本发明属于水处理领域，具体涉及一种基于石墨烯改性填料的污水高效脱氮工艺。
背景技术：
1、生物处理技术是现代污水处理应用最广泛的方法之一。氮污染是水污染的一个重要原因，生活污水中都含有一定的氮，因此在进行污水处理过程中，进行脱氮处理几乎是必备的处理步骤。
2、农村环境治理近年来越来越受到重视，尤其以水环境治理最为突出和敏感。由于存在建设、运行维护资金保障困难，缺少专业技术人员，处理工艺选择不当等问题，农村生活污水治理成为当前农村人居环境整治的突出短板。尤其针对总氮去除要求较高的水质敏感区域的污水处理技术还比较缺乏。
3、常用的生物脱氮过程由硝化反应和反硝化反应组成。在硝化反应中，污水中的生物氮经过氨化反应生成氨氮，再经过化能自养菌的作用下，经亚硝氮转化为硝态氮；在反硝化反应中，在厌氧条件下，硝态氮作为电子受体，有机物作为电子供体，由反硝化的异养菌将硝态氮还原为氮气，排入大气，实现对污水中总氮的去除。传统的生物脱氮工艺如a2/o等主要依靠内回流的作用来进行脱氮，脱氮效率难以进一步提高，且动力成本较高，脱氮处理后出水质量难以达到出水总氮低于10mg/l。因为了提高出水质量，现部分污水处理厂在传统生物脱氮工艺之后再连接二级出水脱氮设备，如反硝化生物滤池，进行反硝化工艺，以提高出水质量，达到出水总氮低于10mg/l。
4、硫自养反硝化技术是以硫作为电子供体，在硫自养微生物作用下将硝态氮转化为氮气完成脱氮过程。该过程无需外加有机碳源，可节省运行费用，降低污泥产量。但反应过程消耗碱度，易使系统ph降低，一般需补充碱度，且单质硫容易流失，单独使用可能造成硫酸盐含量过高等问题。
5、所以研发适合利于生物池利用避免二次污染的强化脱氮型含硫填料是硫自养反硝化技术友好利用的关键。
6、目前，常用的水处理填料在使用过程中存在极易板结，无法与废水均匀接触，导致填料使用率不高，脱氮除磷效率较低的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是要解决现有水处理填料在使用过程中存在极易板结，无法与废水均匀接触，导致填料使用率不高，脱氮除磷效率较低的问题，而提供一种基于石墨烯改性填料的污水高效脱氮工艺。
2、一种基于石墨烯改性填料的污水高效脱氮工艺，具体是按以下步骤完成的：
3、一、将污水通入格栅池进行过滤，滤除大块固体，得到过滤后的污水；
4、二、将过滤后的污水引入到絮凝池中，去除污水中的有机物、ss和tp，得到絮凝池处理后的污水；
5、三、将絮凝池处理后的污水引入到沉淀池中进行处理，实现污水和污泥的分离，得到沉淀池处理后的污水；
6、四、将沉淀池处理后的污水引入到亚硝化工艺单元中进行处理，将污水中的部分氨氮转化为亚硝酸盐氮，得到经过亚硝化工艺单元处理后污水；
7、五、将经过亚硝化工艺单元处理后污水引入到硫自养反硝化脱氮工艺的反应器中，进行深度脱氮除磷，得到硫自养反硝化脱氮工艺处理后污水；
8、步骤五中所述的硫自养反硝化脱氮工艺中采用的填料由填料a和填料b组成；
9、步骤五中所述的填料a制备方法，具体是按以下步骤完成的：
10、将鸡蛋壳粉、电气石粉和碳纤维粉混合均匀，得到混合物ⅰ；将混合物ⅰ进入到表面改性溶液ⅰ中静置浸泡一段时间，取出后干燥，得到填料a；
11、所述的填料b制备方法，具体是按以下步骤完成的：
12、将火山岩、黄铁矿和硅藻土混合均匀，得到混合物ⅱ；将混合物ⅱ加入到表面改性溶液ⅱ中，得到混合物；将混合物转移到水热反应釜中，在150～200℃条件下反应3～6h，使用去离子水对反应产物进行清洗，干燥，得到填料b；
13、六、将硫自养反硝化脱氮工艺处理后污水引入到填充有水滑石的硫酸盐吸附池中吸附污水中的硫酸根离子，得到硫酸盐吸附池处理后污水；
14、七、将硫酸盐吸附池处理后污水引入到填充有细砂的滤柱中过滤硫酸盐吸附工艺中的出水，得到高效脱氮后的水。
15、本发明的有益效果：
16、一、本发明首先通过格栅池进行过滤，滤除大块固体，然后引入到絮凝池中，去除污水中的有机物、ss和tp，经过这两步处理，可去除污水中70％～80％的cod、85％～90％的ss、80％～90％的tp和15％～20％的tn；
