本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种应用于污水处理的生物填料及其应用。
背景技术：
目前，生物填料已被广泛应用于城市污水的处理当中，生物填料主要是利用微生物固化技术，实现对城市污水中污染物的吸附净化。微生物固定化技术的关键因素之一就是选择合适的生物载体，为了制备出高质量的固定化细胞，必须有高质量的固定化载体，一些学者甚至认为，如果不考虑微生物细胞本身，那么载体的选择可以说是固定化技术中最重要和最关键的一个环节。进口载体普遍存在价格昂贵的问题，国产载体也存在生物亲和性差、重复利用率低、固定化细胞活性低以及处理效果不理想等问题。
制鞋废料中主要包括聚氨酯(pu)废料、乙烯与乙酸乙烯酯共聚物(eva)等，其中，聚氨酯(pu)废料主要以泡沫制品为主，有软质、硬质、半硬质泡沫。pu由于性能优良和用途广泛，发展十分迅速，其废弃物也越来越多，因此其废旧制品的回收利用不仅能有效保护环境，减少污染，而且能节省资源，变废为宝。一般说来，回收废旧聚氨酯的方法有物理法、化学法及能量回收。其中能量回收是对pu废料在一定条件下燃烧产生的大量热能进行回收，但同时在焚烧过程若燃料不完全将产生有毒有害气体造成二次污染，因而不宜采用。物理法简单易行，工艺成熟，但回收来的制品性能较差，只适合作低档产品，而且老化淘汰的更快。化学法回收技术工艺相对复杂，工业化成熟较晚，直到现在新的降解方法仍不断出现，有些降解方法仍处于实验室研究阶段，但最终回收物制得的泡沫性能较好。
乙烯与乙酸乙烯酯共聚物(eva)的交联发泡材料具有高柔韧性、抗冲击性、耐候和抗曝晒等优点，在隔音、减振、保温、玩具、运动鞋材料等领域有广泛的应用。eva废料具有一定的再利用价值，因此当地制鞋产业，对eva废料，已经有了比较成熟的回收路线。回收路线一般为将eva底板废料进行切割粉碎为大颗粒状废料，再进入双螺杆挤出机，融化、拉丝、冷却后切割成小颗粒状，可以作为重新生成eva底板的原材料，也可以作其他用途的原材料。
鞋业废料安全有效地处置已经是刻不容缓，需要尽快找出有效处置对策。目前露天堆放、露天焚烧、填埋等常用的几种处理方式均存在污染环境、损害生态、危害人群健康、浪费资源的问题。实施鞋业废料的资源化利用，尽可能保证可以回收利用的废料得到有效利用，在资源短缺、压力越来越大的情况下就显得尤为迫切。总之，实现鞋业废料的资源化利用，使之重新进入循环系统，才是建立清洁、绿色、环保、可持续发展的根本所在。
技术实现要素：
本发明提供一种应用于污水处理的生物填料及其应用，本发明将鞋材废弃物应用于生物填料当中，即实现了资源的可持续利用，同时可以有效降低生物填料的成本。本发明的应用于污水处理的生物填料，显著增加了生物填料的亲水性，使得生物填料成为亲水性物质，使得活性污泥很容易附着在生物填料表面，增强了生物填料使用效果，生物填料的抗老化、抗氧化性能大幅度增强，填料使用寿命增长。
本发明的技术方案为：一种应用于污水处理的生物填料，其特征在于，包括以下重量份数组分：乙酸乙烯酯共聚物颗粒48-63、聚氨酯颗粒24-57、颗粒硫酸钡11-19、碳酸镁17-25、硅藻土3-9、聚苯乙烯空心微球7-16、抗氧化剂1-4、混合菌剂6-18。
进一步的，所述应用于污水处理的生物填料包括以下重量份数组分：乙酸乙烯酯共聚物颗粒54、聚氨酯颗粒39、颗粒硫酸钡15、碳酸镁21、硅藻土6、聚苯乙烯空心微球12、抗氧化剂2.5、混合菌剂14。
进一步的，所述混合菌剂包括芽孢杆菌复合菌1-3份，假单胞菌复合菌1-6份，戈登氏复合菌2-9份。
进一步的，所述混合菌剂的菌落总数为69-86cfu/mg。
本发明中，乙酸乙烯酯共聚物颗粒和聚氨酯颗粒为所述生物填料的主体材质；硫酸钡和碳酸镁作为添加剂，主要是为了增加所述生物填料的耐磨性和亲水性，增加生物填料的粗糙度，使得污泥很容易的附着在所述生物填料的表面；硅藻土和聚苯乙烯空心微球主要是使得成型后的生物填料微观上呈多孔状，增加了生物填料的亲水性和吸附性；抗氧化剂主要是为了阻止所述生物填料被氧化，可以大大延长所述生物填料的使用寿命。
