本发明涉及污水处理领域，特别是涉及一种利用a/o生物膜处理生活污水的装置与方法。
背景技术：
随着我国经济的发展和城市化进程的加快，水资源问题日益突出，由水体污染引起的水质型水资源短缺是当前中国社会发展所面临的巨大挑战。污水处理是从源头上治理水体污染的最佳途径和实现再生水利用的前提。
污水中的营养物质，如n的彻底去除较难，如不进行有效的处理，会引起受纳水体尤其是封闭性水域的面源污染，如水体富营养化。这也使我国在较好的控制城市集中性点源污染的情况下，流域污染持续严重的重要原因。如若水体中含氮化合物浓度超标，极易导致水体富营养化，使得水质恶化，具体表现为：(1)大量藻类死亡时消耗水中的氧，一些藻类的蛋白质毒素可富集在水产生物体内，并通过食物链使人中毒；(2)胺中的氮对鱼类以及其他水生物具有较大的毒性，并且胺类以及其他类有机氮会消耗受纳水体中的溶解氧，该类氮还会对金属有腐蚀作用；(3)硝酸根或亚硝酸根类氮对人体健康构成威胁，尤其是亚硝酸类可以生成亚硝酸胺，具有致癌、致畸的危害。
传统的生物脱氮理论认为生物脱氮主要包括硝化反应和反硝化反应两个过程：首先由硝化细菌在有氧条件下将有机氮氨化、硝化，然后在无氧条件下通过反硝化菌以及微生物的同化作用来完成氮的脱除。随着污水处理需求的提高，传统生物脱氮工艺已经逐渐呈现出许多不足：例如硝化菌群生长较为缓慢，反应器内难以维持较高的生物浓度，从而造成系统水力停留时间较长，容积负荷率较低，基础建设投资较大；(2)硝化过程产酸，反硝化过程产生碱，均需要进行中和，极易造成二次污染，尤其是在高氨氮废水进行脱氮处理是容易发生；(3)工艺流程较长，在低温环境下，硝化细菌的活性较低，需要增大污水的停留时间，从而增加了运行费用；(4)反硝化反应需要电子供体，尤其是低碳氮比的废水，则需添加额外的有机碳源，增加运行成分。
基于传统活性污泥工艺上的不足，另一类高效的污水生物处理技术即生物膜工艺被提出，并且发展迅速。生物膜技术具有诸多优点：污泥龄比传统活性污泥系统长，利于倍增周期较长的自养型微生物系统的构建；污泥产量低于活性污泥工艺，并且不会引起污泥膨胀；对于固液分离的要求较低，可以减少沉淀池的体积，节省基建成本；对于污水水质和水量的波动具有较好的适应能力；工艺系统的运行管理较为简单、方便，利于操作。
中国专利cn201610238027.3公开了一种处理低c/n污水的a/o生物膜脱氮装置和方法。所述装置包括：原水水箱、进水泵、a段生物膜反应器、o段生物膜反应器、硝化液内回流泵。原水水箱为一封闭箱体，设有溢流管和放空管；a段生物膜反应器呈柱形，按照水流方向分为下段和上段两部分，下段为短程反硝化生物膜，上段为厌氧氨氧化生物膜；o段生物膜反应器呈柱形，填充硝化生物膜。所述方法是a段生物膜反应器下段实现短程反硝化，利用污水中的有机碳源，将回流硝化液携带的硝态氮还原为亚硝态氮；上段生物膜实现厌氧氨氧化，将污水中的部分氨氮和短程反硝化积累的亚硝态氮转化为氮气；o段生物膜反应器将污水中剩余氨氮氧化为硝态氮，实现低c/n污水的高效脱氮。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种利用a/o生物膜处理生活污水的装置与方法，该方法具有运行简单，运行费用低，并且脱氮效率高的特点，在降低消耗的同时，实现了深度脱氮。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种利用a/o生物膜处理生活污水的装置，所述装置依次包括：沉淀池，缺氧区a1，好氧区o1，缺氧区a2，好氧区o2，缺氧区a3，好氧区o3；好氧区o1、o2、o3均设有曝汽装置；缺氧区装填有固定填料，好氧区装填有悬浮填料；沉淀池与缺氧区a1顶部相连通，缺氧区a1、a2、a3分别与好氧区o1、o2、o3底部相连通，好氧区o1、o2分别于缺氧区a2、a3顶部相连通，好氧区o3顶部设有出水口，连通处设置有滤网；污水通过蠕动泵流通；每个区域均设有污泥流出口；
