悬浮生物膜组件、好氧池、缺氧池及污水处理系统的制作方法

本实用新型属于水处理领域，具体涉及一种悬浮生物膜组件、包含其的系统。

背景技术：

随着城镇化的快速发展，大量的生活与工业污水流入江河、湖泊或地下水中，给水体造成严重污染。而同时国家对污水处理厂的排放标准也愈发严格，排放标准由原来的《城镇污水处理厂污染物排放标准》gb18918-2002中的一级b标准提升为一级a甚至于《地表水环境标准》中的准iv类(gb3838-2002)。很多早期建设的污水处理厂(包括地上污水处理厂和地下污水处理厂)无法满足日渐严重的水污染和日趋严格的污水处理标准，而重新建厂和改扩建成本高，建设周期长。如何能够在提高污水处理效果和效率的前提下，尽量控制成本是本领域的一个难题。

现有技术大都是在原有工艺段基础上，结合使用新工艺。向已有的生化处理池中加入生物膜填料，但是对所述生物膜填料的密度要求较高，需要与待处理污水的密度相差不多，实现生物膜填料在生化处理池中处于悬浮状态。这种方法无法适用于密度与水相差较大的生物膜填料，不具有普适性。

也有现有技术是将生物膜填料填装与容器中置于水中，但是由于填装后的生物膜填料随着使用时间的增长，污泥负载量增大，排出困难，填料的填充率较低，因此导致水处理效率较低。

表1给出了现行的污水处理出水标准要求。

表1基本控制项目最高允许浓度(日均值)，单位：mg/l

本领域需要开发一种能够扩宽生物膜填料密度使用范围，水处理效率更高，且容易除去污泥，无需水厂停产的生物膜组件。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的之一在于提供一种水处理用的悬浮生物膜组件，所述悬浮生物膜组件包括填充腔体，设置于所述填充腔体内部的扰动装置，以及与所述填充腔体连接的悬浮部件；

所述填充腔体内填充有运动受限的生物膜填料。

本实用新型提供的水处理用的悬浮生物膜组件，通过在所述填充腔体中填充合适的生物膜填料，使得所述生物膜填料处于运动受限的状态，相较于流化态的生物膜填料，具有更宽的生物膜填料比重适用范围，相较于固定的生物膜填料，除泥过程更易控制，且除泥过程所需要的曝气量更小。而悬浮部件的设置，能够保证所述生物膜组件在水中处于悬浮状态。

本实用新型所述的运动受限可以理解为在水流速度为2～10m/h(例如3m/h、4m/h、5m/h、6m/h、7m/h、8m/h、9m/h等)的条件下，所述填充腔体中填充的每一个填料的运动范围的尺寸的平均值小于每一个填料尺寸的5倍。典型但非限制性地，所述每一个填料的尺寸≤2cm。

作为优选技术方案之一，本实用新型提供的生物膜组件的填充腔体的腔壁为网孔结构。

对于网孔结构的腔壁可以不设置进水口和出水口，待处理污水随所处环境的水流速度流经所述填充腔体，实现与生物膜填料的接触。

优选地，所述网孔结构的网孔孔径为小于所述填料尺寸。

所述网孔结构的孔径小于填料尺寸能够保证填料不会随水流出所述填充腔体。

所述扰动包括提供气速的曝气装置、提供水速的进水装置、提供动力的搅拌装置、推流装置中的任意一种或至少两种的组合，优选提供气速的曝气装置。

优选地，所述扰动装置为放在所述填充腔体的中部和/或下部的曝气装置；

可选地，当所述填充腔体的中部设置曝气装置时，所述第一气体释放部件的气体释放方向向下。

优选地，所述曝气装置包括第一气体释放部件，与所述第一气体释放部件连接的第一通气装置。

优选地，所述第一气体释放部件包括具有释气孔的空心管。

优选地，所述第一气体释放部件中，所述释气孔的孔径小于≤10mm，优选1～5mm(例如1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm等)。