本发明的混合菌剂，是由多种菌种经过多次菌种间共生实验，获得合理配伍的多菌种共生的复合菌剂。所述芽孢杆菌复合菌能通过氨氧化反应，迅速降解黑臭水体中的氨氮及硝酸盐，分解黑臭水体中的有机物质，快速降解水体中的cod；；所述假单胞菌复合菌能够进行反硝化作用将黑臭水体中的硝酸盐亚硝酸盐转化为氮气；所述戈登氏复合菌可有效脱除含硫化合物中的硫，使黑臭水体澄清。本发明的混合菌剂能够在水体低溶氧的条件下依然保持高效的氨氮、cod降解效率，无需增加曝气增氧的条件；同时对黑臭水体能够达到快速除黑臭的效果。
通过本发明中上述重量分数的各组分组成的混合物制作的生物填料增强了生物填料的亲水性，在使用过程中，生物填料和污水能亲密接触，活性污泥很容易扶着在生物填料表面，增强了填料的使用效果。
本发明中的聚苯乙烯空心微球，使得所述生物填料相当于给活性污泥提供了“可以住宿的房子”，从微观上看成多孔状的结构，增加了生物填料的亲水性和吸附性。
进一步的，所述抗氧化剂为茶多酚、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚中的至少一种。通过所述抗氧化剂可以有效阻止所述生物填料被氧化，可以大大延长所述生物填料的使用寿命。进一步的，所述乙酸乙烯酯共聚物颗粒的平均粒径为3-8mm。
进一步的，所述聚氨酯颗粒的平均粒径为3-8mm。
进一步的，所述生物填料的密度范围为0.882-0.916g/cm3。通过控制所述生物填料的密度稍低于水的密度，在使用过程中，所述生物填料上附着污泥后，所述生物填料密度与水的密度相当，能够悬浮在水中，在搅拌或曝气的作用下，具备很好的流动性。
进一步的，可将上述的生物填料应用于污水处理中。
一种应用于污水处理的生物填料的制作方法，其特征在于，采用上述重量份数组分制作填料，包括如下步骤：s1：将除混合菌剂外的生物填料各组份按照所述的重量分数进行均匀混合；s2：将各组份混合后的混合物进行加热至熔融状态；s3：将熔融状态的混合物通过模具冷却成型，在成型的生物填料内部设置通孔，在通孔中设置混合菌剂包，完成制作。所述混合菌剂包是由现有技术的生物膜包裹复合菌剂形成的。
本发明将鞋材废弃物应用于生物填料当中，即实现了资源的可持续利用，同时可以有效降低生物填料的成本。本发明的应用于污水处理的生物填料，显著增加了生物填料的亲水性，使得生物填料成为亲水性物质，在使用过程中，生物填料与水能紧密的接触，生物填料的表面粗糙度大幅度增加，从而也增加了生物填料的比表面积，活性污泥很容易附着在生物填料表面，增强了生物填料使用效果，生物填料的抗老化、抗氧化性能大幅度增强，填料使用寿命增长。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
实施例1
一种应用于污水处理的生物填料，包括以下重量份数组分：乙酸乙烯酯共聚物颗粒54、聚氨酯颗粒39、颗粒硫酸钡15、碳酸镁21、硅藻土6、聚苯乙烯空心微球12、抗氧化剂2.5、混合菌剂14。
进一步的，所述混合菌剂包括芽孢杆菌复合菌2份，假单胞菌复合菌4份，戈登氏复合菌5份。
进一步的，所述混合菌剂的菌落总数为75cfu/mg。
进一步的，所述抗氧化剂为茶多酚。通过所述抗氧化剂可以有效阻止所述生物填料被氧化，可以大大延长所述生物填料的使用寿命。进一步的，所述乙酸乙烯酯共聚物颗粒的平均粒径为6mm。
进一步的，所述聚氨酯颗粒的平均粒径为6mm。
进一步的，所述生物填料的密度范围为0.882-0.916g/cm3。通过控制所述生物填料的密度稍低于水的密度，在使用过程中，所述生物填料上附着污泥后，所述生物填料密度与水的密度相当，能够悬浮在水中，在搅拌或曝气的作用下，具备很好的流动性。
进一步的，可将上述的生物填料应用于污水处理中。
