本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种基于微厌氧污泥量的A/O一体化膜生物处理装置及利用该装置处理污水的方法。
背景技术：
随着人口的迅速增长和航运业的迅猛发展，海洋环境受到了前所未有的挑战。近年来，由于船舶生活污水的不达标排放，导致海洋和河流环境逐渐恶化。为了保护有限的海洋资源，世界各国正采取积极有效的措施来防止和减少船舶对海洋的污染。联合国国家海事组织下属海洋环境保护委员会于2012年10月1日通过的IMO.MEPC.227(64)决议，对2006年10月13日通过的IMO.MEPC.159(55)决议的排放标准进行调整。在排放水指标SS≤35mg/L，BOD5≤25mg/L，大肠杆菌≤100个/ml，CODcr≤125mg/L，余氯≤0.5mg/L的标准上，增加了关于氮磷的排放标准，新公约增加了：TN≤20mg/L，TP≤0.5mg/L。修改后的船舶生活污水排放指标大大提高，于2016年1月1号正式实施。目前现在的可用船舶污水处理装置中，在COD去除方面都可以达到新标准，氮磷的去除方面，有能够达到新标准的，但是很少，并且装置体积大。
目前船舶生活污水处理方法主要有物理处理法(粉碎消毒法、混凝沉淀、吸附过滤等)、电化学处理法、生物处理法(活性污泥法、生物膜法、A/O(好氧/厌氧)污水处理法和膜生物法等)。由于现行IMO公约IMO.MEPC.227(64)决议，物理处理法和电化学法的出水指标不理想，所以目前世界关于船舶污水处理技术的研究方向，主要集中在生化法上，欧美国家的船舶基本采用生化法污水处理装置。
随着新IMO公约MEPC.227(64)决议在2016年1月1日正式执行，国际的研究方向以改善生物处理工艺流程和处理效率等，以满足新公约的要求。目前国内的大部分污水处理装置的出水指标还只是停留在旧公约MEPC.159(55)上，并且处理工艺都没有脱氮除磷功能，以至于氮磷出水指标很不理想，并且已有的设备及工艺技术都存在着处理效率低，稳定性差和设备占有面积太大等缺点。因此，为了克服这些问题，尽快跟国际接轨，需要提供一种新的技术方法来解决。
技术实现要素：
本发明为了解决现有的污水处理装置处理效率低，稳定性差和设备占有面积太大、氮磷去除率低、膜组件存在污染严重的问题，提出了一种基于微厌氧污泥量的A/O一体化膜生物处理装置及利用该装置处理污水的方法。
一种基于微厌氧污泥量的A/O一体化膜生物处理装置，包括好氧区、微污泥量厌氧区、沉淀槽、曝气盘、膜组件、电絮凝装置、污水缓冲存储箱、净化水存储箱、上水泵、曝气泵、循环泵、回流泵和自吸泵；
所述微污泥量厌氧区设置于好氧区右侧；沉淀槽设置于好氧区内上部且与好氧区连通；好氧区底部设置有好氧区放泥口，顶部设置有好氧区通风口；微污泥量厌氧区底部设置有微污泥量厌氧区放泥口，顶部设置有微污泥量厌氧区通风口，上部设置有溢流口，膜组件设置于微污泥量厌氧区内部左侧，电絮凝装置设置于微污泥量厌氧区内部右侧；
所述曝气盘置于好氧区内下部，通过输气管路与曝气泵连接，曝气盘和曝气泵之间的输气管路上设置有曝气阀门；
所述上水泵、曝气泵、循环泵、回流泵和自吸泵设置于于好氧区和微污泥量厌氧区下方；污水缓冲存储箱和净化水存储箱设置于上水泵、曝气泵、循环泵、回流泵和自吸泵下方；污水缓冲存储箱底部设置有缓冲存储箱放水口；净化水存储箱底部设置有净化水存储箱放水口；
所述上水泵进水端与污水缓冲存储箱连接，上水泵出水端与第一进水阀门一端连接，第一进水阀门另一端分别与好氧区上端和第二进水阀门一端连接，第二进水阀门另一端与微污泥量厌氧区上端连接；
所述循环泵的进水端与循环水阀门一端连接，循环水阀门另一端与沉淀槽连接且深入沉淀槽内部，循环泵的出水端与微污泥量厌氧区的底部连接；
所述回流泵的进水端与回流泵阀门一端连接，回流泵阀门另一端与微污泥量厌氧区底部连接，回流泵的出水端与好氧区底部连接；