所述释气孔开孔朝下，能够避免污泥下落堵塞。所述释气孔开孔方向典型但非限制性的为与地面垂直方向，或与地面垂直方向夹角90°以内的方向，进一步优选与地面垂直方向夹角45°。

在所述除泥过程中，第一气体释放部件上释气孔的孔距、孔径的选择范围能够进一步提供更合适尺寸的气泡以及出气率，使其适用于网格状腔壁的生物膜组件。

作为优选技术方案之二，本实用新型提供的生物膜组件的填充腔体的腔壁设置有至少一个进口和至少一个出口。

在优选技术方案之二中，所述填充腔体的腔壁为板状的，待处理污水通过进口进入所述生物膜组件中，可以在进口连接泵入装置，将所述悬浮生物膜组件外部的水泵入所述悬浮生物膜组件的填充腔体内。

优选地，所述曝气装置放在所述填充腔体的中部和/或下部。

可选地，当所述填充腔体的中部设置曝气装置时，所述第一气体释放部件的气体释放方向向下。

优选地，所述曝气装置包括第二气体释放部件，与所述第二气体释放部件连通的第二通气装置。

优选地，所述第二气体释放部件包括具有释气孔的空心管。

优选地，所述第二气体释放部件中，所述释气孔的孔径为≤10mm，优选1～5mm(例如1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm等)。

所述释气孔开孔朝下，能够避免污泥下落堵塞。所述释气孔开孔方向典型但非限制性的为与地面垂直方向，或与地面垂直方向夹角90°以内的方向，进一步优选与地面垂直方向夹角45°。

在所述除泥过程中，第二气体释放部件上释气孔的孔距、孔径的选择范围能够进一步提供更合适尺寸的的气泡以及出气率，使其适用于板状腔壁的生物膜组件。

在优选技术方案之一和优选技术方案之二中，所述填充腔体内，所述生物膜填料的填充率为60～80％(例如63％、66％、69％、73％、75％、78％等)，优选65～80％。

60～80％的填料填充率能够使更多的填料保持在运动受限的状态，进一步保证水处理的效率，同时能够在提供曝气手段时在腔体内实现污泥的有效排出。

优选地，所述生物膜填料包括载体元件和生长在所述载体元件表面的生物膜。

优选地，所述生物膜填料的比重为0.04～2.6(例如0.05、0.1、0.2、0.3、0.5、0.8、0.9、1.0、1.2、1.5、1.6、1.9、2.0、2.2、2.5等)，优选0.9～1.2，进一步优选0.92～0.98。

本实用新型提供的生物膜组件填充的生物膜填料的比重适用范围更宽，使更多水处理效果优异的生物膜用于水下污水处理获得可能性。

优选地，所述生物膜填料的比表面积≥200m²/m³(例如210m²/m³、230m²/m³、250m²/m³、280m²/m³、310m²/m³、330m²/m³、350m²/m³、380m²/m³、410m²/m³、430m²/m³、450m²/m³、480m²/m³、510m²/m³、530m²/m³、550m²/m³、580m²/m³、610m²/m³、630m²/m³、650m²/m³、680m²/m³、710m²/m³、730m²/m³、750m²/m³、780m²/m³等)，优选500～700m²/m³。

优选地，所述生物膜填料的孔隙率≥50％(例如55％、60％、65％、70％、75％等)，优选≥70％。

合适的生物膜填料的比表面积和孔隙率能够进一步赋予所述生物膜组件更有效的水处理效率。大比表面积有利于污水中微生物的附着和生物膜的形成；高孔隙率有利于截留污泥，产生过滤截留的作用，出水ss降低。

优选地，所述载体元件为非对称结构。

非对称结构的载体元件，不仅能在正常运行过程中，较对称结构的载体元件更容易形成运动受限的状态，且能够在扰动过程中，提高其运动能力，例如旋转运动方式，使得污泥更容易从载体元件上脱落，从而提高除泥过程的效率和除泥的程度。

