多膜联合双循环生物反应器、多膜联合双循环生物处理系统和低碳氮比有机废水处理方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及多膜联合双循环生物反应器、多膜联合双循环生物处理系统和低碳氮比有机废水处理方法。

背景技术

乡镇生活污水处理是目前水污染治理的重点之一，其处理工程具有地域分散、规模较小、资金与运行管理人才较缺乏的特点。生物处理技术与膜分离技术相结合的膜-生物反应器(MBR)处理技术，具有占地面积小、处理效率高、出水水质好等优点，避免了套用传统城镇污水处理厂处理工艺导致的占地面积大、运行管理不便、吨水处理能耗高等问题。但传统活性污泥MBR工艺在处理具有一定氨氮和总磷含量的低碳氮比(C/N)有机废水时，由于C/N较低(通常为2～16)，容易出现生物脱氮除磷效果不佳、出水总氮以及总磷不达标的问题，通常需要投加碳源与除磷剂(如聚合氯化铝，缩写为PAC)等，甚至需要增加深度处理，以达到GB18918-2002一级A标准。

同常规的生物处理相比，MBR工艺在实际运行过程中总曝气量需求约增加50％，因为除了微生物生长繁殖所需的充氧曝气外，还需要利用曝气气流对膜进行一定强度的连续冲刷，能耗较高；除此之外，膜池污泥浓度较大，跨膜压差升高与膜通量下降速度快，膜的使用寿命与工作周期均受影响，使得膜的投资与维护成本增加；同时，该工艺剩余污泥产量较大，增加了污泥处理难度。这些缺点使MBR工艺在乡镇生活污水处理领域的推广应用受到了严重阻碍。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多膜联合双循环生物反应器、多膜联合双循环生物处理系统和低碳氮比有机废水处理方法，本发明提供的多膜联合双循环生物反应器结构设置合理，可以实现双内循环，利用基于该多膜联合双循环生物反应器的多膜联合双循环生物处理系统对低碳氮比有机废水进行处理时，不投加碳源与除磷药剂，剩余污泥产量低，能够实现稳定高效脱氮除磷效果。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种多膜联合双循环生物反应器，包括多膜联合生物膜反应区和微滤膜过滤区；所述多膜联合生物膜反应区包括依次连通的悬浮填料生物膜反应区、铁-硫-石耦合填料脱氮反应区和铁系填料强化除磷区；

所述悬浮填料生物膜反应区的顶部设置有布水装置16，所述悬浮填料生物膜反应区的底部设置有第一曝气装置121，所述第一曝气装置121经第一进气电动阀71与气泵06连接；所述悬浮填料生物膜反应区内填充有生物膜悬浮填料111；

所述铁-硫-石耦合填料脱氮反应区与悬浮填料生物膜反应区之间设置有第一导流板131，所述第一导流板131的底部设置有填料滤网17，所述铁-硫-石耦合填料脱氮反应区的底部与悬浮填料生物膜反应区的底部通过所述填料滤网17连通；所述铁-硫-石耦合填料脱氮反应区的底部设置有第二曝气装置122，所述第二曝气装置122经第二进气电动阀72与气泵06连接；所述铁-硫-石耦合填料脱氮反应区内填充有铁-硫-石耦合填料112；

所述铁系填料强化除磷区与铁-硫-石耦合填料脱氮反应区之间设置有第二导流板132，所述铁系填料强化除磷区与铁-硫-石耦合填料脱氮反应区通过第二导流板132的顶部连通；所述铁系填料强化除磷区内填充有铁系填料113；

所述微滤膜过滤区与铁系填料强化除磷区之间设置有第三导流板133，所述微滤膜过滤区与铁系填料强化除磷区通过第三导流板133的顶部连通，同时所述微滤膜过滤区与铁系填料强化除磷区通过第三导流板133的底部连通；所述微滤膜过滤区内设置有浸入式微滤膜组件14，所述浸入式微滤膜组件14的出水口连通有集水装置15；所述微滤膜过滤区的底部设置有第三曝气装置123，所述第三曝气装置123经第三进气电动阀73与气泵06连接；所述微滤膜过滤区的底部设置有回流泵042，所述回流泵042的出水口连通有延伸至悬浮填料生物膜反应区的管道。