所述自吸泵进水端与第一管路阀门一端连接，第一管路阀门另一端与净化水存储箱连接；自吸泵进水端与第二管路阀门一端连接，第二管路阀门另一端与膜组件连接；自吸泵出水端与第三管路阀门一端连接，第三管路阀门另一端与净化水存储箱连接，自吸泵出水端与第四管路阀门一端连接，第四管路阀门另一端与膜组件连接；
所述上水泵为不锈钢离心泵，曝气盘为平板式膜片微孔曝气器，循环泵和回流泵为蠕动泵。
一种利用基于微厌氧污泥量的A/O一体化膜生物处理装置处理污水的方法按以下步骤进行：
一、将污水存储至污水缓冲存储箱，开启曝气泵和曝气阀门，为曝气盘供气，并在后续的处理过程中持续曝气；
二、向好氧区内填充活性污泥，开启上水泵和第一进水阀门，将污水缓冲存储箱内污水输送至好氧区内部并对污水进行硝化反应处理，好氧区与沉淀槽连通且持续曝气，活性污泥与水的混合物进入沉淀槽内部，活性污泥沉淀，上层产生上清液，开启循环泵和循环水阀门，将上清液输送至微污泥量厌氧区，在微污泥量厌氧区内对上清液进行反硝化反应，进行反硝化反应同时开启电絮凝装置对微污泥量厌氧区内部液体进行除磷处理且开启第二管路阀门、第三管路阀门和自吸泵、关闭第一管路阀门和第四管路阀门，膜组件进行强化除磷和除氮及小颗粒物质，处理合格的污水利用自吸泵转移至净化水存储箱；
三、当污水缓冲存储箱中污水的化学需氧量(COD)小于500mg/mL时，同时开启上水泵、第一进水阀门和第二进水阀门为微污泥量厌氧区的反硝化反应补充碳源；所述碳源为污水中有的机物污染物；
四、当装置处理污水量达到每日所需处理的污水总量的四分之一时，微污泥量厌氧区中活性污泥的浓度达到1000mg/L时，开启回流泵和回流泵阀门，将微污泥量厌氧区底部的沉淀输送至好氧气区内部进行回泥处理；所述微污泥量厌氧区底部的沉淀来源于：沉淀槽产生的上清液输送至微污泥量厌氧区时携带少量的活性污泥，反硝化反应、电絮凝装置和膜组件工作过程中产生絮凝物质进而转变为沉淀；
五、当进行回泥处理的同时，关闭第二管路阀门和第三管路阀门，开启自吸泵、第一管路阀门和第四管路阀门，对膜组件进行反冲洗；
所述微厌氧污泥量是指微污泥量厌氧区内活性污泥的含量低于500mg/L；
本发明装置及使用方法具备以下有益效果：
(1)本发明装置包括：缓冲处理、好氧处理、厌氧处理与膜分离处理；污水先经过进水箱，进水箱可启到缓冲区的作用，可有效地防止污水量高峰导致装置的负荷太大而引起的污水处理效果下降；污水经过好氧区和微污泥量厌氧区，形成好氧/厌氧(A/O)的处理效果，既可有效地降解污水中的主要的有机污染物还进行硝化和反硝化反应脱氮除磷；
(2)本发明装置的膜组件内置于微污泥量厌氧区中，膜的截留作用不仅能增加污泥停留时间，强化处理系统的脱氮除磷作用还能提高出水水质，除去小颗粒物质；
(3)本发明装置将多余的污泥输送至好氧区以保证厌氧柜的低污泥量，厌氧污泥量低，使得厌氧区的体积大大缩小，更加适合船舶上安装使用；而且，通过好氧区的内置沉淀设计与回泥工艺相结合，保证了厌氧区污泥量少；对比于传统厌氧段，污泥量低且省去了搅拌，但是仍能起到厌氧段的作用(污泥多，的影响)，同时微厌氧微污泥量既能有效地去除污水中的氮磷物质又能使得膜组件不容易发生堵塞，因此本装置具有具有良好脱氮除磷效果、厌氧污泥量少、膜污染低等特点。
(4)本发明装置在处理过程中采用了间歇正抽水以及膜组件的反冲洗一体化设计，当停止对膜组件进行抽吸时，对膜组件进行反冲洗，结合微污泥量厌氧区微污泥量设计，这样设计不仅保持了膜的通量和出水效果，而且极大的延长了膜的寿命。本装置间歇抽吸及膜冲洗一体化设计很好地解决了污水处理领域膜清洗中的技术障碍，故本装置具有环保节能的特点。
(5)本发明装置的设计对比市面上大部分的生活污水处理装置，可以控制微污泥量厌氧区污水体积，结合微厌氧污泥量的工艺设计，使得装置可以处理不同种类的污水；本装置的出水即可满足船舶生活污水排放标准直接排放也可以中水回用循环利用；由于本装置为一体化结构设计，结构简单，操作方便，占用体积小，故可广泛适用于陆地生活污水、中水回用、含有氮磷的工业废水处理中。本发明装置还有占地面积小、使用方便、处理效率高等特点；
