜产水速率为单位时间内原水经单位面积渗透膜透过得到的纯水产出量。
进一步地，所述的第一曝气管、第二曝气管、第三曝气管和第四曝气管曝出的气泡均为纳米气泡、微米气泡、微纳米气泡或大气泡。
本发明的一种低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器的使用方法，它是按照以下内容进行的：
一、调整第一反应池内第一隔板的位置，使第一反应池分为宽度比为2～3:1的两部分区域，且第一布水管位于宽度相对较宽区域，所述的相对较宽区域远离第二反应池；调整第二反应池内第二隔板的位置，使第二反应池分为宽度比为1～2:1的两部分区域，且第二布水管位于靠近第一反应池的区域；调整第三反应池内第三隔板、第四隔板的位置，使第三反应池分为宽度比为1.5～2.5:1:1的三部分区域，且第三布水管位于位于宽度相对较宽区域，所述的相对较宽区域靠近第二反应池；
设置第一斜板、第二斜板，调整第一斜板与第一穿孔墙侧壁的夹角至30～75°，第二斜板与第二穿孔墙侧壁的夹角至30～60°；
二、将待处理污水通过进水口导入到布水池内，待处理污水通过第一布水槽、第二布水槽、第三布水槽分别流入到第一反应池、第二反应池、第三反应池内；同时向第一反应池、第二反应池、第三反应池内投加污泥；
三、分别开启控制第一曝气管、第二曝气管、第三曝气管和第四曝气管的曝气泵，通过曝气泵调节第一曝气管、第二曝气管和第三曝气管的曝气量，使第一曝气管、第二曝气管和第三曝气管的曝气量均不同；控制水力停留时间7～10h，污泥回流比为100～300％，污泥停留时间为15～22d。
本发明将原水泵入到布水池后，由反应池的顶部的布水槽将原水按不同比例分布到反应池中，将反应池内添加污泥，开启气泵通过曝气头进行曝气，污泥通过低剂量曝气实现在各反应池中自循环过程，通过改变分配池进入反应池的管道尺寸控制进入到反应池内的原水量，对反应原水进行定量分配，完成厌氧-缺氧-好氧协同自循环生物脱氮技术的污水处理方法的建立，反应池出水流入渗透组件高渗透压侧，出水从组件低渗透压侧流出，渗透压力为重力产生，压力大小由溢流口与膜组件之间的水压决定，原水在渗透膜一侧形成错流，通过渗透作用完成水处理。该多级协同自循环厌氧-缺氧-好氧反应装置，布水更加均匀，有利于部分硝化过程与厌氧氨氧化过程的耦合，提高水体脱氮效率。
所述原水为生活污水其中污染物为天然有机物，包括氨氮、总氮、总碳、腐殖质类、蛋白质类、多糖类、抗生素、内分泌干扰物、新型微污染、重金属或盐分等混合物。
进一步地，所述的第一反应池、第二反应池、第三反应池的溶解氧分别控制在0.5～1.0mg/L、0.3～0.6mg/L、0.02～0.2mg/L。
本发明的低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器，它可减少40％碳源的需求，增加63％的脱氮率，并减少300％的生物质产生。其通过促进氨氧化细菌(AOB)的生长，抑制硝化氧化细菌(NOB)的生长，实现硝化-反硝化过程的无缝转换，达到高效脱氮的目的。
本发明包含以下有益效果：
1.本发明提供的低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应装置，该主体内设置有曝气变速装置与隔板回廊，利用曝气变速装置对流入主体的水体好污泥颗粒进行变速控制，形成非匀速自循环过程，与现有技术中的曝气方式相比，无需设置搅拌装置，避免污泥被打碎的现象，使得污泥更易颗粒化，同时由于自循环过程的形成从而使得布水更加均匀，反应器内部不容易出现局部绝对厌氧现象，有利于厌氧氨氧菌的生长，提高水体脱氮效率。而且，还可以减小水损，降低曝气量，有利于降低能耗。
2.本发明提供的低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应装置，水体进入布水池后，分比例进入反应池，与各反应区的水体进行混合。稀释原水，也有生物选择功能。提高了该低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器的抗冲击负荷。协同多股进水，使厌氧氨氧化过程增加，提高脱氮效率。
3.本发明提供的低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器，利用气提原理带动水体及污泥颗粒上升循环，节约了能耗。
4.本发明提供的低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器，通过多级协同带动多区域水循环，使微生物菌种成悬浮态，利于颗粒菌体与水中污染物的充分反应。