优选地，所述悬浮填料生物膜反应区的顶部设置有第一水位浮球开关21。

优选地，所述生物膜悬浮填料111为球状，包括填充内料和包覆在所述填充内料表面的外壳，所述填充内料为聚氨酯海绵、聚乙烯醇或聚酯，所述外壳的材质包括聚乙烯、聚丙烯或聚碳酸酯。

优选地，所述铁-硫-石耦合填料112包括硫-石耦合填料和铁系填料；所述硫-石耦合填料为硫单质颗粒与石灰石颗粒的混合填料，所述硫单质颗粒与石灰石颗粒的质量比为(2～3)：1；

所述铁-硫-石耦合填料脱氮反应区内自下而上依次填充所述铁系填料和硫-石耦合填料。

优选地，所述浸入式微滤膜组件14为浸入式膜-生物反应器组件，所述浸入式微滤膜组件14中微滤膜的材质包括亲水改性聚丙烯、亲水改性聚四氟乙烯或亲水改性聚偏氟乙烯，所述微滤膜的平均孔径为0.1～0.2μm。

本发明提供了一种多膜联合双循环生物处理系统，包括依次连接的除渣装置、提升泵041、多膜联合双循环生物反应器05、自吸泵10和紫外线消毒器08；所述多膜联合双循环生物反应器05为上述技术方案所述的多膜联合双循环生物反应器，所述提升泵041与多膜联合双循环生物反应器05中布水装置16连通，所述自吸泵10与多膜联合双循环生物反应器05中集水装置15连通。

优选地，所述除渣装置包括依次设置的格栅01、第二水位浮球开关22和格网03；所述格网03的孔径≤2mm。

优选地，所述紫外线消毒器08连接有玻璃转子流量计09。

优选地，所述多膜联合双循环生物处理系统中多膜联合双循环生物反应器05的数量为一套或两套，当所述多膜联合双循环生物反应器05为两套时，并联设置。

本发明提供了采用上述技术方案所述多膜联合双循环生物处理系统对低碳氮比有机废水进行处理的方法，包括以下步骤：

(I)将低碳氮比有机废水输送至除渣装置中进行除渣处理，得到除渣废水；所述低碳氮比有机废水的碳氮比为2～16；

(II)所述除渣废水经提升泵041输送至多膜联合双循环生物反应器05中，依次在悬浮填料生物膜反应区、铁-硫-石耦合填料脱氮反应区和铁系填料强化除磷区中进行生物处理，得到生物处理废水；

所述生物处理废水进入所述微滤膜过滤区中，部分生物处理废水在第三曝气装置123形成的曝气气流作用下，经第三导流板133的顶部回流至铁系填料强化除磷区中形成第一内循环，进行所述第一内循环的生物处理废水占生物处理废水总进水量的50～70％；同时部分生物处理废水经回流泵042回流至悬浮填料生物膜反应区中形成第二内循环，进行所述第二内循环的生物处理废水占生物处理废水总进水量的5～15％；所述微滤膜过滤区中的废水经浸入式微滤膜组件14进行截留处理，得到生物净化水；

(III)所述生物净化水经自吸泵10输送至紫外线消毒器08中进行消毒处理后达标外排；

其中，所述多膜联合双循环生物处理系统运行过程中，所述第一进气电动阀71、第二进气电动阀72和第三进气电动阀73间歇启动。

本发明提供了一种多膜联合双循环生物反应器。本发明提供的多膜联合双循环生物反应器结构设置合理，可以实现双内循环，利用基于该多膜联合双循环生物反应器的多膜联合双循环生物处理系统对低碳氮比有机废水进行处理时，不投加碳源与除磷药剂，不增加深度处理单元；同时在低能耗与低剩余污泥产量条件下，能够实现稳定高效脱氮除磷效果；此外可以减少处理过程中悬浮污泥量与跨膜压差，延缓膜通量的下降，延长膜使用寿命与工作周期，节省处理系统的投资与运营维护费用。相较于单纯的膜-生物反应器技术，采用本发明提供的技术方案能够降低约50％的充氧能耗，跨膜压差保持较低水平，微滤膜的膜通量稳定良好，膜的使用寿命与工作周期延长，从而降低系统的投资与运行维护费用；剩余污泥产量十分少，无需单独设置污泥处理装置，系统的悬浮污泥浓度降低80～90％；总氮总磷去除效果稳定、高效。因此，本发明在较高排放要求或需要回用的中、小型规模低浓度低碳氮比废水处理发面，优势明显。