(6)本发明装置长期运行中，总氮去除率为94.1％，高于传统好氧/厌氧污水处理装置(总氮去除率85％)，高于多级膜污水处理装置(总氮去除率84.6％)，高于序批式污水处理装置(总氮去除率92.2％)；总磷去除率为90％，高于传统好氧/厌氧污水处理装置(总磷去除率89.2％)，高于多级膜污水处理装置(总磷去除率88.34％)，与序批式污水处理装置相近；COD去除率为95.6％，高于传统好氧/厌氧污水处理装置(COD去除率91.7％)，高于多级膜污水处理装置(COD去除率92.2％％)，高于序批式污水处理装置(COD去除率94.1％)；在氮磷出水指标上符合甚至优于新IMO公约规定的生活污水排放标准；
附图说明：
图1为本发明装置示意图。
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合理组合。
具体实施方式一：一种基于微厌氧污泥量的A/O一体化膜生物处理装置，包括好氧区1、微污泥量厌氧区2、沉淀槽3、曝气盘4、膜组件5、电絮凝装置6、污水缓冲存储箱7、净化水存储箱8、上水泵9、曝气泵10、循环泵11、回流泵12和自吸泵13；
所述微污泥量厌氧区2设置于好氧区1右侧；沉淀槽3设置于好氧区1内上部且与好氧区1连通；好氧区1底部设置有好氧区放泥口1-1，顶部设置有好氧区通风口1-2；微污泥量厌氧区2底部设置有微污泥量厌氧区放泥口2-1，顶部设置有微污泥量厌氧区通风口2-2，上部设置有溢流口2-3，膜组件5设置于微污泥量厌氧区2内部左侧，电絮凝装置6设置于微污泥量厌氧区2内部右侧；
所述曝气盘4置于好氧区1内下部，通过输气管路与曝气泵10连接，曝气盘4和曝气泵10之间的输气管路上设置有曝气阀门10-1；
所述上水泵9进水端与污水缓冲存储箱7连接，上水泵9出水端与第一进水阀门9-1一端连接，第一进水阀门9-1另一端分别与好氧区1上端和第二进水阀门9-2一端连接，第二进水阀门9-2另一端与微污泥量厌氧区2上端连接；
所述循环泵11的进水端与循环水阀门11-1一端连接，循环水阀门11-1另一端与沉淀槽3连接且深入沉淀槽3内部，循环泵11的出水端与微污泥量厌氧区2的底部连接；
所述回流泵12的进水端与回流泵阀门12-1一端连接，回流泵阀门12-1另一端与微污泥量厌氧区2底部连接，回流泵12的出水端与好氧区1底部连接；
所述自吸泵13进水端与第一管路阀门13-1一端连接，第一管路阀门13-1另一端与净化水存储箱8连接；自吸泵13进水端与第二管路阀门13-2一端连接，第二管路阀门13-2另一端与膜组件5连接；自吸泵13出水端与第三管路阀门13-3一端连接，第三管路阀门13-3另一端与净化水存储箱8连接，自吸泵13出水端与第四管路阀门13-4一端连接，第四管路阀门13-4另一端与膜组件5连接。
本实施方式装置及使用方法具备以下有益效果：
(1)本实施方式装置包括：缓冲处理、好氧处理、厌氧处理与膜分离处理；污水先经过进水箱，进水箱可启到缓冲区的作用，可有效地防止污水量高峰导致装置的负荷太大而引起的污水处理效果下降；污水经过好氧区和微污泥量厌氧区，形成好氧/厌氧(A/O)的处理效果，既可有效地降解污水中的主要的有机污染物还进行硝化和反硝化反应脱氮除磷；
(2)本实施方式装置的膜组件内置于微污泥量厌氧区中，膜的截留作用不仅能增加污泥停留时间，强化处理系统的脱氮除磷作用还能提高出水水质，除去小颗粒物质；
(3)本实施方式装置将多余的污泥输送至好氧区以保证厌氧柜的低污泥量，厌氧污泥量低，使得厌氧区的体积大大缩小，更加适合船舶上安装使用；而且，通过好氧区的内置沉淀设计与回泥工艺相结合，保证了厌氧区污泥量少；对比于传统厌氧段，污泥量低且省去了搅拌，但是仍能起到厌氧段的作用(污泥多，的影响)，同时微厌氧微污泥量既能有效地去除污水中的氮磷物质又能使得膜组件不容易发生堵塞，因此本装置具有具有良好脱氮除磷效果、厌氧污泥量少、膜污染低等特点。