5.本发明提供的低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器，亚硝化与厌氧氨氧化同反应器，结构紧凑，占地面积少。而且避免亚硝化过度反应，以及氨氮不足影响氨氧化基质组成。
6.本发明提供的低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器，反应池与膜池分开放置，膜不易堵塞，污泥混合均匀无死角。
7.本发明提供的低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器，反应器内布水管底部封闭，周围打孔，可以增加原水的喷射作用，增加水体混合能力。
附图说明
图1为本发明低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器的结构示意图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
实施例1
本实施例的一种低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器，包括进水口1、出水口2、第一布水槽3、第二布水槽4、第三布水槽5、第一隔板6、第二隔板7、第三隔板8、第四隔板9、第一斜板10、第二斜板11、第一布水管12、第二布水管13、第三布水管14、第一穿孔墙15、第二穿孔墙16、第三穿孔墙17、布水板18、第一曝气管19、第二曝气管20、第三曝气管21、第四曝气管22、膜组件23、污泥颗粒24、微纳气泡25、布水池26、第一反应池27、第二反应池28、第三反应池29、调节池30和膜池31；
所述的低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器本体由上部的布水池26以及下部均匀分布的第一反应池27、第二反应池28、第三反应池29、调节池30和膜池31构成；
所述的第一反应池27、第二反应池28、第三反应池29和调节池30由左至右设置于低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器本体下部，所述的膜池31设置于调节池30与布水池26之间；所述的第一反应池27与第二反应池28通过第一穿孔墙15间隔开，第二反应池28与第三反应池29通过第二穿孔墙16间隔开，第三反应池29与调节池30和膜池31通过第三穿孔墙17间隔开，所述的调节池30和膜池31通过布水板18间隔开；所述的第一穿孔墙15、第二穿孔墙16和第三穿孔墙17的下部均开通有多个通水孔，且所述的第三穿孔墙17上的通水孔分别与第三反应池29和膜池31连通；所述的第一斜板10和第二斜板11均倾斜向下设置，第一斜板10位于第一反应池27内，且一端面与第一穿孔墙15的侧壁连接；第二斜板11位于第二反应池28内，且一端面与第二穿孔墙16的侧壁连接；所述的污泥颗粒24、微纳气泡25位于第一反应池27、第二反应池28、第三反应池29内；
所述的布水池26上设置有进水口1和出水口2；生活污水原水经由进水口1输送至布水池26内，布水池26的底部分别设置有第一布水槽3、第二布水槽4及第三布水槽5，第一布水管12、第二布水管13和第三布水管14分别设置于第一反应池27、第二反应池28和第三反应池29内；且进水口分别与第一布水槽3、第二布水槽4及第三布水槽5的出水口连通；
所述的第一布水管12、第二布水管13和第三布水管14的下部沿周向均设置有多个出水孔，且底部均密封；
所述的第一反应池27和第二反应池28内分别设置有第一隔板6、第二隔板7；第三反应池29内设置有第三隔板8和第四隔板9；所述的第一隔板6、第二隔板7和第三隔板8的底部分别与第一反应池27、第二反应池28和第三反应池29的底部内壁连接，顶部分别与第一反应池27、第二反应池28和第三反应池29的顶部内壁之间留有间隙；所述的第四隔板9的顶部与第三反应池29的顶部内壁连接，底部与第三反应池29的底部内壁留有间隙；
所述的第一隔板6使第一反应池27分为宽度比为2～3:1的两部分区域，且第一布水管12位于宽度相对较宽区域，所述的相对较宽区域远离第二反应池28；第二隔板7使第二反应池28分为宽度比为1～2:1的两部分区域，且第二布水管13位于靠近第一反应池27的区域；第三隔板8、第四隔板9使第三反应池29分为宽度比为1.5～2.5:1:1的三部分区域，且第三布水管14位于位于宽度相对较宽区域，所述的相对较宽区域靠近第二反应池28；
