本发明涉及生物滤池领域，具体涉及一种生活污水用塔式生物滤池填料。
背景技术：
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生物滤池是由碎石或塑料制品填料构成的生物处理构筑物，污水与填料表面上生长的微生物膜间隙接触，使污水得到净化。生物滤池的优点为：1)处理效果非常好，在任何季节都能满足各地最严格的环保要求。2)不产生二次污染。3)微生物能够依靠填料中的有机质生长，无须另外投加营养剂。因此停工后再使用启动速度快，周末停机或停工1至2周后再启动能立即达到很好的处理效果，几小时后就能达到最佳处理效果。停止运行3至4周再启动立即有很好的处理效果，几天内恢复最佳的处理效果。4)生物滤池缓冲容量大，能自动调节浓度高峰使微生物始终正常工作，耐冲击负荷的能力强。5)运行采用全自动控制，非常稳定，无须人工操作。易损部件少，维护管理非常简单，基本可以实现无人管理，工人只需巡视是否有机器发生故障。6)生物滤池的池体采用组装式，便于运输和安装；在增加处理容量时只需添加组件，易于实施；也便于气源分散条件下的分别处理。7)此类过滤形式的生物滤池能耗非常低，在运行半年之后滤池的压力损失也只有500Pa左右。
生活污水是居民日常生活中排出的废水，主要来源于居住建筑和公共建筑，如住宅、机关、学校、医院、商店、公共场所及工业企业卫生间等。生活污水所含的污染物主要是有机物(如蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮等)和大量病原微生物(如寄生虫卵和肠道传染病毒等)。存在于生活污水中的有机物极不稳定，容易腐化而产生恶臭。细菌和病原体以生活污水中有机物为营养而大量繁殖，可导致传染病蔓延流行。因此，生活污水排放前必须进行处理。
技术实现要素：
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本发明所要解决的技术问题在于提供一种生活污水用塔式生物滤池填料，该填料制备的生物滤池对生活污水的净化效果好、对环境无污染、使用周期长，有利于节约生物滤池建造成本。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种生活污水用塔式生物滤池填料，由以下重量份的原料组成：蜂窝状聚乙烯发泡材料420-460份、氧化铝分子筛12-20份、聚丙烯酰胺30-50份、碳酸氢铵10-20份、三氧化硫3-5份、羧甲基纤维素钠8-10份、聚醚改性三硅氧烷20-40份、钛酸四异丙酯4-5份、改性酚醛树脂20-40份、二丁基羟基甲苯10-20份、氧化铜10-15份、硬脂酸镁8-10份、磷酸二氢钾2-3份、碳酸钙5-7份、十二烷基硫酸钠6-8份、红薯淀粉6-8份。
优选的，所述氧化铝分子筛在使用前经过改性处理，具体改性方法为：
(1)将氧化铝分子筛加入到去离子水中，在200r/min的转速下搅拌10min，再转入60℃水中在45KHZ、0.5V条件下超声20min；
(2)将超声处理后的氧化铝分子筛溶液过滤，干燥氧化铝分子筛至含水量为8％；
(3)将干燥后的氧化铝分子筛和改性剂混合均匀，放入氮气保护炉中在400℃下烧结2h，自然冷却；
(4)将烧结冷却后的混合物加到乙醇中在45KHZ、0.5V条件下超声20min，离心，取下层沉淀物，将下层沉淀物用去离子水清洗3次，干燥，制得改性氧化铝分子筛；
所述改性剂由以下重量份的原料组成：苯胺甲醛树脂30-40份、碳酸钙15-25份、碳酸氢钠4-6份、缩水甘油异丙醚8-10份。
优选的，所述蜂窝状聚乙烯发泡材料的制备方法为：
(1)将乙烯和硅酸钠放入乙醇和水的混合溶液中，将混合溶液放入反应釜，在75-85℃、2.5-3.5Mpa压力下反应8-10h，其中，乙烯和硅酸钠的质量比为300:1，乙醇和水的质量比为3:7；
(2)将上述步骤反应后的溶液离心、取沉淀物，用去离子清洗，干燥，制得疏松聚乙烯；
(3)将上述步骤干燥后的疏松聚乙烯溶于稳定液中静置40min，离心、清洗、干燥；