(4)本实施方式装置在处理过程中采用了间歇正抽水以及膜组件的反冲洗一体化设计，当停止对膜组件进行抽吸时，对膜组件进行反冲洗，结合微污泥量厌氧区微污泥量设计，这样设计不仅保持了膜的通量和出水效果，而且极大的延长了膜的寿命。本装置间歇抽吸及膜冲洗一体化设计很好地解决了污水处理领域膜清洗中的技术障碍，故本装置具有环保节能的特点。
(5)本实施方式装置的设计对比市面上大部分的生活污水处理装置，可以控制微污泥量厌氧区污水体积，结合微厌氧污泥量的工艺设计，使得装置可以处理不同种类的污水；本装置的出水即可满足船舶生活污水排放标准直接排放也可以中水回用循环利用；由于本装置为一体化结构设计，结构简单，操作方便，占用体积小，故可广泛适用于陆地生活污水、中水回用、含有氮磷的工业废水处理中。本实施方式装置还有占地面积小、使用方便、处理效率高等特点；
(6)本实施方式装置长期运行中，总氮去除率为94.1％，高于传统好氧/厌氧污水处理装置(总氮去除率85％)，高于多级膜污水处理装置(总氮去除率84.6％)，高于序批式污水处理装置(总氮去除率92.2％)；总磷去除率为90％，高于传统好氧/厌氧污水处理装置(总磷去除率89.2％)，高于多级膜污水处理装置(总磷去除率88.34％)，与序批式污水处理装置相近；COD去除率为95.6％，高于传统好氧/厌氧污水处理装置(COD去除率91.7％)，高于多级膜污水处理装置(COD去除率92.2％％)，高于序批式污水处理装置(COD去除率94.1％)；在氮磷出水指标上符合甚至优于新IMO公约规定的生活污水排放标准。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述污水缓冲存储箱7底部设置有缓冲存储箱放水口7-1。其他步骤和参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述净化水存储箱8底部设置有净化水存储箱放水口8-1。其他步骤和参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述上水泵9为不锈钢离心泵。其他步骤和参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述曝气盘4为平板式膜片微孔曝气器。其他步骤和参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：所述循环泵11和回流泵12为蠕动泵。其他步骤和参数与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：所述上水泵9、曝气泵10、循环泵11、回流泵12和自吸泵13设置于于好氧区1和微污泥量厌氧区2下方；污水缓冲存储箱7和净化水存储箱8设置于上水泵9、曝气泵10、循环泵11、回流泵12和自吸泵13下方。其他步骤和参数与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式一种利用基于微厌氧污泥量的A/O一体化膜生物处理装置处理污水的方法按以下步骤进行：
一、将污水存储至污水缓冲存储箱7，开启曝气泵10和曝气阀门10-1，为曝气盘4供气，并在后续的处理过程中持续曝气；
二、向好氧区1内填充活性污泥，开启上水泵9和第一进水阀门9-1，将污水缓冲存储箱7内污水输送至好氧区1内部并对污水进行硝化反应处理，好氧区与沉淀槽连通且持续曝气，活性污泥与水的混合物进入沉淀槽3内部，活性污泥沉淀，上层产生上清液，开启循环泵11和循环水阀门11-1，将上清液输送至微污泥量厌氧区2，在微污泥量厌氧区2内对上清液进行反硝化反应，进行反硝化反应同时开启电絮凝装置6对微污泥量厌氧区2内部液体进行除磷处理且开启第二管路阀门13-2、第三管路阀门13-3和自吸泵13、关闭第一管路阀门13-1和第四管路阀门13-4，膜组件5进行强化除磷和除氮及小颗粒物质，处理合格的污水利用自吸泵13转移至净化水存储箱8；