附图说明

图1为本发明中多膜联合双循环生物反应器的结构示意图；

图2为本发明中多膜联合双循环生物处理系统的结构示意图；

图3为本发明中多膜联合双循环生物处理系统的另外一种结构示意图；

其中，01为格栅；21为第一水位浮球开关；22为第二水位浮球开关；03为格网；041为提升泵；042为回流泵；05为多膜联合双循环生物反应器；06为气泵；71为第一进气电动阀；72为第二进气电动阀；73为第三进气电动阀；08为紫外线消毒器；09为玻璃转子流量计；10为自吸泵；111为生物膜悬浮填料；112为铁-硫-石耦合填料；113为铁系填料强化除磷区中的铁系填料；121为第一曝气装置；122为第二曝气装置；123为第三曝气装置；131为第一导流板；132为第二导流板；133为第三导流板；14为浸入式微滤膜组件；15为集水装置；16为布水装置；17为填料滤网。

具体实施方式

本发明提供了一种多膜联合双循环生物反应器，包括多膜联合生物膜反应区和微滤膜过滤区；所述多膜联合生物膜反应区包括依次连通的悬浮填料生物膜反应区、铁-硫-石耦合填料脱氮反应区和铁系填料强化除磷区；

所述悬浮填料生物膜反应区的顶部设置有布水装置16，所述悬浮填料生物膜反应区的底部设置有第一曝气装置121，所述第一曝气装置121经第一进气电动阀71与气泵06连接；所述悬浮填料生物膜反应区内填充有生物膜悬浮填料111；

所述铁-硫-石耦合填料脱氮反应区与悬浮填料生物膜反应区之间设置有第一导流板131，所述第一导流板131的底部设置有填料滤网17，所述铁-硫-石耦合填料脱氮反应区的底部与悬浮填料生物膜反应区的底部通过所述填料滤网17连通；所述铁-硫-石耦合填料脱氮反应区的底部设置有第二曝气装置122，所述第二曝气装置122经第二进气电动阀72与气泵06连接；所述铁-硫-石耦合填料脱氮反应区内填充有铁-硫-石耦合填料112；

所述铁系填料强化除磷区与铁-硫-石耦合填料脱氮反应区之间设置有第二导流板132，所述铁系填料强化除磷区与铁-硫-石耦合填料脱氮反应区通过第二导流板132的顶部连通；所述铁系填料强化除磷区内填充有铁系填料113；

所述微滤膜过滤区与铁系填料强化除磷区之间设置有第三导流板133，所述微滤膜过滤区与铁系填料强化除磷区通过第三导流板133的顶部连通，同时所述微滤膜过滤区与铁系填料强化除磷区通过第三导流板133的底部连通；所述微滤膜过滤区内设置有浸入式微滤膜组件14，所述浸入式微滤膜组件14的出水口连通有集水装置15；所述微滤膜过滤区的底部设置有第三曝气装置123，所述第三曝气装置123经第三进气电动阀73与气泵06连接；所述微滤膜过滤区的底部设置有回流泵042，所述回流泵042的出水口连通有延伸至悬浮填料生物膜反应区的管道。

本发明提供的多膜联合双循环生物反应器包括多膜联合生物膜反应区，所述多膜联合生物膜反应区包括依次连通的悬浮填料生物膜反应区、铁-硫-石耦合填料脱氮反应区和铁系填料强化除磷区。在本发明中，待处理废水在所述多膜联合生物膜反应区中进行有机物的降解与高效脱氮除磷反应，其中，待处理废水通过的路径依次为悬浮填料生物膜反应区、铁-硫-石耦合填料脱氮反应区和铁系填料强化除磷区。

在本发明中，所述悬浮填料生物膜反应区的顶部设置有布水装置16，用于使待处理的废水均匀的进入悬浮填料生物膜反应区内。

在本发明中，所述悬浮填料生物膜反应区的底部设置有第一曝气装置121，所述第一曝气装置121经第一进气电动阀71与气泵06连接；所述第一曝气装置121通过气泵06提供充氧，进而形成曝气气流，本发明通过间歇开启第一进气电动阀71，可以控制第一曝气装置121的曝气情况，在悬浮填料生物膜反应区内交替形成厌氧-缺氧-好氧的环境，完成微生物初步的好氧硝化吸磷、缺氧脱氮反应和厌氧放磷反应，同时配合后续铁-硫-石耦合填料脱氮反应区的硫自养脱氮作用以及铁系填料强化除磷区的铁强化除磷作用，达到高效深度脱氮除磷效果。