缺氧区的固定填料载体为聚氨酯材料，形状为半圆形多孔结构，弧面在上，直径为1-2cm；好氧区的悬浮填料载体形状为球形多孔结构，直径为1-2cm。
一种利用a/o生物膜处理生活污水的装置中的好氧区填料载体材料，包括以下组分，以重量份数计：
聚丙烯树脂100份，纳米蒙脱土15-23份，秸秆活性炭11-18份，偶联剂5-7份，硬脂酸锌5-7份，增塑剂2-5份，抗氧剂1-2份。
优选的，所述缺氧区填料投配比为40％-60％。
优选的，所述好氧区填料投配比为30％-55％。
优选的，所述缺氧区与好氧区的体积比为1：1.7-2.5。
优选的，所述滤网孔径为50mm。
优选的，所述固定填料的比表面积为30-62m2/g，所述悬浮填料的比表面积为72-95m2/g。
一种利用a/o生物膜处理生活污水的方法，利于上述装置进行污水处理。
污水在缺氧区停留时间为3-4h，在好氧区停留时间为3-4h，好氧区中的溶解氧浓度控制在2-3mg/l。
本发明具有以下有益效果，
1、缺氧区处理过后的污水通过底部进入好氧区，直接接触曝气装置，确保了污水在好氧区中的含氧量，使得好氧区的细菌可以充分反应；含氧污水经过好氧细菌的处理后含氧量下降，在好氧区顶部进入缺氧区，污水中氧气含量较低，有利于缺氧处理。
2、好氧区采用悬浮填料，更有利于气体流通，填料可以充分的与污水中的气体接触，不会造成局部缺氧而使得转化效率降低；缺氧区采用固定填料，使得反应更加稳定。
3、好氧区填料载体采用含有哪里蒙脱土和秸秆活性炭的聚丙烯树脂，载体材料本身即具有较大的比表面积，有利于细菌在表面的生长附着，有效的提高了污水脱氮效率。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种利用a/o生物膜处理生活污水的装置，所述装置依次包括：沉淀池，缺氧区a1，好氧区o1，缺氧区a2，好氧区o2，缺氧区a3，好氧区o3；好氧区o1、o2、o3均设有曝汽装置；缺氧区装填有固定填料，好氧区装填有悬浮填料；沉淀池与缺氧区a1顶部相连通，缺氧区a1、a2、a3分别与好氧区o1、o2、o3底部相连通，好氧区o1、o2分别于缺氧区a2、a3顶部相连通，好氧区o3顶部设有出水口，连通处设置有滤网，滤网孔径为50mm；污水通过蠕动泵流通；每个区域均设有污泥流出口；
所述缺氧区的固定填料载体为聚氨酯材料，形状为半圆形多孔结构，弧面在上，直径为1cm；好氧区的悬浮填料载体形状为球形多孔结构，直径为1cm。缺氧区填料投配比为40％。好氧区填料投配比为30％。缺氧区与好氧区的体积比为1：1.7。固定填料的比表面积为30m2/g，悬浮填料的比表面积为72m2/g
所采用的好氧区填料载体材料，包括以下组分，以重量份数计：
聚丙烯树脂100份，纳米蒙脱土15份，秸秆活性炭11份，偶联剂5份，硬脂酸锌5份，增塑剂2份，抗氧剂1份。
利用上述a/o生物膜处理生活污水装置进行污水处理后，总氮去除率为85％。
实施例2