一种应用于污水处理的生物填料的制作方法，其特征在于，采用上述重量份数组分制作填料，包括如下步骤：s1：将除混合菌剂外的生物填料各组份按照所述的重量分数进行均匀混合；s2：将各组份混合后的混合物进行加热至熔融状态；s3：将熔融状态的混合物通过模具冷却成型，在成型的生物填料内部设置通孔，在通孔中设置混合菌剂包，完成制作。
本发明将鞋材废弃物应用于生物填料当中，即实现了资源的可持续利用，同时可以有效降低生物填料的成本。本发明的应用于污水处理的生物填料，显著增加了生物填料的亲水性，使得生物填料成为亲水性物质，在使用过程中，生物填料与水能紧密的接触，生物填料的表面粗糙度大幅度增加，从而也增加了生物填料的比表面积，活性污泥很容易附着在生物填料表面，增强了生物填料使用效果，生物填料的抗老化、抗氧化性能大幅度增强，填料使用寿命增长。
实施例2
一种应用于污水处理的生物填料，其特征在于，包括以下重量份数组分：乙酸乙烯酯共聚物颗粒48、聚氨酯颗粒24、颗粒硫酸钡11、碳酸镁17、硅藻土3、聚苯乙烯空心微球7、抗氧化剂1、混合菌剂6。
进一步的，所述混合菌剂包括芽孢杆菌复合菌1份，假单胞菌复合菌2份，戈登氏复合菌2份。
进一步的，所述混合菌剂的菌落总数为69cfu/mg。
进一步的，所述抗氧化剂为茶多酚、丁基羟基茴香醚。通过所述抗氧化剂可以有效阻止所述生物填料被氧化，可以大大延长所述生物填料的使用寿命。进一步的，所述乙酸乙烯酯共聚物颗粒的平均粒径为3mm。
进一步的，所述聚氨酯颗粒的平均粒径为3mm。
进一步的，所述生物填料的密度范围为0.882-0.916g/cm3。通过控制所述生物填料的密度稍低于水的密度，在使用过程中，所述生物填料上附着污泥后，所述生物填料密度与水的密度相当，能够悬浮在水中，在搅拌或曝气的作用下，具备很好的流动性。
进一步的，可将上述的生物填料应用于污水处理中。
一种应用于污水处理的生物填料的制作方法，其特征在于，采用上述重量份数组分制作填料，包括如下步骤：s1：将除混合菌剂外的生物填料各组份按照所述的重量分数进行均匀混合；s2：将各组份混合后的混合物进行加热至熔融状态；s3：将熔融状态的混合物通过模具冷却成型，在成型的生物填料内部设置通孔，在通孔中设置混合菌剂包，完成制作。
本发明将鞋材废弃物应用于生物填料当中，即实现了资源的可持续利用，同时可以有效降低生物填料的成本。本发明的应用于污水处理的生物填料，显著增加了生物填料的亲水性，使得生物填料成为亲水性物质，在使用过程中，生物填料与水能紧密的接触，生物填料的表面粗糙度大幅度增加，从而也增加了生物填料的比表面积，活性污泥很容易附着在生物填料表面，增强了生物填料使用效果，生物填料的抗老化、抗氧化性能大幅度增强，填料使用寿命增长。
实施例3
一种应用于污水处理的生物填料，其特征在于，包括以下重量份数组分：乙酸乙烯酯共聚物颗粒63、聚氨酯颗粒57、颗粒硫酸钡19、碳酸镁25、硅藻土9、聚苯乙烯空心微球16、抗氧化剂4、混合菌剂18。
进一步的，所述混合菌剂包括芽孢杆菌复合菌3份，假单胞菌复合菌6份，戈登氏复合菌9份。
进一步的，所述混合菌剂的菌落总数为86cfu/mg。
进一步的，所述抗氧化剂为二丁基羟基甲苯。通过所述抗氧化剂可以有效阻止所述生物填料被氧化，可以大大延长所述生物填料的使用寿命。进一步的，所述乙酸乙烯酯共聚物颗粒的平均粒径为8mm。
进一步的，所述聚氨酯颗粒的平均粒径为8mm。
进一步的，所述生物填料的密度范围为0.882-0.916g/cm3。通过控制所述生物填料的密度稍低于水的密度，在使用过程中，所述生物填料上附着污泥后，所述生物填料密度与水的密度相当，能够悬浮在水中，在搅拌或曝气的作用下，具备很好的流动性。
进一步的，可将上述的生物填料应用于污水处理中。
一种应用于污水处理的生物填料的制作方法，其特征在于，采用上述重量份数组分制作填料，包括如下步骤：s1：将除混合菌剂外的生物填料各组份按照所述的重量分数进行均匀混合；s2：将各组份混合后的混合物进行加热至熔融状态；s3：将熔融状态的混合物通过模具冷却成型，在成型的生物填料内部设置通孔，在通孔中设置混合菌剂包，完成制作。