在本发明中，所述悬浮填料生物膜反应区内填充有生物膜悬浮填料111，所述生物膜悬浮填料111优选为球状，包括填充内料和包覆在所述填充内料表面的外壳，所述填充内料优选为聚氨酯海绵、聚乙烯醇或聚酯，所述外壳的材质优选包括聚乙烯、聚丙烯或聚碳酸酯。在本发明中，所述生物膜悬浮填料的粒度优选为5～10cm，所述外壳的厚度优选为0.3～0.5mm。本发明中生物膜悬浮填料的填充内料比表面积大，外壳材料耐冲刷、抗老化性能好。

作为本发明的一个实施例，所述悬浮填料生物膜反应区的顶部设置有第一水位浮球开关21，用于控制水位。

在本发明中，所述铁-硫-石耦合填料脱氮反应区与悬浮填料生物膜反应区之间设置有第一导流板131，所述第一导流板131的底部设置有填料滤网17，所述铁-硫-石耦合填料脱氮反应区的底部与悬浮填料生物膜反应区的底部通过所述填料滤网17连通；所述填料滤网17的孔径优选为3～5cm，填料滤网17可以防止生物膜悬浮填料进入铁-硫-石耦合填料脱氮反应区。

在本发明中，所述铁-硫-石耦合填料脱氮反应区的底部设置有第二曝气装置122，所述第二曝气装置122经第二进气电动阀72与气泵06连接；所述第二曝气装置122通过气泵06提供充氧，进而形成曝气气流，本发明通过间歇开启第二进气电动阀72，可以通过控制第二曝气装置122产生的曝气气流，清理运行过程中产生的衰老生物膜与颗粒物，确保铁-硫-石耦合填料脱氮反应区的畅通，有利于硫自养脱氮反应的稳定高效进行。

在本发明中，所述铁-硫-石耦合填料脱氮反应区内填充有铁-硫-石耦合填料112，所述铁-硫-石耦合填料112优选包括硫-石耦合填料和铁系填料；所述硫-石耦合填料优选为硫单质颗粒与石灰石颗粒的混合填料，所述硫单质颗粒与石灰石颗粒的质量比优选为(2～3)：1；所述硫单质颗粒的粒度优选为6～10mm，所述石灰石颗粒的粒度优选为10～15mm。在本发明中，所述铁系填料优选为铁刨花或其它含铁废渣；所述铁系填料优选采用模块化装填的方式装填，方便更换，避免短流。在本发明中，所述铁-硫-石耦合填料脱氮反应区内自下而上优选依次填充所述铁系填料和硫-石耦合填料。在本发明中，在所述铁-硫-石耦合填料脱氮反应区内，废水依次流经铁系填料和硫-石耦合填料，牺牲铁系填料以起到脱氧作用，保证硫自养反硝化的缺氧脱氮环境，铁系填料在硫自氧反硝化反应释H

在本发明中，所述铁系填料强化除磷区与铁-硫-石耦合填料脱氮反应区之间设置有第二导流板132，所述铁系填料强化除磷区与铁-硫-石耦合填料脱氮反应区通过第二导流板132的顶部连通。在本发明中，所述铁系填料强化除磷区内填充有铁系填料113，所述铁系填料113种类的可选范围优选与铁-硫-石耦合填料脱氮反应区内填充的铁系填料的可选范围一致，在此不再赘述。