(4)将上述步骤干燥后的疏松聚乙烯和加工助剂混合均匀，送入挤出机中加热熔融，通过蜂窝状模具挤出成型，制得蜂窝状聚乙烯发泡材料。
优选的，所述稳定液由以下重量份的原料组成：硬脂酸锌20-30份、氢氧化钠12-16份、丁二醇80-100份、2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚15-25份、去离子水600-800份；其制备方法为：(1)将氢氧化钠溶于去离子水中，待完全溶解后，向溶液中加入丁二醇，混合均匀；(2)将步骤(1)混合溶液放入40-45℃水浴中，待溶液温度恒定后，向混合溶液中依次加入硬脂酸锌和2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚，水浴40min，自然冷却；(3)将冷却后的溶液迅速加热到80℃，再迅速冷却到室温，制得稳定液，其中，加热速率为10℃/s，冷却速率为16℃/s。
优选的，所述加工助剂由以下重量份的原料组成：丙三醇120-140份、碳酸氢钠10-12份、聚醋酸乙烯乳液40-60份、α-(1，4)萘醌20-30份、聚四氟乙烯15-25份、氯仿20-30份、去离子水200-300份。
优选的，所述改性酚醛树脂选用聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂、有机硅改性酚醛树脂、二甲苯改性酚醛树脂中的一种，优选有机硅改性酚醛树脂。
本发明提供了一种生活污水用塔式生物滤池填料，其有益效果为：
(1)选用蜂窝状聚乙烯发泡材料为基体，比表面积大、孔隙度高，不仅能够承载其它原料，增大和其它原料的接触面积，而且能够增加和污水的接触面积，从而增大净化效果，在其制备过程中，改变了以往的先制备聚乙烯，再将聚乙烯发泡成型的方法，而是首先在制备聚乙烯时加入硅酸钠使得制备的聚乙烯具有较高的蓬松度，然后放入稳定液中稳定聚乙烯的该蓬松结构，不致其变形，这一步骤使聚乙烯发泡材料具有更大的比表面积和孔隙率，最后在加工成型时加入加工助剂，使得最终的聚乙烯发泡成为发泡材料，并且具有抗老化性、耐腐蚀性和结构稳定性。
(2)氧化铝分子筛经过改性后吸附效果增强，且易于和其它原料结合，减少原料间难相容性。
(3)二丁基羟基甲苯的加入有利于减小水的表面张力，进而增加污水与滤料的浸润性，从而增强净化效果；碳酸氢铵的加入使得填料在接触污水时与水发生反应生成二氧化碳，增大了填料的孔隙度，增大了吸附面积，从而增强净化效果；红薯淀粉的加入有利于原料间的结合牢固性，延长填料的使用寿命。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1：
一种生活污水用塔式生物滤池填料，由以下重量份的原料组成：蜂窝状聚乙烯发泡材料420份、氧化铝分子筛12份、聚丙烯酰胺30份、碳酸氢铵10份、三氧化硫3份、羧甲基纤维素钠8份、聚醚改性三硅氧烷20份、钛酸四异丙酯4份、聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂20份、二丁基羟基甲苯10份、氧化铜10份、硬脂酸镁8份、磷酸二氢钾2份、碳酸钙5份、十二烷基硫酸钠6份、红薯淀粉6份。
所述氧化铝分子筛在使用前经过改性处理，具体改性方法为：
(1)将氧化铝分子筛加入到去离子水中，在200r/min的转速下搅拌10min，再转入60℃水中在45KHZ、0.5V条件下超声20min；
(2)将超声处理后的氧化铝分子筛溶液过滤，干燥氧化铝分子筛至含水量为8％；
(3)将干燥后的氧化铝分子筛和改性剂混合均匀，放入氮气保护炉中在400℃下烧结2h，自然冷却；
(4)将烧结冷却后的混合物加到乙醇中在45KHZ、0.5V条件下超声20min，离心，取下层沉淀物，将下层沉淀物用去离子水清洗3次，干燥，制得改性氧化铝分子筛；
所述改性剂由以下重量份的原料组成：苯胺甲醛树脂35份、碳酸钙20份、碳酸氢钠5份、缩水甘油异丙醚9份。
所述蜂窝状聚乙烯发泡材料的制备方法为：