示例性的非对称结构包括中心对称的非轴对称结构、轴对称的非中心对称结构中的任意一种或至少两种的组合。

本实用新型所述浮力装置可以使用本领域技术人员能够获取的任何具有浮力的结构或装置。

优选地，所述悬浮部件包括浮力板和/或浮力球。

优选地，所述悬浮部件为浮力可调的浮力部件。

对于生物膜组件，随着水处理时间增加，附着的污染物越来越多，生物膜组件的处理效率出现明显下降，对于水中的生物膜组件，如何判断是否需要进行除泥操作是非常有必要的，现有技术大都根据经验进行判断，结果不准确，造成成本提高。本实用新型通过设置浮力可调的浮力部件，利用随着水处理时间增加生物膜填料的比重也越来越高，造成生物膜组件质量变高的现象，利用浮力可调的浮力部件，实现对生物膜组件水处理周期的控制。

作为可选技术方案，所述浮力可调的浮力部件还包括用于半固定所述悬浮生物膜组件的固定件，所述固定件给所述悬浮生物膜组件提供向上的可变拉力。

设置于所述固定件上的压力传感器，所述压力传感器用于监测所述固定件上向下的拉力。

所述固定件提供的可变压力可以为0，即可以不提供向上的拉力。

所述浮力可调的浮力部件的作用过程示例性的可以是：

随着水处理时间增加，压力传感器数值发生突变(如突然变大)，针对压力传感器突然变大的生物膜组件，提高曝气量，并观察压力传感器数值，若停止曝气后，压力传感器数值有恢复趋势，则证明生物膜填料的污泥饱和，需要进行反洗除泥；若提高曝气量后，停止曝气，压力传感器数值没有恢复趋势，则证明生物膜填料的浮力部件出现损坏，需要取出进行修复，优选地，所述浮力部件中间设置通孔。

优选地，所述通孔的顶部和/或底部设有可供气体流通的筛网。

优选地，所述悬浮部件上方设有具有自由度的固定件。

优选地，所述具有自由度的固定件包括配合固定的绳索，绳索上增设压力传感器。

本实用新型目的之二是提供一种悬浮生物膜组件的使用方法，所述使用方法包括如下步骤：

(a1)将所述悬浮生物膜组件置于待处理污水中；所述悬浮生物膜组件包括填充腔体，设置于所述填充腔体内部的扰动装置，以及与所述填充腔体连接的悬浮部件；所述填充腔体内填充有运动受限的生物膜填料；

(a2)使待处理污水在所述悬浮生物膜组件中流动，进行污水的生物膜处理；

(a3)待处理污水在所述悬浮生物膜组件中流动预定时间后，开启所述扰动装置，进行生物膜除泥；

(a4)生物膜除泥后，停止曝气；

(a5)循环进行步骤(a2)～步骤(a4)。

本实用新型提供的悬浮生物膜组件在使用过程中，悬浮在待处理污水中，所述待处理污水流经所述生物膜填料进行生物膜水处理，待生物膜老化，处理活性降低，则开启扰动装置进行扰动，进行生物膜除泥操作，除泥完毕，老化生物膜脱落，新生物膜生长，进入下一个水处理除泥周期。

本实用新型目的之二所述的悬浮生物膜组件优选为目的之一提供的悬浮生物膜组件。

所述生物膜的处理活性降低的判断节点可以根据经验，或者在其上设置传感器(如压力传感器)通过压力变化进行判断。

本实用新型的目的之三是提供一种好氧池，所述好氧池内部悬浮有目的之一优选技术方案之一所述的悬浮生物膜组件。

选用目的之一优选技术方案之一所述的悬浮生物膜组件在好氧池中，组件内扰动装置可选择曝气装置，在曝气装置曝气后，气体通过组件网孔进入好氧池中，有利于组件内外好氧环境的维持，不会给好氧池生物造成负面影响，成本低。

本实用新型目的之四是提供一种缺氧池，所述缺氧池内部悬浮有目的之一优选技术方案之二所述的悬浮生物膜组件。

选用目的之一优选技术方案之二所述的悬浮生物膜组件在缺氧池中，扰动装置选择择曝气装置时，曝气装置曝气后，气体可以通过浮力部件中间设置的通孔排空，避免进入缺氧池中，给缺氧池生物造成负面影响。