本发明提供的多膜联合双循环生物反应器包括微滤膜过滤区，所述微滤膜过滤区与铁系填料强化除磷区之间设置有第三导流板133，所述微滤膜过滤区与铁系填料强化除磷区通过第三导流板133的顶部连通，同时所述微滤膜过滤区与铁系填料强化除磷区通过第三导流板133的底部连通。在本发明中，所述微滤膜过滤区内设置有浸入式微滤膜组件14，用于将运行过程中脱落的生物膜与颗粒物截留，并经回流泵042返回悬浮填料生物膜反应区。作为本发明的一个实施例，所述浸入式微滤膜组件14为浸入式膜-生物反应器组件，所述浸入式微滤膜组件14中微滤膜的材质优选包括亲水改性聚丙烯、亲水改性聚四氟乙烯或亲水改性聚偏氟乙烯，所述微滤膜的平均孔径优选为0.1～0.2μm。本发明对所述亲水改性聚丙烯、亲水改性聚四氟乙烯和亲水改性聚偏氟乙烯所用亲水改性试剂没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的亲水改性试剂即可，具体可以使用非离子型表面活性剂或脂类有机物等亲水改性剂进行改性，改性方式具体可以为共混改性。

在本发明中，所述浸入式微滤膜组件14的出水口连通有集水装置15，所述集水装置15用于收集经多膜联合双循环生物反应器处理后的废水。

在本发明中，所述微滤膜过滤区的底部设置有第三曝气装置123，所述第三曝气装置123经第三进气电动阀73与气泵06连接。在本发明中，实际运行过程中，铁系填料强化除磷区的污水经第三导流板133底部进入微滤膜过滤区，第三曝气装置123通过气泵06提供充氧，进而形成曝气气流，在曝气气流作用下，微滤膜过滤区的废水上升，从第三导流板133顶部回到铁系填料强化除磷区，形成第一内循环；本发明通过间歇开启第三进气电动阀73，可以控制第三曝气装置123产生的曝气气流，同时配合第三导流板133的作用，使微滤膜过滤区内的部分废水在微滤膜过滤区内以及铁系填料强化除磷区之间间歇形成第一内循环，强化除磷；具体的，铁系填料在硫自氧反硝化反应释H

在本发明中，所述微滤膜过滤区的底部设置有回流泵042，所述回流泵042的出水口连通有延伸至悬浮填料生物膜反应区的管道，这样可以使微滤膜过滤区内的部分废水回流至悬浮填料生物膜反应区，形成第二内循环，具体的，微滤膜过滤区的H

本发明提供的多膜联合双循环生物反应器的结构示意图如图1所示，包括第一水位浮球开关21、回流泵042、气泵06、第一进气电动阀71、第二进气电动阀72、第三进气电动阀73、生物膜悬浮填料111、铁-硫-石耦合填料112、铁系填料113、第一曝气装置121、第二曝气装置122、第三曝气装置123、第一导流板131、第二导流板132、第三导流板133、浸入式微滤膜组件14、集水装置15和布水装置16和填料滤网17。采用本发明提供的多膜联合双循环生物反应器对低碳氮比有机废水进行处理，剩余污泥产量十分少，无需单独设置污泥处理装置，积累在所述多膜联合双循环生物反应器底部的污泥半年或一年清理一次即可。

本发明提供了一种多膜联合双循环生物处理系统，包括依次连接的除渣装置、提升泵041、多膜联合双循环生物反应器05、自吸泵10和紫外线消毒器08；所述多膜联合双循环生物反应器05为上述技术方案所述的多膜联合双循环生物反应器，所述提升泵041与多膜联合双循环生物反应器05中布水装置16连通，所述自吸泵10与多膜联合双循环生物反应器05中集水装置15连通。

本发明提供的多膜联合双循环生物处理系统包括除渣装置，用于去除废水中颗粒较大的杂质，避免后续设备出现堵塞。作为本发明的一个实施例，如图2所示，所述除渣装置包括依次设置的格栅01、第二水位浮球开关22和隔网03；所述格栅01的孔径优选≤10mm，，所述隔网03的孔径优选≤2mm。

本发明提供的多膜联合双循环生物处理系统包括提升泵041，所述提升泵041与除渣装置连通，具体是与除渣装置中设置有隔网03的一端连通；所述提升泵041用于将通过隔网03的废水提升至多膜联合双循环生物反应器05中进行处理。

本发明提供的多膜联合双循环生物处理系统包括多膜联合双循环生物反应器05，所述多膜联合双循环生物反应器05为上述技术方案所述的多膜联合双循环生物反应器，对其结构不再进行赘述。在本发明中，所述多膜联合双循环生物反应器05中的布水装置16与所述提升泵041连通。

作为本发明的一个实施例，所述多膜联合双循环生物处理系统中多膜联合双循环生物反应器05的数量为一套或两套，当所述多膜联合双循环生物反应器05为两套时，并联设置(如图3所示，未示意出气泵06)。