(1)将乙烯和硅酸钠放入乙醇和水的混合溶液中，将混合溶液放入反应釜，在75℃、3.5Mpa压力下反应9h，其中，乙烯和硅酸钠的质量比为300:1，乙醇和水的质量比为3:7；
(2)将上述步骤反应后的溶液离心、取沉淀物，用去离子清洗，干燥，制得疏松聚乙烯；
(3)将上述步骤干燥后的疏松聚乙烯溶于稳定液中静置40min，离心、清洗、干燥；
(4)将上述步骤干燥后的疏松聚乙烯和加工助剂混合均匀，送入挤出机中加热熔融，通过蜂窝状模具挤出成型，制得蜂窝状聚乙烯发泡材料。
所述稳定液由以下重量份的原料组成：硬脂酸锌25份、氢氧化钠14份、丁二醇90份、2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚20份、去离子水700份；其制备方法为：(1)将氢氧化钠溶于去离子水中，待完全溶解后，向溶液中加入丁二醇，混合均匀；(2)将步骤(1)混合溶液放入40℃水浴中，待溶液温度恒定后，向混合溶液中依次加入硬脂酸锌和2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚，水浴40min，自然冷却；(3)将冷却后的溶液迅速加热到80℃，再迅速冷却到室温，制得稳定液，其中，加热速率为10℃/s，冷却速率为16℃/s。
所述加工助剂由以下重量份的原料组成：丙三醇130份、碳酸氢钠11份、聚醋酸乙烯乳液50份、α-(1，4)萘醌25份、聚四氟乙烯20份、氯仿25份、去离子水250份。
实施例2：
一种生活污水用塔式生物滤池填料，由以下重量份的原料组成：蜂窝状聚乙烯发泡材料460份、氧化铝分子筛20份、聚丙烯酰胺50份、碳酸氢铵20份、三氧化硫5份、羧甲基纤维素钠10份、聚醚改性三硅氧烷40份、钛酸四异丙酯5份、有机硅改性酚醛树脂40份、二丁基羟基甲苯20份、氧化铜15份、硬脂酸镁10份、磷酸二氢钾3份、碳酸钙7份、十二烷基硫酸钠8份、红薯淀粉8份。
所述氧化铝分子筛在使用前经过改性处理，具体改性方法为：
(1)将氧化铝分子筛加入到去离子水中，在200r/min的转速下搅拌10min，再转入60℃水中在45KHZ、0.5V条件下超声20min；
(2)将超声处理后的氧化铝分子筛溶液过滤，干燥氧化铝分子筛至含水量为8％；
(3)将干燥后的氧化铝分子筛和改性剂混合均匀，放入氮气保护炉中在400℃下烧结2h，自然冷却；
(4)将烧结冷却后的混合物加到乙醇中在45KHZ、0.5V条件下超声20min，离心，取下层沉淀物，将下层沉淀物用去离子水清洗3次，干燥，制得改性氧化铝分子筛；
所述改性剂由以下重量份的原料组成：苯胺甲醛树脂40份、碳酸钙25份、碳酸氢钠6份、缩水甘油异丙醚10份。
所述蜂窝状聚乙烯发泡材料的制备方法为：
(1)将乙烯和硅酸钠放入乙醇和水的混合溶液中，将混合溶液放入反应釜，在80℃、3Mpa压力下反应8h，其中，乙烯和硅酸钠的质量比为300:1，乙醇和水的质量比为3:7；
(2)将上述步骤反应后的溶液离心、取沉淀物，用去离子清洗，干燥，制得疏松聚乙烯；
(3)将上述步骤干燥后的疏松聚乙烯溶于稳定液中静置40min，离心、清洗、干燥；
(4)将上述步骤干燥后的疏松聚乙烯和加工助剂混合均匀，送入挤出机中加热熔融，通过蜂窝状模具挤出成型，制得蜂窝状聚乙烯发泡材料。
所述稳定液由以下重量份的原料组成：硬脂酸锌30份、氢氧化钠16份、丁二醇100份、2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚25份、去离子水800份；其制备方法为：(1)将氢氧化钠溶于去离子水中，待完全溶解后，向溶液中加入丁二醇，混合均匀；(2)将步骤(1)混合溶液放入45℃水浴中，待溶液温度恒定后，向混合溶液中依次加入硬脂酸锌和2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚，水浴40min，自然冷却；(3)将冷却后的溶液迅速加热到80℃，再迅速冷却到室温，制得稳定液，其中，加热速率为10℃/s，冷却速率为16℃/s。