所述的第一曝气管19、第二曝气管20和第三曝气管21分别设置于第一反应池27、第二反应池28和第三反应池29的底部，且第三曝气管21位于第三隔板8与第二穿孔墙16之间的第三反应池29区域内；第四曝气管22位于调节池30底部；所述的第一曝气管19、第二曝气管20、第三曝气管21和第四曝气管22分别与曝气泵连通；所述的调节池30内设置有多个膜组件23，膜组件23位于第四曝气管22上方；
所述第一布水槽3、第二布水槽4及第三布水槽5的进水口孔径比为5:3:2；所述第一布水管12、第二布水管13、第三布水管14的管径比例为5:3:2；所述膜组件23为聚偏氟乙烯中空纤维膜。
采用上述低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器进行农村家庭废水处理：
一、调整第一反应池27内第一隔板6的位置，使第一反应池27分为宽度比为3:1的两部分区域，且第一布水管12位于宽度相对较宽区域，所述的相对较宽区域远离第二反应池28；调整第二反应池28内第二隔板7的位置，使第二反应池28分为宽度比为2:1的两部分区域，且第二布水管13位于靠近第一反应池27的区域；调整第三反应池29内第三隔板8、第四隔板9的位置，使第三反应池29分为宽度比为2:1:1的三部分区域，且第三布水管14位于位于宽度相对较宽区域，所述的相对较宽区域靠近第二反应池28；
设置第一斜板10、第二斜板11，调整第一斜板10与第一穿孔墙15侧壁的夹角至60°，第二斜板11与第二穿孔墙16侧壁的夹角至45°；
二、将待处理污水通过进水口1导入到布水池26内，待处理污水通过第一布水槽3、第二布水槽4、第三布水槽5分别流入到第一反应池27、第二反应池28、第三反应池29内；同时向第一反应池27、第二反应池28、第三反应池29内投加污泥；
三、分别开启控制第一曝气管19、第二曝气管20、第三曝气管21和第四曝气管22的曝气泵，通过曝气泵调节第一曝气管19、第二曝气管20和第三曝气管21的曝气量，使第一曝气管19的曝气量大于第二曝气管20，第二曝气管20的曝气量大于第三曝气管21的曝气量；控制水力停留时间10h，污泥回流比为200％，污泥停留时间为15～22d，
第一反应池27的溶解氧为0.5～0.7mg/L，第二反应池28的溶解氧为0.3～0.5mg/L，第三反应池29的溶解氧为0.02～0.05mg/L。
农村家庭废水进水：COD含量200mg/L～500mg/L，NH4+-N含量56mg/L～72mg/L，NO3--N含量2.3～7.5mg/L，TN含量61mg/L～82mg/L，TP含量4.2mg/L～8.3mg/L，pH＝7.2～7.6，进水水温22～25℃。
对比例1
本对比例与实施例1不同的是：第一曝气管19、第二曝气管20和第三曝气管21的曝气量均相同。其他与实施例1相同。
对比例2
本对比例与实施例1不同的是：第一反应池27的溶解氧为0.5～0.7mg/L，第二反应池28的溶解氧为0.5～0.7mg/L，第三反应池29的溶解氧为0.05～0.1mg/L。其他与实施例1相同。
对比例3
本对比例与实施例1不同的是：
调整第一反应池27内第一隔板6的位置，使第一反应池27分为宽度比为1:1的两部分区域，且第一布水管12位于宽度相对较宽区域，所述的相对较宽区域远离第二反应池28；调整第二反应池28内第二隔板7的位置，使第二反应池28分为宽度比为1:1的两部分区域，且第二布水管13位于靠近第一反应池27的区域；调整第三反应池29内第三隔板8、第四隔板9的位置，使第三反应池29分为宽度比为1:1:1的三部分区域，且第三布水管14位于位于宽度相对较宽区域，所述的相对较宽区域靠近第二反应池28。其他与实施例1相同。
对比例4
本对比例与实施例1不同的是：所述膜组件23为陶瓷膜。其他与实施例1相同。
对比例5
本对比例与实施例1不同的是：所述第一布水槽3、第二布水槽4及第三布水槽5的进水口孔径比为3:3:3；所述第一布水管12、第二布水管13、第三布水管14的管径比例为3:3:3。其他与实施例1相同。
反应器稳定运行60d后的去除效果如下：
Figure BDA0003763751490000081
Figure BDA0003763751490000091
通过以上数据可以确定，采用实施例1的设备处理污水效率高，脱氮效率高，而且节省碳源。上述对比分析也可以说明，本申请通过曝气变速的变化，反应区的设置，溶解氧的控制等方面的改进起到了主要的作用。