本发明提供的多膜联合双循环生物处理系统包括自吸泵10，所述自吸泵10与多膜联合双循环生物反应器05中的集水装置15连通，所述自吸泵10用于将多膜联合双循环生物反应器05中处理后的废水输送至后续的紫外线消毒器08中进行处理。

本发明提供的多膜联合双循环生物处理系统包括紫外线消毒器08，所述紫外线消毒器08与自吸泵10连通，用于对多膜联合双循环生物反应器05中处理后的废水进行消毒处理。

作为本发明的一个实施例，如图2所示，所述紫外线消毒器08连接有玻璃转子流量计9，所述玻璃转子流量计9用于计量出水流速以及流量。

作为本发明的一个实施例，多膜联合双循环生物处理系统采用可编程控制器与触摸屏智能控制，且具有远程通讯与控制接口，可实现远程操控，具体可以采用自动电控柜。

本发明针对低碳氮比有机废水处理工程的特点，将膜-生物反应器技术、生物接触氧化技术、硫自氧脱氮技术、铁强化生物除磷技术、间歇开启曝气法有机地结合在一起，利用循环泵与独特的双内循环结构，形成高效节能的多膜联合双内循环生物反应系统，达到减小反应器容积、节省占地面积、降低能耗、减少剩余污泥、高效脱氮除磷的目的。

本发明提供了采用上述技术方案所述多膜联合双循环生物处理系统对低碳氮比有机废水进行处理的方法，包括以下步骤：

(I)将低碳氮比有机废水输送至除渣装置中进行除渣处理，得到除渣废水；所述低碳氮比有机废水的碳氮比为2～16；

(II)所述除渣废水经提升泵041输送至多膜联合双循环生物反应器05中，依次在悬浮填料生物膜反应区、铁-硫-石耦合填料脱氮反应区和铁系填料强化除磷区中进行生物处理，得到生物处理废水；

所述生物处理废水进入所述微滤膜过滤区中，部分生物处理废水在第三曝气装置123形成的曝气气流作用下，经第三导流板133的顶部回流至铁系填料强化除磷区中形成第一内循环，进行所述第一内循环的生物处理废水占生物处理废水总进水量的50～70％；同时部分生物处理废水经回流泵042回流至悬浮填料生物膜反应区中形成第二内循环，进行所述第二内循环的生物处理废水占生物处理废水总进水量的5～15％；所述微滤膜过滤区中的废水经浸入式微滤膜组件14进行截留处理，得到生物净化水；

(III)所述生物净化水经自吸泵10输送至紫外线消毒器08中进行消毒处理后达标外排；

其中，所述多膜联合双循环生物处理系统运行过程中，所述第一进气电动阀71、第二进气电动阀72和第三进气电动阀73间歇启动。

本发明将低碳氮比有机废水输送至除渣装置中进行除渣处理，得到除渣废水；所述低碳氮比有机废水的碳氮比为2～16。在本发明中，所述低碳氮比有机废水的碳氮比为2～16，优选为4～15；本发明对所述低碳氮比有机废水的来源没有特殊限定，生活废水或者医院污水均可。

得到除渣废水后，本发明所述除渣废水经提升泵041输送至多膜联合双循环生物反应器05中，依次在悬浮填料生物膜反应区、铁-硫-石耦合填料脱氮反应区和铁系填料强化除磷区中进行生物处理，得到生物处理废水。在本发明中，进行生物处理过程中，操作条件优选包括：悬浮填料生物膜反应区中生物膜悬浮填料的填充率为30～50％，水力停留时间为3～10h，曝气时，控制DO≥2mg/L；铁-硫-石耦合填料脱氮反应区的水力停留时间为2～8h，控制DO＜0.5mg/L；铁系填料强化除磷区的水力停留时间为2～8h；控制微滤膜过滤区污泥沉降比为10～25％。