所述加工助剂由以下重量份的原料组成：丙三醇140份、碳酸氢钠12份、聚醋酸乙烯乳液60份、α-(1，4)萘醌30份、聚四氟乙烯25份、氯仿30份、去离子水300份。
实施例3：
一种生活污水用塔式生物滤池填料，由以下重量份的原料组成：蜂窝状聚乙烯发泡材料440份、氧化铝分子筛16份、聚丙烯酰胺40份、碳酸氢铵15份、三氧化硫4份、羧甲基纤维素钠9份、聚醚改性三硅氧烷30份、钛酸四异丙酯4份、二甲苯改性酚醛树脂30份、二丁基羟基甲苯15份、氧化铜12份、硬脂酸镁9份、磷酸二氢钾2份、碳酸钙6份、十二烷基硫酸钠7份、红薯淀粉7份。
所述氧化铝分子筛在使用前经过改性处理，具体改性方法为：
(1)将氧化铝分子筛加入到去离子水中，在200r/min的转速下搅拌10min，再转入60℃水中在45KHZ、0.5V条件下超声20min；
(2)将超声处理后的氧化铝分子筛溶液过滤，干燥氧化铝分子筛至含水量为8％；
(3)将干燥后的氧化铝分子筛和改性剂混合均匀，放入氮气保护炉中在400℃下烧结2h，自然冷却；
(4)将烧结冷却后的混合物加到乙醇中在45KHZ、0.5V条件下超声20min，离心，取下层沉淀物，将下层沉淀物用去离子水清洗3次，干燥，制得改性氧化铝分子筛；
所述改性剂由以下重量份的原料组成：苯胺甲醛树脂30份、碳酸钙15份、碳酸氢钠4份、缩水甘油异丙醚8份。
所述蜂窝状聚乙烯发泡材料的制备方法为：
(1)将乙烯和硅酸钠放入乙醇和水的混合溶液中，将混合溶液放入反应釜，在85℃、2.5Mpa压力下反应10h，其中，乙烯和硅酸钠的质量比为300:1，乙醇和水的质量比为3:7；
(2)将上述步骤反应后的溶液离心、取沉淀物，用去离子清洗，干燥，制得疏松聚乙烯；
(3)将上述步骤干燥后的疏松聚乙烯溶于稳定液中静置40min，离心、清洗、干燥；
(4)将上述步骤干燥后的疏松聚乙烯和加工助剂混合均匀，送入挤出机中加热熔融，通过蜂窝状模具挤出成型，制得蜂窝状聚乙烯发泡材料。
所述稳定液由以下重量份的原料组成：硬脂酸锌20份、氢氧化钠12份、丁二醇80份、2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚15份、去离子水600份；其制备方法为：(1)将氢氧化钠溶于去离子水中，待完全溶解后，向溶液中加入丁二醇，混合均匀；(2)将步骤(1)混合溶液放入40℃水浴中，待溶液温度恒定后，向混合溶液中依次加入硬脂酸锌和2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚，水浴40min，自然冷却；(3)将冷却后的溶液迅速加热到80℃，再迅速冷却到室温，制得稳定液，其中，加热速率为10℃/s，冷却速率为16℃/s。
所述加工助剂由以下重量份的原料组成：丙三醇120份、碳酸氢钠10份、聚醋酸乙烯乳液40份、α-(1，4)萘醌20份、聚四氟乙烯15份、氯仿20份、去离子水200份。
所述改性酚醛树脂选用聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂、有机硅改性酚醛树脂、二甲苯改性酚醛树脂中的一种，优选有机硅改性酚醛树脂。
对比例1：
一种生活污水用塔式生物滤池填料，由以下重量份的原料组成：蜂窝状聚乙烯发泡材料420份、氧化铝分子筛12份、聚丙烯酰胺30份、碳酸氢铵10份、三氧化硫3份、羧甲基纤维素钠8份、聚醚改性三硅氧烷20份、钛酸四异丙酯4份、聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂20份、二丁基羟基甲苯10份、氧化铜10份、硬脂酸镁8份、磷酸二氢钾2份、碳酸钙5份、十二烷基硫酸钠6份、红薯淀粉6份。
所述蜂窝状聚乙烯发泡材料的制备方法为：
(1)将乙烯和硅酸钠放入乙醇和水的混合溶液中，将混合溶液放入反应釜，在75℃、3.5Mpa压力下反应9h，其中，乙烯和硅酸钠的质量比为300:1，乙醇和水的质量比为3:7；
(2)将上述步骤反应后的溶液离心、取沉淀物，用去离子清洗，干燥，制得疏松聚乙烯；