本实用新型目的之五是提供一种污水处理系统，所述污水处理系统包括目的之一所述的悬浮生物膜组件；或者所述污水处理系统包括目的之二所述的好氧池；或者所述污水处理系统包括目的之三所述的缺氧池；或者所述污水处理系统的好氧池内部悬浮有目的之一优选技术方案之一所述的悬浮生物膜组件；或者所述污水处理系统的好氧池内部悬浮有目的之一优选技术方案之二所述的悬浮生物膜组件。

本实用新型的目的之六是提供一种好氧污水处理方法，所述方法包括如下步骤：

(b1)将悬浮生物膜组件置于好氧池的待处理污水中；所述悬浮生物膜组件包括填充腔体，设置于所述填充腔体内部的扰动装置，以及与所述填充腔体连接的悬浮部件；所述填充腔体内填充有运动受限的生物膜填料；所述填充腔体的腔壁为网孔结构；

(b2)使待处理污水在所述悬浮生物膜组件中流动，进行污水的好氧生物膜处理；

(b3)待处理污水在所述悬浮生物膜组件中流动第一预定时间后，开启所述扰动装置，进行生物膜除泥；

(b4)生物膜除泥后，停止曝气；

(b5)循环进行步骤(b2)～步骤(b4)。

本实用新型目的之六所述的好氧污水处理方法中的悬浮生物膜组件优选使用目的之一优选技术方案之二提供的悬浮生物膜组件。

本领域技术人员应该明了，本实用新型提供的悬浮生物膜组件在对应的生化反应池中可以是1个或者2个以上的形式存在，例如1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、11个、15个、20个等等。

优选地，所述扰动装置为曝气装置，开启扰动装置以第一曝气量≥2m³/(m²·h)的速度进行曝气，所述第一曝气量例如2.2m³/(m²·h)、2.5m³/(m²·h)、2.7m³/(m²·h)、2.9m³/(m²·h)、3.2m³/(m²·h)、3.5m³/(m²·h)、3.8m³/(m²·h)、4.3m³/(m²·h)、4.8m³/(m²·h)、5.5m³/(m²·h)、6.8m³/(m²·h)、8.3m³/(m²·h)、9.6m³/(m²·h)等。

优选地，所述污水的好氧生物膜处理过程中，所述悬浮生物膜组件内为好氧环境。所述好氧环境，本领域技术人员可以根据实际情况进行控制。

作为示例性的例子，所述悬浮生物膜组件内do≥1.5mg/l(例如1.8mg/l、2.3mg/l、2.8mg/l、3.5mg/l、4.3mg/l等)，特别优选do≥2.0mg/l。

优选地，步骤(b2)所述污水的生物膜处理过程中，以第二曝气量开启所述曝气装置。

本实用新型提供的第一曝气量用于生物膜除泥过程，第二曝气量用于污水的生物膜处理过程。由于污水的生物膜处理过程中，好氧处理对于污水的含氧环境要求较高，本领域技术人员可以根据实际情况选择性的以第二曝气量开启曝气，以保证悬浮生物膜组件内的好氧环境。即，作为优选，所述第二曝气量与所述好氧池底部曝气装置的曝气量综合作用保证所述悬浮生物膜组件内的好氧环境。

所述第一预定时间可以选取悬浮生物膜组件失去活性前的任意时间，本领域技术人员可以根据实际情况(如悬浮部件的信号反馈)选择。

优选地，所述第一预定时间3～7天(4天、5天、6天等)，优选3～5天，每次反洗时间为0.5～3小时。

本实用新型的目的之七是提供一种缺氧污水处理方法，所述方法包括如下步骤：

(c1)将悬浮生物膜组件置于缺氧池的待处理污水中；所述悬浮生物膜组件包括填充腔体，设置于所述填充腔体内部的扰动装置，以及与所述填充腔体连接的悬浮部件；所述填充腔体内填充有运动受限的生物膜填料；所述填充腔体的腔壁设置有至少一个进口和至少一个出口；