得到生物处理废水后，本发明将所述生物处理废水进入所述微滤膜过滤区中，部分生物处理废水在第三曝气装置123形成的曝气气流作用下，经第三导流板133的顶部回流至铁系填料强化除磷区中形成第一内循环，进行所述第一内循环的生物处理废水占生物处理废水总进水量的50～70％；同时部分生物处理废水经回流泵042回流至悬浮填料生物膜反应区中形成第二内循环，进行所述第二内循环的生物处理废水占生物处理废水总进水量的5～15％；所述微滤膜过滤区中的废水经浸入式微滤膜组件14进行截留处理，得到生物净化水。在本发明中，所述第一内循环曝气气流的气水比优选不超过10:1；所述截留处理所用浸入式微滤膜组件14优选间歇开启，更优选每运行6～10min，暂停出水0.5～2min。

得到生物净化水后，本发明将所述生物净化水经自吸泵10输送至紫外线消毒器08中进行消毒处理后达标外排。本发明对所述消毒处理没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的消毒处理方法即可。

采用本发明提供的方法对生活废水进行排放，出水水质远优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准；采用本发明提供的方法对医院污水进行排放，出水水质远优于医疗机构水污染物排放标准(GB18466-2005)。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

利用本发明提供的多膜联合双循环生物处理系统对生活废水进行处理，处理水量为100m

某县城污水处理厂集水池污水(碳氮比为4.4)经过10mm格栅01和2mm格网03除渣后，经提升泵041提升到多膜联合双循环生物反应器05，然后经布水装置16均匀分布在多膜联合生物膜反应区，废水依次流经悬浮填料生物膜反应区、铁-硫-石耦合填料脱氮反应区和铁系填料强化除磷区进行生物处理，得到生物处理废水；具体的，悬浮填料生物膜反应区中生物膜悬浮填料的填充内料为聚氨酯海绵，外壳为聚乙烯，外壳厚度为0.4mm，所述生物膜悬浮填料的粒度为5cm，填充率为30％，该反应区水力停留时间为4h；通过间歇启动第一进气电动阀71进而控制第一曝气装置121形成的曝气气流，使悬浮填料生物膜反应区内交替形成厌氧-缺氧-好氧的环境，初步进行微生物好氧硝化、缺氧脱氮以及厌氧除磷等处理，曝气时，控制DO≥2mg/L；之后废水进入铁-硫-石耦合填料脱氮反应区与铁系填料强化除磷区，进行高效深度脱氮除磷处理，铁-硫-石耦合填料脱氮反应区的填料分别为铁刨花、硫单质与石灰石，其中铁刨花填料高度为0.5m，硫单质粒径为6～10mm，石灰石粒径为10～15mm，单质硫与石灰石质量为3:1，该反应区水力停留时间为2.5h，控制DO＜0.5mg/L；通过间歇启动第二进气电动阀72进而控制第二曝气装置122形成的曝气气流，清理运行过程中产生的衰老生物膜与颗粒物，清洗周期为每30d清洗一次；铁系填料强化除磷区的铁系填料同样为铁刨花，铁刨花填料高度为1.5m，该区域水力停留时间为3h；控制微滤膜过滤区污泥沉降比为10～25％；

所述生物处理废水进入微滤膜过滤区中，通过间歇启动第三进气电动阀73进而控制第二曝气装置123形成的曝气气流，部分生物处理废水在第三曝气装置123形成的曝气气流作用下，在微滤膜过滤区和铁系填料强化除磷区之间形成第一内循环，第一内循环曝气气流的气水比为(8～9)：1；同时部分生物处理废水经回流泵042回流至悬浮填料生物膜反应区中形成第二内循环；所述微滤膜过滤区中的废水经浸入式微滤膜组件14处理，脱落的生物膜及颗粒物被截留，得到生物净化水，其中，所述浸入式微滤膜组件14材质为亲水改性聚四氟乙烯，微滤膜的平均孔径为0.1～0.2μm间歇开启，每运行8min，暂停出水0.5min；脱落的生物膜及颗粒物经回流泵042返回悬浮填料生物膜反应区，部分生物膜被栖生在生物膜系统的后生动物消化，剩余生物膜被生长在悬浮填料上的生物膜内层的厌氧微生物分解；

所述生物净化水经自吸泵10输送至紫外线消毒器08中进行消毒处理后达标外排。

按照上述方法连续运行半年，没有剩余污泥排出。

经检测，消毒处理后的出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准，具体数据详见表2。

本实施例采用间歇曝气方式，曝气量仅按微滤膜空气冲洗和生物反应需气量两者中的最大值设计即可，微滤膜过滤区与悬浮填料生物膜反应区的总气水比不超过10:1；采用单纯的膜-生物反应器处理类似生活污水，总气水比超过15:1。