一种利用a/o生物膜处理生活污水的装置，所述装置依次包括：沉淀池，缺氧区a1，好氧区o1，缺氧区a2，好氧区o2，缺氧区a3，好氧区o3；好氧区o1、o2、o3均设有曝汽装置；缺氧区装填有固定填料，好氧区装填有悬浮填料；沉淀池与缺氧区a1顶部相连通，缺氧区a1、a2、a3分别与好氧区o1、o2、o3底部相连通，好氧区o1、o2分别于缺氧区a2、a3顶部相连通，好氧区o3顶部设有出水口，连通处设置有滤网，滤网孔径为50mm；污水通过蠕动泵流通；每个区域均设有污泥流出口；
所述缺氧区的固定填料载体为聚氨酯材料，形状为半圆形多孔结构，弧面在上，直径为2cm；好氧区的悬浮填料载体形状为球形多孔结构，直径为2cm。缺氧区填料投配比为60％。好氧区填料投配比为55％。缺氧区与好氧区的体积比为1：2.5。固定填料的比表面积为62m2/g，悬浮填料的比表面积为95m2/g
所采用的好氧区填料载体材料，包括以下组分，以重量份数计：
聚丙烯树脂100份，纳米蒙脱土23份，秸秆活性炭18份，偶联剂7份，硬脂酸锌7份，增塑剂5份，抗氧剂2份。
利用上述a/o生物膜处理生活污水装置进行污水处理后，总氮去除率为85％。
实施例3
一种利用a/o生物膜处理生活污水的装置，所述装置依次包括：沉淀池，缺氧区a1，好氧区o1，缺氧区a2，好氧区o2，缺氧区a3，好氧区o3；好氧区o1、o2、o3均设有曝汽装置；缺氧区装填有固定填料，好氧区装填有悬浮填料；沉淀池与缺氧区a1顶部相连通，缺氧区a1、a2、a3分别与好氧区o1、o2、o3底部相连通，好氧区o1、o2分别于缺氧区a2、a3顶部相连通，好氧区o3顶部设有出水口，连通处设置有滤网，滤网孔径为50mm；污水通过蠕动泵流通；每个区域均设有污泥流出口；
所述缺氧区的固定填料载体为聚氨酯材料，形状为半圆形多孔结构，弧面在上，直径为1cm；好氧区的悬浮填料载体形状为球形多孔结构，直径为2cm。缺氧区填料投配比为40％。好氧区填料投配比为55％。缺氧区与好氧区的体积比为1：1.7。固定填料的比表面积为62m2/g，悬浮填料的比表面积为72m2/g
所采用的好氧区填料载体材料，包括以下组分，以重量份数计：
聚丙烯树脂100份，纳米蒙脱土23份，秸秆活性炭11-18份，偶联剂7份，硬脂酸锌5份，增塑剂5份，抗氧剂1份。
利用上述a/o生物膜处理生活污水装置进行污水处理后，总氮去除率为85％。
实施例4
一种利用a/o生物膜处理生活污水的装置，所述装置依次包括：沉淀池，缺氧区a1，好氧区o1，缺氧区a2，好氧区o2，缺氧区a3，好氧区o3；好氧区o1、o2、o3均设有曝汽装置；缺氧区装填有固定填料，好氧区装填有悬浮填料；沉淀池与缺氧区a1顶部相连通，缺氧区a1、a2、a3分别与好氧区o1、o2、o3底部相连通，好氧区o1、o2分别于缺氧区a2、a3顶部相连通，好氧区o3顶部设有出水口，连通处设置有滤网，滤网孔径为50mm；污水通过蠕动泵流通；每个区域均设有污泥流出口；
所述缺氧区的固定填料载体为聚氨酯材料，形状为半圆形多孔结构，弧面在上，直径为2cm；好氧区的悬浮填料载体形状为球形多孔结构，直径为2cm。缺氧区填料投配比为50％。好氧区填料投配比为45％。缺氧区与好氧区的体积比为1：2.3。固定填料的比表面积为43m2/g，悬浮填料的比表面积为83m2/g
所采用的好氧区填料载体材料，包括以下组分，以重量份数计：
聚丙烯树脂100份，纳米蒙脱土18份，秸秆活性炭16份，偶联剂6份，硬脂酸锌6份，增塑剂5份，抗氧剂1份。
利用上述a/o生物膜处理生活污水装置进行污水处理后，总氮去除率为85％。