Claims (10)

1.一种低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器，其特征在于所述的反应器包括进水口(1)、出水口(2)、第一布水槽(3)、第二布水槽(4)、第三布水槽(5)、第一隔板(6)、第二隔板(7)、第三隔板(8)、第四隔板(9)、第一斜板(10)、第二斜板(11)、第一布水管(12)、第二布水管(13)、第三布水管(14)、第一穿孔墙(15)、第二穿孔墙(16)、第三穿孔墙(17)、布水板(18)、第一曝气管(19)、第二曝气管(20)、第三曝气管(21)、第四曝气管(22)、膜组件(23)、布水池(26)、第一反应池(27)、第二反应池(28)、第三反应池(29)、调节池(30)和膜池(31)；
所述的低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器本体由上部的布水池(26)以及下部均匀分布的第一反应池(27)、第二反应池(28)、第三反应池(29)、调节池(30)和膜池(31)构成；
所述的第一反应池(27)、第二反应池(28)、第三反应池(29)和调节池(30)由左至右设置于低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器本体下部，所述的膜池(31)设置于调节池(30)与布水池(26)之间；所述的第一反应池(27)与第二反应池(28)通过第一穿孔墙(15)间隔开，第二反应池(28)与第三反应池(29)通过第二穿孔墙(16)间隔开，第三反应池(29)与调节池(30)和膜池(31)通过第三穿孔墙(17)间隔开，所述的调节池(30)和膜池(31)通过布水板(18)间隔开；所述的第一穿孔墙(15)、第二穿孔墙(16)和第三穿孔墙(17)的下部均开通有多个通水孔，且所述的第三穿孔墙(17)上的通水孔分别与第三反应池(29)和膜池(31)连通；所述的第一斜板(10)和第二斜板(11)均倾斜向下设置，第一斜板(10)位于第一反应池(27)内，且一端面与第一穿孔墙(15)的侧壁连接；第二斜板(11)位于第二反应池(28)内，且一端面与第二穿孔墙(16)的侧壁连接；
所述的布水池(26)上设置有进水口(1)和出水口(2)；生活污水原水经由进水口(1)输送至布水池(26)内，布水池(26)的底部分别设置有第一布水槽(3)、第二布水槽(4)及第三布水槽(5)，第一布水管(12)、第二布水管(13)和第三布水管(14)分别设置于第一反应池(27)、第二反应池(28)和第三反应池(29)内；且进水口分别与第一布水槽(3)、第二布水槽(4)及第三布水槽(5)的出水口连通；
所述的第一布水管(12)、第二布水管(13)和第三布水管(14)的下部沿周向均设置有多个出水孔，且底部均密封；
所述的第一反应池(27)和第二反应池(28)内分别设置有第一隔板(6)、第二隔板(7)；第三反应池(29)内设置有第三隔板(8)和第四隔板(9)；
所述的第一曝气管(19)、第二曝气管(20)和第三曝气管(21)分别设置于第一反应池(27)、第二反应池(28)和第三反应池(29)的底部，且第三曝气管(21)位于第三隔板(8)与第二穿孔墙(16)之间的第三反应池(29)区域内；第四曝气管(22)位于调节池(30)底部；所述的第一曝气管(19)、第二曝气管(20)、第三曝气管(21)和第四曝气管(22)分别与曝气泵连通；所述的调节池(30)内设置有多个膜组件(23)，膜组件(23)位于第四曝气管(22)上方；
所述第一布水槽(3)、第二布水槽(4)及第三布水槽(5)的进水口孔径比为5:3:2。
2.根据权利要求1所述的一种低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器技术，其特征在于所述第一布水管(12)、第二布水管(13)、第三布水管(14)的管径比例为5:3:2。
3.根据权利要求1所述的一种低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器，其特征在于所述的第一反应池(27)通过第一隔板(6)分成大小不同的两个区域；第二反应池(28)通过第二隔板(7)分成大小不同的两个区域；第三反应池(29)通过第三隔板(8)、第四隔板(9)分割成大小不同的三个区域。