由于多膜联合双循环生物反应器05悬浮污泥浓度较低，微滤膜的跨膜压差不超过1.5m，膜通量稳定在15～20L/m

表1实施例1采用的主要设备(总装机功率5kW)

表2实施例1的处理效果

由表2可知，出水COD

实施例2

利用本发明提供的多膜联合双循环生物处理系统对医院污水进行处理，处理水量为30m

某乡镇医院污水排入集水池(碳氮比为14.25)经过10mm格栅01和2mm格网03除渣后，经提升泵041提升到多膜联合双循环生物反应器05，然后经布水装置16均匀分布在多膜联合生物膜反应区，废水依次流经悬浮填料生物膜反应区、铁-硫-石耦合填料脱氮反应区和铁系填料强化除磷区进行生物处理，得到生物处理废水；具体的，悬浮填料生物膜反应区中生物膜悬浮填料的填充内料为聚氨酯海绵，外壳为聚乙烯，外壳厚度为0.4mm，所述生物膜悬浮填料的粒度为5cm，填充率为50％，该反应区水力停留时间为6h；通过间歇启动第一进气电动阀71进而控制第一曝气装置121形成的曝气气流，使悬浮填料生物膜反应区内交替形成厌氧-缺氧-好氧的环境，曝气时，控制DO≥2mg/L，初步进行微生物好氧硝化、缺氧脱氮以及厌氧除磷等处理；之后废水进入铁-硫-石耦合填料脱氮反应区与铁系填料强化除磷区，进行高效深度脱氮除磷处理，铁-硫-石耦合填料脱氮反应区的填料分别为铁刨花、硫单质与石灰石，其中铁刨花填料高度为0.5m，硫单质粒径为6～10mm，石灰石粒径为10～15mm，单质硫与石灰石质量为3:1，该反应区水力停留时间为3.5h，控制DO＜0.5mg/L；通过间歇启动第二进气电动阀72进而控制第二曝气装置122形成的曝气气流，清理运行过程中产生的衰老生物膜与颗粒物，清洗周期为每15d清洗一次；铁系填料强化除磷区的铁系填料同样为铁刨花，铁刨花填料高度为1.2m，该区域水力停留时间为4h；控制微滤膜过滤区污泥沉降比为10～25％；

所述生物处理废水进入微滤膜过滤区中，通过间歇启动第三进气电动阀73进而控制第二曝气装置123形成的曝气气流，部分生物处理废水在第三曝气装置123形成的曝气气流作用下，在微滤膜过滤区和铁系填料强化除磷区之间形成第一内循环，第一内循环曝气气流的气水比为(8～9)：1；同时部分生物处理废水经回流泵042回流至悬浮填料生物膜反应区中形成第二内循环；所述微滤膜过滤区中的废水经浸入式微滤膜组件14处理，脱落的生物膜及颗粒物被截留，得到生物净化水，其中，所述浸入式微滤膜组件14(材质为亲水改性聚丙烯，微滤膜的平均孔径为0.1～0.2μm)间歇开启，每运行8min，暂停出水1min；脱落的生物膜及颗粒物经回流泵042返回悬浮填料生物膜反应区，部分生物膜被栖生在生物膜系统的后生动物消化，剩余生物膜被生长在悬浮填料上的生物膜内层的厌氧微生物分解；

所述生物净化水经自吸泵10输送至紫外线消毒器08中进行消毒处理后达标外排。

按照上述方法连续运行半年，没有剩余污泥排出。

经检测，处理后的出水达到医疗机构水污染物排放标准(GB18466-2005)，具体数据详见表4。

本实施例采用间歇曝气方式，曝气量仅按微滤膜空气冲洗和生物反应需气量两者中的最大值设计即可，微滤膜过滤区与悬浮填料生物膜反应区的总气水比不超过15:1；采用单纯的膜-生物反应器处理类似医院污水，总气水比超过20:1。

由于多膜联合双循环生物反应器05悬浮污泥浓度较低，微滤膜的跨膜压差不超过1.5m，膜通量稳定在15～20L/m

表3实施例2采用的主要设备(总装机功率3.2kW)

表4实施例2的处理效果

由表4可知，出水COD

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。