(c2)使待处理污水在所述悬浮生物膜组件中流动，进行污水的缺氧生物膜处理；

(c3)待处理污水在所述悬浮生物膜组件中流动第二预定时间后，以第三曝气量开启所述扰动装置，进行生物膜除泥；

(c4)生物膜除泥后，停止曝气；

(c5)循环进行步骤(c2)～步骤(c4)。

优选地，所述扰动装置为曝气装置，开启扰动装置以第三曝气量≥2m³/(m²·h)的速度进行曝气，所述第三曝气量例如2.2m³/(m²·h)、2.5m³/(m²·h)、2.7m³/(m²·h)、2.9m³/(m²·h)、3.2m³/(m²·h)、3.5m³/(m²·h)、3.8m³/(m²·h)、4.3m³/(m²·h)、4.8m³/(m²·h)、5.5m³/(m²·h)、6.8m³/(m²·h)、8.3m³/(m²·h)、9.6m³/(m²·h)等。

本实用新型目的之七提供的缺氧污水处理方法中，所述浮力部件中间设置通孔，且在除泥过程中优选关闭悬浮生物膜组件的进口和出口，以保证曝气的气体不进入缺氧池，直接排空。

优选地，所述污水的缺氧生物膜处理过程中，所述悬浮生物膜组件内为缺氧环境；进一步优选所述悬浮生物膜组件内do≤0.5mg/l(例如0.5mg/l，0.4mg/l，0.3mg/l，0.25mg/l、0.20mg/l、0.18mg/l、0.13mg/l、0.08mg/l、0.05mg/l等)。

所述第二预定时间可以选取悬浮生物膜组件失去活性前的任意时间，本领域技术人员可以根据实际情况(如悬浮部件的信号反馈)选择。

优选地，所述第二预定时间为1～2天(例如26h、28h、35h、37h、42h、45h等)，每次0.3～2小时，优选0.5～1h。

需要说明的是，本发明提供的生物膜组件、好氧池、缺氧池和污水水处理系统均可以独立地被选择用于地上污水处理厂的提标改造或新建，也可以用于地下污水处理厂的提标改造或新建，也可以选择用于任选地新技术和现有技术中的任何一种污水处理厂的提标改造或新建。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的水处理用的悬浮生物膜组件，生物膜填料处于运动受限的状态，能够获得相较于流化床更优异的水处理效果，及更宽比重范围的填料选择，还能够获得相较于流化床更低曝气量下更彻底的除泥效果。

附图说明

图1是水处理用的悬浮生物膜组件a1的结构示意图。

图2是水处理用的悬浮生物膜组件a2的结构示意图。

图3是水处理用的悬浮生物膜组件a3的结构示意图。

图4是d1型号生物填料载体元件的结构示意图。

图5是具有9个子空间的生物填料的基本单元的结构示意图。

图6是具有16个子空间的生物填料的基本单元的结构示意图。

图7是好氧池h1的结构示意图。

图8是缺氧池q1的结构示意图。

具体实施方式

为便于理解本实用新型，本实用新型列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本实用新型，不应视为对本实用新型的具体限制。

图1给出了水处理用的悬浮生物膜组件a1的结构示意图。图2给出了水处理用的悬浮生物膜组件a2的结构示意图。图3给出了水处理用的悬浮生物膜组件a3的结构示意图。如图1所示本实用新型具体实施方式一提供了水处理用的悬浮生物膜组件a1，包括填充腔体110，设置于所述填充腔体110内部的曝气装置120，以及与所述填充腔体110连接的悬浮部件130；所述填充腔体110内填充有运动受限的生物膜填料140。图1中，填充腔体110的腔壁为虚线表示其可以是实体的腔壁也可以是镂空的网格；当所述腔壁为镂空的网格时为水处理用的悬浮生物膜组件a2，其结构示意图如图2所示(具体实施方式二)；当所述腔壁为实体的腔壁时为水处理用的悬浮生物膜组件a3，其结构示意图如图3所示(具体实施方式三)。