4.根据权利要求1或3所述的一种低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器，其特征在于所述的第一隔板(6)、第二隔板(7)和第三隔板(8)的底部分别与第一反应池(27)、第二反应池(28)和第三反应池(29)的底部内壁连接，顶部分别与第一反应池(27)、第二反应池(28)和第三反应池(29)的顶部内壁之间留有间隙；所述的第四隔板(9)的顶部与第三反应池(29)的顶部内壁连接，底部与第三反应池(29)的底部内壁留有间隙。
5.根据权利要求4所述的一种低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器，其特征在于第一隔板(6)使第一反应池(27)分为宽度比为2～3:1的两部分区域，且第一布水管(12)位于宽度相对较宽区域，所述的相对较宽区域远离第二反应池(28)；第二隔板(7)使第二反应池(28)分为宽度比为1～2:1的两部分区域，且第二布水管(13)位于靠近第一反应池(27)的区域；第三隔板(8)、第四隔板(9)使第三反应池(29)分为宽度比为1.5～2.5:1:1的三部分区域，且第三布水管(14)位于位于宽度相对较宽区域，所述的相对较宽区域靠近第二反应池(28)。
6.根据权利要求1所述的一种低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器，其特征在于所述膜组件(23)为平板膜、中空纤维膜、管式膜或卷式膜。
7.根据权利要求6所述的一种低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器，其特征在于所述膜组件(23)为超滤渗透膜，所述超滤渗透膜为有机膜或无机膜，有机膜为聚酞胺、聚乙烯醇、聚呱嗦、聚矾、聚醚矾、聚偏氟乙烯、聚丙烯睛、聚醚醚酮、醋酸纤维素中的一种或几种混合；无机膜包括陶瓷膜、金属膜中的一种或几种混合；渗透膜的形式为单层膜、复合膜或改性膜。
8.根据权利要求1所述的一种低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器，其特征在于所述的第一曝气管(19)、第二曝气管(20)、第三曝气管(21)和第四曝气管(22)曝出的气泡均为纳米气泡、微米气泡、微纳米气泡或大气泡。
9.如权利要求1所述的一种低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器的使用方法，其特征在于它是按照以下内容进行的：
一、调整第一反应池(27)内第一隔板(6)的位置，使第一反应池(27)分为宽度比为2～3:1的两部分区域，且第一布水管(12)位于宽度相对较宽区域，所述的相对较宽区域远离第二反应池(28)；调整第二反应池(28)内第二隔板(7)的位置，使第二反应池(28)分为宽度比为1～2:1的两部分区域，且第二布水管(13)位于靠近第一反应池(27)的区域；调整第三反应池(29)内第三隔板(8)、第四隔板(9)的位置，使第三反应池(29)分为宽度比为1.5～2.5:1:1的三部分区域，且第三布水管(14)位于位于宽度相对较宽区域，所述的相对较宽区域靠近第二反应池(28)；
设置第一斜板(10)、第二斜板(11)，调整第一斜板(10)与第一穿孔墙(15)侧壁的夹角至30～75°，第二斜板(11)与第二穿孔墙(16)侧壁的夹角至30～60°；
二、将待处理污水通过进水口(1)导入到布水池(26)内，待处理污水通过第一布水槽(3)、第二布水槽(4)、第三布水槽(5)分别流入到第一反应池(27)、第二反应池(28)、第三反应池(29)内；同时向第一反应池(27)、第二反应池(28)、第三反应池(29)内投加污泥；
三、分别开启控制第一曝气管(19)、第二曝气管(20)、第三曝气管(21)和第四曝气管(22)的曝气泵，通过曝气泵调节第一曝气管(19)、第二曝气管(20)和第三曝气管(21)的曝气量，使第一曝气管(19)、第二曝气管(20)和第三曝气管(21)的曝气量均不同；控制水力停留时间7～10h，污泥回流比为100～300％，污泥停留时间为15～22d。
10.根据权利要求9所述的一种低氧曝气耦合多级布水式缺氧-厌氧自循环协同脱氮反应器的使用方法，其特征在于所述的第一反应池(27)、第二反应池(28)、第三反应池(29)的溶解氧分别控制在0.5～1.0mg/L、0.3～0.6mg/L、0.02～0.2mg/L。
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