三、当污水缓冲存储箱7中污水的化学需氧量(COD)小于500mg/mL时，同时开启上水泵9、第一进水阀门9-1和第二进水阀门9-2，为微污泥量厌氧区2的反硝化反应补充碳源；
四、当装置处理污水量达到每日所需处理的污水总量的四分之一时，微污泥量厌氧区2中活性污泥的浓度达到1000mg/L时，开启回流泵12和回流泵阀门12-1，将微污泥量厌氧区2底部的沉淀输送至好氧气区1内部进行回泥处理；所述微污泥量厌氧区2底部的沉淀来源于：沉淀槽3产生的上清液输送至微污泥量厌氧区2时携带少量的活性污泥，反硝化反应、电絮凝装置6和膜组件5工作过程中产生絮凝物质进而转变为沉淀；
五、当进行回泥处理的同时，关闭第二管路阀门13-2和第三管路阀门13-3，开启自吸泵13、第一管路阀门13-1和第四管路阀门13-4，对膜组件进行反冲洗。
本实施方式装置及使用方法具备以下有益效果：
(1)本实施方式装置包括：缓冲处理、好氧处理、厌氧处理与膜分离处理；污水先经过进水箱，进水箱可启到缓冲区的作用，可有效地防止污水量高峰导致装置的负荷太大而引起的污水处理效果下降；污水经过好氧区和微污泥量厌氧区，形成好氧/厌氧(A/O)的处理效果，既可有效地降解污水中的主要的有机污染物还进行硝化和反硝化反应脱氮除磷；
(2)本实施方式装置的膜组件内置于微污泥量厌氧区中，膜的截留作用不仅能增加污泥停留时间，强化处理系统的脱氮除磷作用还能提高出水水质，除去小颗粒物质；
(3)本实施方式装置将多余的污泥输送至好氧区以保证厌氧柜的低污泥量，厌氧污泥量低，使得厌氧区的体积大大缩小，更加适合船舶上安装使用；而且，通过好氧区的内置沉淀设计与回泥工艺相结合，保证了厌氧区污泥量少；对比于传统厌氧段，污泥量低且省去了搅拌，但是仍能起到厌氧段的作用(污泥多，的影响)，同时微厌氧微污泥量既能有效地去除污水中的氮磷物质又能使得膜组件不容易发生堵塞，因此本装置具有具有良好脱氮除磷效果、厌氧污泥量少、膜污染低等特点。
(4)本实施方式装置在处理过程中采用了间歇正抽水以及膜组件的反冲洗一体化设计，当停止对膜组件进行抽吸时，对膜组件进行反冲洗，结合微污泥量厌氧区微污泥量设计，这样设计不仅保持了膜的通量和出水效果，而且极大的延长了膜的寿命。本装置间歇抽吸及膜冲洗一体化设计很好地解决了污水处理领域膜清洗中的技术障碍，故本装置具有环保节能的特点。
(5)本实施方式装置的设计对比市面上大部分的生活污水处理装置，可以控制微污泥量厌氧区污水体积，结合微厌氧污泥量的工艺设计，使得装置可以处理不同种类的污水；本装置的出水即可满足船舶生活污水排放标准直接排放也可以中水回用循环利用；由于本装置为一体化结构设计，结构简单，操作方便，占用体积小，故可广泛适用于陆地生活污水、中水回用、含有氮磷的工业废水处理中。本实施方式装置还有占地面积小、使用方便、处理效率高等特点；
(6)本实施方式装置长期运行中，总氮去除率为94.1％，高于传统好氧/厌氧污水处理装置(总氮去除率85％)，高于多级膜污水处理装置(总氮去除率84.6％)，高于序批式污水处理装置(总氮去除率92.2％)；总磷去除率为90％，高于传统好氧/厌氧污水处理装置(总磷去除率89.2％)，高于多级膜污水处理装置(总磷去除率88.34％)，与序批式污水处理装置相近；COD去除率为95.6％，高于传统好氧/厌氧污水处理装置(COD去除率91.7％)，高于多级膜污水处理装置(COD去除率92.2％％)，高于序批式污水处理装置(COD去除率94.1％)；在氮磷出水指标上符合甚至优于新IMO公约规定的生活污水排放标准。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式八不同的是：所述碳源为污水中有的机物污染物。其他步骤和参数与具体实施方式八相同。