在所述悬浮生物膜组件a1、所述悬浮生物膜组件a2、所述悬浮生物膜组件a3中，所述曝气装置可以替换为提供水速的进水装置、提供动力的搅拌装置、推流装置中的任意一种或至少两种的组合，例如搅拌器、推流器或造浪泵等。

在水处理用的悬浮生物膜组件a2中，所述网孔结构的网孔孔径为小于所述填料尺寸。如此设计可以有效防止填料从填充腔体中逸出。

在水处理用的悬浮生物膜组件a2中，在所述填充腔体110的底部设置有曝气装置120，所述曝气装置120包括第一气体释放部件121，与所述第一气体释放部件121连接的第一通气装置122；所述第一气体释放部件121包括具有释气孔123的空心管124；所述释气孔的孔径小于10mm，优选1～5mm。

典型但非限制性地，在水处理用的悬浮生物膜组件a2中所述释气孔的孔距可以设置在10～15mm。

在水处理用的悬浮生物膜组件a3中，所述填充腔体110的腔壁设置有至少一个进口111和至少一个出口112。所述进口111和出口112的数量本实用新型不做具体限定，典型但非限制性的进口111的个数为2、3、4、5、6、7等，典型但非限制性的出口112的个数为2、3、4、5、6、7等。出口112优选设置网筛，用于防止填料逸出。优选浮力装置开垂直方向通孔，并设置筛网作为出口。

在水处理用的悬浮生物膜组件a3中，在所述填充腔体110的底部设置有曝气装置120，所述曝气装置120包括第一气体释放部件121，与所述第一气体释放部件121连接的第一通气装置122；所述第一气体释放部件121包括具有释气孔123的空心管124；所述释气孔的孔径小于10mm，优选1～5mm。

典型但非限制性地，在水处理用的悬浮生物膜组件a2中所述释气孔的孔距可以设置在10～15mm。

对于本实用新型提供的生物膜填料的基本单元的载体元件，本实用新型没有具体限定，典型但非限制性的为四角具有弧度的中空方形壳体141，所述方形壳体141内腔被隔板分为至少2个子空间，每个子空间内设置有方向相同的挡板142，所述中空方形壳体141外部设有鳍片144，如图4、图5和图6所示。所述子空间的个数典型但非限制性的为4个(图4)、9个(图5)、16个(图6)等。具有4个子空间的生物填料的基本单元记为d1型号生物填料载体元件。

图7给出了好氧池h1的结构示意图。具体实施方式四提供了好氧池h1的结构示意图，其内部污水中悬浮有3个悬浮生物膜组件a2，所述生物膜组件a2的曝气装置的第一通气装置(未示出)与空气泵125连接。所述悬浮生物膜组件a2的悬浮部件130包括浮力板131，与所述浮力板131连接的固定件132(例如绳索)，所述固定件132给所述悬浮生物膜组件a3提供向上的可变拉力；所述固定件132上的压力传感器133，所述压力传感器133用于监测所述固定件132上向下的拉力。所述好氧池h1底部设置有底部曝气装置150，用于在水处理过程中提供第二曝气量供好氧反应。

图8给出了缺氧池q1的结构示意图。具体实施方式四提供了缺氧池q1的结构示意图，其内部污水中悬浮有3个悬浮生物膜组件a3，所述生物膜组件a3的曝气装置第一通气装置(未示出)与空气泵125连接。所述悬浮生物膜组件a3的悬浮部件130包括浮力板131，与所述浮力板131连接的固定件132(例如绳索)，所述固定件132给所述悬浮生物膜组件a3提供向上的可变拉力；所述固定件132上的压力传感器133，所述压力传感器133用于监测所述固定件132上向下的拉力。所述缺氧池q1底部设置有搅拌装置160。