17、二、本发明将化学絮凝、亚硝化工艺和硫自养反硝化脱氮工艺相结合，提高了脱氮效率；
18、三、本发明制备了填料a和填料b，结合硫自养反硝化脱氮工艺实现污水深度脱氮除磷，使出水tn能稳定达到一级a标准(gb18918-2002)；
19、四、本发明制备的填料a由鸡蛋壳粉制备而成，可以溶出碳酸根，作为碱性物质可以中和单质硫作为电子受体进行反硝化反应生成的氢离子，使硫自养深度脱氮工艺中环境ph值始终维持在脱氮硫杆菌适宜生长的ph值范围内；
20、五、本发明制备的填料b使用了石墨烯，可以与氮成键，以进一步去除污水中的氮。
21、本发明可获得一种基于石墨烯改性填料的污水高效脱氮工艺。
1.一种基于石墨烯改性填料的污水高效脱氮工艺，其特征在于所述基于石墨烯改性填料的污水高效脱氮工艺具体是按以下步骤完成的：
2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯改性填料的污水高效脱氮工艺，其特征在于步骤二中所述的絮凝池中采用微曝气的工艺，絮凝池的设计和运行参数为：絮凝池污泥负荷为5～6kg bod5/(kg mlss·d)，hrt为0.5～2h，srt为0.5～1d，do浓度为0.5～0.8mg/l；步骤二中所述的絮凝池中投加pam，投加浓度为0.2～0.6mg/l。
3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯改性填料的污水高效脱氮工艺，其特征在于步骤三中所述的沉淀池hrt为2～3h，污泥回流比为30～50％。
4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯改性填料的污水高效脱氮工艺，其特征在于步骤四中所述的亚硝化工艺单元采用纯培养的aob菌进行接种，以悬浮填料富集aob菌，亚硝化工艺单元的工艺参数为：hrt为3～6h，do为0.5～1.0mg/l，采用连续曝气或者间歇曝气，ph为7.5～8.5，采用悬浮填料富集aob时，投加填充比为20～40％。
5.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯改性填料的污水高效脱氮工艺，其特征在于步骤五中所述的硫自养反硝化脱氮工艺中采用的填料由填料a和填料b组成，填料a和填料b的质量比为(1～2):(3～4)。
6.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯改性填料的污水高效脱氮工艺，其特征在于所述的鸡蛋壳粉、电气石粉和碳纤维粉的质量比为(1～2):(0.5～1):(3～4)。
7.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯改性填料的污水高效脱氮工艺，其特征在于所述的表面改性溶液ⅰ为葡萄糖和单宁酸的水溶液，其中葡萄糖的浓度为2g/l～6g/l，单宁酸的浓度为5g/l～8g/l。
8.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯改性填料的污水高效脱氮工艺，其特征在于所述的静置浸泡的时间为24h～36h。
9.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯改性填料的污水高效脱氮工艺，其特征在于所述的火山岩、黄铁矿和硅藻土的质量比为(0.5～1):(1～2):(2～3)；所述的表面改性溶液ⅱ为石墨烯、氯化铁和氯化钴的水溶液，其中石墨烯的浓度为8g/l～10g/l，氯化铁的浓度为3g/l～4g/l，氯化钴的浓度为2g/l～5g/l。
10.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯改性填料的污水高效脱氮工艺，其特征在于所述的石墨烯占混合物ⅱ的质量百分比为0.1～0.3％。