本发明将鞋材废弃物应用于生物填料当中，即实现了资源的可持续利用，同时可以有效降低生物填料的成本。本发明的应用于污水处理的生物填料，显著增加了生物填料的亲水性，使得生物填料成为亲水性物质，在使用过程中，生物填料与水能紧密的接触，生物填料的表面粗糙度大幅度增加，从而也增加了生物填料的比表面积，活性污泥很容易附着在生物填料表面，增强了生物填料使用效果，生物填料的抗老化、抗氧化性能大幅度增强，填料使用寿命增长。
实施例4
一种应用于污水处理的生物填料，其特征在于，包括以下重量份数组分：乙酸乙烯酯共聚物颗粒54、聚氨酯颗粒47、颗粒硫酸钡17、碳酸镁23、硅藻土7、聚苯乙烯空心微球14、抗氧化剂3、混合菌剂16。
进一步的，所述混合菌剂包括芽孢杆菌复合菌2.4份，假单胞菌复合菌3.6份，戈登氏复合菌6.5份。
进一步的，所述混合菌剂的菌落总数为83cfu/mg。
进一步的，所述抗氧化剂为二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚。通过所述抗氧化剂可以有效阻止所述生物填料被氧化，可以大大延长所述生物填料的使用寿命。进一步的，所述乙酸乙烯酯共聚物颗粒的平均粒径为4mm。
进一步的，所述聚氨酯颗粒的平均粒径为4mm。
进一步的，所述生物填料的密度范围为0.882-0.916g/cm3。通过控制所述生物填料的密度稍低于水的密度，在使用过程中，所述生物填料上附着污泥后，所述生物填料密度与水的密度相当，能够悬浮在水中，在搅拌或曝气的作用下，具备很好的流动性。
进一步的，可将上述的生物填料应用于污水处理中。
一种应用于污水处理的生物填料的制作方法，其特征在于，采用上述重量份数组分制作填料，包括如下步骤：s1：将除混合菌剂外的生物填料各组份按照所述的重量分数进行均匀混合；s2：将各组份混合后的混合物进行加热至熔融状态；s3：将熔融状态的混合物通过模具冷却成型，在成型的生物填料内部设置通孔，在通孔中设置混合菌剂包，完成制作。
本发明将鞋材废弃物应用于生物填料当中，即实现了资源的可持续利用，同时可以有效降低生物填料的成本。本发明的应用于污水处理的生物填料，显著增加了生物填料的亲水性，使得生物填料成为亲水性物质，在使用过程中，生物填料与水能紧密的接触，生物填料的表面粗糙度大幅度增加，从而也增加了生物填料的比表面积，活性污泥很容易附着在生物填料表面，增强了生物填料使用效果，生物填料的抗老化、抗氧化性能大幅度增强，填料使用寿命增长。
对比例1
一种应用于污水处理的生物填料，包括以下重量份数组分：乙酸乙烯酯共聚物颗粒54、聚氨酯颗粒39、颗粒硫酸钡15、碳酸镁21、硅藻土6、聚苯乙烯空心微球12、抗氧化剂2.5。
进一步的，所述抗氧化剂为茶多酚。通过所述抗氧化剂可以有效阻止所述生物填料被氧化，可以大大延长所述生物填料的使用寿命。进一步的，所述乙酸乙烯酯共聚物颗粒的平均粒径为6mm。
进一步的，所述聚氨酯颗粒的平均粒径为6mm。
进一步的，所述生物填料的密度范围为0.882-0.916g/cm3。通过控制所述生物填料的密度稍低于水的密度，在使用过程中，所述生物填料上附着污泥后，所述生物填料密度与水的密度相当，能够悬浮在水中，在搅拌或曝气的作用下，具备很好的流动性。
进一步的，可将上述的生物填料应用于污水处理中。
一种应用于污水处理的生物填料的制作方法，其特征在于，采用上述重量份数组分制作填料，包括如下步骤：s1：将除混合菌剂外的生物填料各组份按照所述的重量分数进行均匀混合；s2：将各组份混合后的混合物进行加热至熔融状态；s3：将熔融状态的混合物通过模具冷却成型，在成型的生物填料内部设置通孔，在通孔中设置混合菌剂包，完成制作。
实验效果测试
按照对应的标注，采用以下测试仪器及检测方法对实施例1-4、对比例1的生物填料，对城市污水进行处理，实验结果如表1所示。
表1
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过本领域任一现有技术实现。