实施例1

一种使用好氧池h1进行好氧污水处理方法，包括如下步骤：

(1)将3个悬浮生物膜组件a2(选用d1型号生物填料填充，且填充率75％)置于好氧池的待处理污水中，并将固定件通过绳索限定在好氧池中；所述生物膜填料的比重为0.98，比表面积700m²/m³，孔隙80％；所述待处理污水指标为：氨氮(nh4-n)、总氮(tn)、固体悬浮物(ss)、化学需氧量(cod)；

(2)将好氧池中的污水以6m/h流速流入组件，使待处理污水在所述悬浮生物膜组件中流动，进行污水的好氧生物膜处理；悬浮生物膜组件内的do值为2～4mg/l；

(3)待处理污水在所述悬浮生物膜组件中流动7天后，以10m³/(m²·h)的曝气量开启所述曝气装置2小时，进行生物膜除泥；

(4)生物膜除泥后，停止曝气；

(5)循环进行步骤(2)～步骤(4)；

实施例2～5

与实施例1的区别仅在于调整悬浮生物膜组件a2中的生物填料的填充率为60％(实施例2)、80％(实施例3)、50％(实施例4)、85％(实施例5)。

实施例6～8

与实施例1的区别仅在于调整悬浮生物膜组件a2中的生物填料为d2型号生物填料(实施例6)、d3型号生物填料(实施例7)、d4型号生物填料(实施例8。所述d2型号生物填料购于威立雅公司的biostyrene填料，材质为聚苯乙烯，粒径为2-6mm的小珠，具有对称结构，比重为0.04～0.05，比表面积1000～1300m²/m³；所述d3型号生物填料购于水环纯水务公司，比重为2～2.6，材质为硅砂，粒径为2～3mm，比表面积500-600m²/m³。所述d4型号生物填料为威立雅公司anoxkaldnes^tmk3填料，具有对称结构，材质为聚乙烯，比重为0.98，比表面积500m²/m³，孔隙70％。

实施例9

与实施例1的区别仅在于，步骤(3)为：待处理污水在所述悬浮生物膜组件中流动7天后，以20m³/(m²·h)的曝气量开启所述曝气装置3小时，进行生物膜除泥(实施例8)。

实施例10

与实施例1的区别仅在于，步骤(3)为：待处理污水在所述悬浮生物膜组件中流动3天后，以2m³/(m²·h)的曝气量开启所述曝气装置0.5小时，进行生物膜除泥(实施例8)。

对比例1

与实施例1的区别仅在于，悬浮生物膜组件中，生物膜填料的填充比例为95％，即不运动状态。

对比例2

与实施例1的区别仅在于，悬浮生物膜组件中，生物膜填料的填充比例为30％，即流化状态。

性能测试一：

(1)按照国家环境保护标准-纳氏试剂法(hj533-2009)测试氨氮，重量法(gb11901-89)测悬浮物(ss)，哈希试剂快速检测法测cod和tn，测试实施例1～9和对比例2～2污水处理的出水指标，步骤(5)重复步骤(2)～步骤(4)，记录组件稳定后，连续运行20天的污水处理的平均出水指标，测试结果见表1。

表1-1

表1-2

根据表1(1-1和1-2)可以看出，填料的密度、孔隙率、比表面积、填充率对组件在好氧环境中运行的污染物去除效果是有影响的。

具体地，例如实施例1、4和对比例2，填充率越大，污染物的去除效果越好，尤其是氨氮和ss，这是因为高填充率形成填料运动受限的状态，产生过滤截留作用，出水ss降低。此外，填料作为微生物生长的载体，填充率增大能为微生物提供能多的空间附着生长，微生物的数量和种类增加，氨氮等污染物去除效率提高；但填充率并不是越大越好，如实施例1、5和对比例1，当填充率大于80％，因填料的数量过多，容易堵塞，反洗时即使提供较大的曝气强度，填料也不能相互碰撞形成良好的流化状态，导致填料上的生物膜未能完全脱落，残留在填料上的生物膜逐渐老化，将不具有去除污染物的能力，更阻碍新的生物膜生长，导致组件去除污染物的能力变差。