(3)将上述步骤干燥后的疏松聚乙烯溶于稳定液中静置40min，离心、清洗、干燥；
(4)将上述步骤干燥后的疏松聚乙烯和加工助剂混合均匀，送入挤出机中加热熔融，通过蜂窝状模具挤出成型，制得蜂窝状聚乙烯发泡材料。
所述稳定液由以下重量份的原料组成：硬脂酸锌25份、氢氧化钠14份、丁二醇90份、2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚20份、去离子水700份；其制备方法为：(1)将氢氧化钠溶于去离子水中，待完全溶解后，向溶液中加入丁二醇，混合均匀；(2)将步骤(1)混合溶液放入40℃水浴中，待溶液温度恒定后，向混合溶液中依次加入硬脂酸锌和2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚，水浴40min，自然冷却；(3)将冷却后的溶液迅速加热到80℃，再迅速冷却到室温，制得稳定液，其中，加热速率为10℃/s，冷却速率为16℃/s。
所述加工助剂由以下重量份的原料组成：丙三醇130份、碳酸氢钠11份、聚醋酸乙烯乳液50份、α-(1，4)萘醌25份、聚四氟乙烯20份、氯仿25份、去离子水250份。
对比例2：
一种生活污水用塔式生物滤池填料，由以下重量份的原料组成：蜂窝状聚乙烯发泡材料420份、氧化铝分子筛12份、聚丙烯酰胺30份、三氧化硫3份、羧甲基纤维素钠8份、聚醚改性三硅氧烷20份、钛酸四异丙酯4份、聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂20份、氧化铜10份、硬脂酸镁8份、磷酸二氢钾2份、碳酸钙5份、十二烷基硫酸钠6份。
所述蜂窝状聚乙烯发泡材料的制备方法为：
(1)将乙烯和硅酸钠放入乙醇和水的混合溶液中，将混合溶液放入反应釜，在75℃、3.5Mpa压力下反应9h，其中，乙烯和硅酸钠的质量比为300:1，乙醇和水的质量比为3:7；
(2)将上述步骤反应后的溶液离心、取沉淀物，用去离子清洗，干燥，制得疏松聚乙烯；
(3)将上述步骤干燥后的疏松聚乙烯溶于稳定液中静置40min，离心、清洗、干燥；
(4)将上述步骤干燥后的疏松聚乙烯和加工助剂混合均匀，送入挤出机中加热熔融，通过蜂窝状模具挤出成型，制得蜂窝状聚乙烯发泡材料。
所述稳定液由以下重量份的原料组成：硬脂酸锌25份、氢氧化钠14份、丁二醇90份、2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚20份、去离子水700份；其制备方法为：(1)将氢氧化钠溶于去离子水中，待完全溶解后，向溶液中加入丁二醇，混合均匀；(2)将步骤(1)混合溶液放入40℃水浴中，待溶液温度恒定后，向混合溶液中依次加入硬脂酸锌和2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚，水浴40min，自然冷却；(3)将冷却后的溶液迅速加热到80℃，再迅速冷却到室温，制得稳定液，其中，加热速率为10℃/s，冷却速率为16℃/s。
所述加工助剂由以下重量份的原料组成：丙三醇130份、碳酸氢钠11份、聚醋酸乙烯乳液50份、α-(1，4)萘醌25份、聚四氟乙烯20份、氯仿25份、去离子水250份。
对比例3：
选采石灰岩，破碎，筛分，研磨获得不规则颗粒(Φ＝5-100mm)；然后用用含低浓度镧系稀土元素LaCl3的哌啶咪唑型离子液体-溴化N-甲基,乙基哌啶(N-ethyl-methyl pipe)常温浸泡改性处理(镧系稀土元素终浓度为0.001mol/L，离子液体终浓度为0.001mol/L，浸泡时间为24h)，沥干，获得成品。
将以上各实施例和对比例制备的填料分别放入相同大小的塔式生物滤池中，并向滤池中通入相同的生活污水，经过24h的处理后，对各个实施例和对比例对应的生物滤池进行净化效果检测，结果如下：
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。