本发明涉及一种基于功能性悬浮载体的污水生物处理工艺升级扩容活性污泥工艺的方法，属于污水的生物处理技术领域。
背景技术：
目前，现有的污水处理厂的二级生化处理单元主要采用活性污泥法为基础的工艺(包括单一活性污泥法、a2o和ao法、氧化沟法等)。根据当时的排放标准，很多污水处理厂多是以去除有机物(cod、bod)和悬浮固体(ss)为主。新标准实施以后，现有的污水处理厂由于设计标准较低，普遍存在着污水处理效率低、达标率不高、污染物排放量超标等问题，面临着提标改造的任务。因此，如何在不对现有处理工艺作较大改动的情况下，对其进行技术改造，提高工艺处理性能，尽快研究出高效低耗的污水处理技术将是解决水环境污染问题的关键。基于悬浮生物载体的污水处理强化技术，无需新增土地、无需延长工艺、仅用原有构筑物即可完成升级改造的污水处理组合新工艺，大幅降低投资成本和运行成本，解决了制约污水处理升级改造的关键技术瓶颈问题。然而，传统的生物载体在使用过程中仍存在一些问题，例如生物亲和性差、挂膜困难、生物量低，影响污水处理效率等，制约了该工艺的进一步发展与应用。基于此，本发明的目的是将基于功能性悬浮生物载体的污水处理强化技术应用于活性污泥法污水处理工艺的升级与扩容。
技术实现要素：
针对现有的污水处理厂污水处理效率低、达标率不高、污染物排放量超标等问题，本发明旨在提供基于功能性悬浮载体的污水生物处理工艺升级扩容活性污泥工艺的方法。
本发明的技术方案：
一种基于功能性悬浮载体的污水生物处理工艺升级扩容活性污泥工艺的方法，包括以下步骤：
(1)利用分隔墙将活性污泥反应池分为厌氧区、缺氧区、好氧区1和好氧区2。其中，厌氧区中添加的功能性生物载体，通过强化水体中微生物对有机污染物(尤其是难降解有机污染物)的氧化(还原)降解能力，以提高系统的可生化性(bod5/cod﹥0.3)。该功能性悬浮载体是将石墨烯氧化物和/或生物炭功能料与聚乙烯基础原料，利用物理共混和螺杆挤出工艺制备而成；缺氧区、好氧区1和好氧区2中添加亲电型悬浮生物载体，是根据在生化水处理系统中，硝化菌与反硝化菌表面普遍带有负电性，通过向缺氧区与好氧区添加表面带有正电性的亲电型悬浮生物载体，有助于加强载体表面缺氧反硝化菌与好氧硝化菌的富集，以提高缺氧区的反硝化性能和好氧区的同步硝化-反硝化性能。该亲电型悬浮载体是将功能料亲电聚合物与聚乙烯基础原料，利用物理共混和螺杆挤出工艺制备而成。
(2)采用分流进水的方式(分别从厌氧区和缺氧区的前端进入)，目的是使一部分污水通过分流进入到缺氧反应器，以避免进水中的碳源在厌氧段过度消耗，为异养反硝化菌和反硝化聚磷菌提供更多的碳源，提高反硝化除磷的性能；
(3)硝化液自好氧区2末端回流至缺氧区前端，其回流比在50％以上；
(4)回流污泥自生化二沉池回流至厌氧区前端，其回流比在100％以上；
(5)分流进水方式的分流比为(进入到厌氧区和缺氧区的分流比)1:0.25-4；
所述的好氧区1主要是去除水体中有机污染物质，降低出水cod浓度，使其达到排放标准的要求，好氧区2主要是强化系统的硝化作用以及同步硝化反硝化脱氮性能。
所述的厌氧区、缺氧区、好氧区1和好氧区2中的悬浮载体投加量不超过各反应池有效容积的50％。
所述的厌氧区和缺氧区采用机械搅拌方式，好氧区1和好氧区2采用底部微孔曝气的方式，以使各反应器中“污水-悬浮载体-活性污泥-氧气(好氧区)”的充分混合接触。
本发明的有益效果：本发明所述的基于功能性悬浮载体的污水生物处理工艺升级扩容活性污泥工艺的方法，其方法简单、无需新增土地和延长原有工艺、能耗低，是一种高效的污水生物处理工艺的升级扩容技术。
具体实施方式
以下结合技术方案详细叙述本发明的具体实施方式。
实施例1
市政污水处理厂的升级扩容，方法如下：(1)厌氧区、缺氧区、好氧区1和好氧区2的有效容积比为1:2:2:2；(2)污水分流进入厌氧区和缺氧区的分流比为1:1；(3)硝化液与污泥回流比分别为100％和50％；(3)厌氧区、缺氧区、好氧区1和好氧区2中功能性载体的投加量分别占各反应区有效体积的15％、30％、30％和45％；(4)厌氧区、缺氧区、好氧区1和好氧区2的水力停留时间分别为2、4、4和4小时；(5)厌氧区、缺氧区的溶解氧浓度在0.1mg/l以下，好氧区1和好氧区2的溶解氧浓度保持在2-3mg/l。运行结果表明，与原活性污泥法相比，基于功能性悬浮载体的污水生物处理工艺采用更短的水力停留时间(比原活性污泥工艺缩短了6小时)，对cod、nh4+-n、tn和tp的去除率分别提高了20％、45％、35％和25％以上，且出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)一级a排放标准的要求(cod＜50mg/l、nh4+-n＜5mg/l、tn＜8mg/l、tp＜1mg/l)。
实施例2
工业园区污水处理厂的升级扩容，方法如下：(1)厌氧区、缺氧区、好氧区1和好氧区2的有效容积比为1:2:2:1；(2)污水分流进入厌氧区和缺氧区的分流比为1:2；(3)硝化液与污泥回流比分别为200％和100％；(3)厌氧区、缺氧区、好氧区1和好氧区2中功能性载体的投加量分别占各反应区有效体积的20％、30％、40％和40％；(4)厌氧区、缺氧区、好氧区1和好氧区2的水力停留时间分别为8、16、16和8小时；(5)厌氧区、缺氧区的溶解氧浓度在0.1mg/l以下，好氧区1和好氧区2的溶解氧浓度保持在3-4mg/l。运行结果表明，与原活性污泥法相比，基于功能性悬浮载体的污水生物处理工艺采用更短的水力停留时间(比原活性污泥工艺缩短了16小时)，对cod、nh4+-n、tn和tp的去除率分别提高达35％、50％、45％和30％以上。