对比实施例1、6、7可发现，组件适用于更宽比重范围的填料选择，但比重接近于1的情况下，所需曝气强度更小，反洗周期更长，节约能耗。这主要是由于填料比重接近于1，随水流化效果越好。若填料比重过大，反洗时发生位移小，需提供较大的曝气强度才能去除老化的生物膜。

实施例1、6、7、8可发现，非对称结构的填料处理效果较好。非对称结构的载体不仅能在正常运行过程中，较对称结构的载体元件更容易形成运动受限的状态，形成截留过滤效果，且载体元件运动能力强，在曝气过程中污泥更容易从载体元件上脱落，从而提高除泥过程的效率和除泥的程度。

实施例1和8可发现，比表面积和空隙率越大，出水效果越好。这是因为大比表面积为微生物提供了更多的生长空间，生物量增加，大孔隙率纳污量大，不易堵塞，提高了污水处理效果。

实施例11

一种缺氧污水处理方法，包括如下步骤：

(1)将3个悬浮生物膜组件a3(选用d1型号生物填料填充，且填充率75％)置于缺氧池的待处理污水中，并将固定件通过绳索限定在缺氧池中；所述生物膜填料的比重为0.98，比表面积700m²/m³，孔隙80％；所述待处理污水指标：氨氮(nh4-n)、总氮(tn)、固体悬浮物(ss)、化学需氧量(cod)；所述悬浮生物膜组件a3的进口设置位置为腔壁，出口设置在浮力装置的中心，即在浮力装置中心开通孔并设置筛网；

(2)将缺氧池中的污水以6m/h流速进行流动，使待处理污水在所述悬浮生物膜组件中流动，进行污水的缺氧生物膜处理；悬浮生物膜组件内的do值<0.5mg/l；

(3)待处理污水在所述悬浮生物膜组件中流动2天后，以10m³/(m²·h)的曝气量开启所述曝气装置2小时，进行生物膜除泥；

(4)生物膜除泥后，停止曝气；

(5)循环进行步骤(2)～步骤(4)；

实施例12～15

与实施例1的区别仅在于调整悬浮生物膜组件a2中的生物填料的填充率为60％(实施例12)、80％(实施例13)、50％(实施例14)、90％(实施例15)。

对比例3

与实施例11的区别仅在于，悬浮生物膜组件中，生物膜填料的填充比例为95％，即不运动状态。

对比例4

与实施例10的区别仅在于，悬浮生物膜组件中，生物膜填料的填充比例为30％，即流化状态。

性能测试二：

(1)按照国家环境保护标准-照国家环境保护标准-纳氏试剂法(hj533-2009)测试氨氮，重量法(gb11901-89)测悬浮物(ss)，哈希试剂快速检测法测cod、tn，测试实施例11～15和对比例3～4的污水处理的出水指标，步骤(5)重复步骤(2)～步骤(4)，记录组件稳定后，连续运行20天之后的污水处理的平均出水指标，测试结果见表2。

表2

根据表2可以看出，同好氧环境中组件的运行结论相似，简言之，在填料比重接近于水的情况下，反洗曝气量最节省，反洗周期越长；填料空隙率越大，越不容易堵塞，截留效果越好，出水ss低。填充率优选为60％-80％，设置这样的填充率，既能达到水质的要求，也可以延长反洗周期，节能环保。此外，对比表1和表2中氨氮、总氮的出水效果可发现，表1中出水氨氮普遍比表2低，表2中出水总氮普遍比表1低。这是因为组件放在好氧环境中，有利于好氧微生物的生长，好氧微生物发生硝化反应，将氨氮转化成硝态氮，强化污水厂氨氮去除能力，出水氨氮低。组件放在缺氧环境中，有利于异养微生物的生长，发生反硝化反应，将硝态氮转化成氮气，强化污水厂总氮去除能力，有利于出水总氮浓度的进一步降低。

申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构，但本实用新型并不局限于上述详细结构，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型产品各部件的等效替换及辅助构件的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。