本发明属于垃圾渗滤液废水处理，具体涉及一种改性生物填料、及其制备方法和应用。
背景技术：
1、垃圾渗滤液是城市卫生填埋过程中产生的一种复杂的有机废水，其中含有高浓度的难降解有机物、总氮、无机盐和各种悬浮固体会对人类健康和生态环境构成严重的危害，因此垃圾渗滤液的妥善处理是至关重要的。
2、目前垃圾渗滤液的处理技术包括高级氧化技术或者高级氧化技术和生物处理技术相结合。芬顿氧化+baf生物滤池的非膜法工艺作为高级氧化技术与生物处理技术相联合的协同处理技术，具有低能耗、易管理、易控制、外界被动控制条件少等优势，以保证在不同进水水质情况下满足出水水质标准，实现垃圾渗滤液的全量化处理。
3、baf生物滤池作为该工艺的重要处理单元，其处理效率与生物填料的性能具有相关性，传统填料如陶粒等，主要存在以下问题，第一、陶粒比表面积较小会限制微生物的附着能力和生物降解效率；第二、陶粒的机械强度在受到水流和反冲洗的过程中会发生破碎，产生细小颗粒，影响水质和生物滤池的过滤效果；第三、陶粒在初期的生物膜挂膜时间可能较长，生物滤池需要较长的时间达到稳定的处理效果，即处理周期长；第四、陶粒在水质波动时，会极大影响生物滤池的处理效率。
技术实现思路
1、本发明的目的在于以陶粒为载体，通过引入多种功能材料在陶粒表面形成三维亲水的凝胶状聚合物得到改性生物填料，以解决现有生物填料存在的比表面积较低、缺乏生物相容性、机械强度不足和总氮去除能力有限等技术问题。
2、为了实现上述目的，本发明提供一种改性生物填料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
3、步骤1)、采用共沉淀法制备mgfe-ldhs粉末；
4、步骤2)、在搅拌状态和预设温度下，将所述mgfe-ldhs粉末加入至pva-sa混合溶液，搅拌第一预设时间后得到mgfe-ldhs-sa-pva混合溶液；
5、步骤3)、将陶粒浸没在mgfe-ldhs-sa-pva混合溶液中8h～12h，得到浸没陶粒，所述陶粒和所述mgfe-ldhs-sa-pva混合溶液的质量体积比为：1g:(2～5)ml；
6、步骤4)、将所述浸没陶粒浸入含有cacl2和nacl的过饱和硼酸溶液中，使所述氯化钙和sa、以及硼酸和pva分别发生交联反应，并在交联反应完成后，继续浸泡陶粒第二预设时间，经洗涤后，得到mgfe-ldhs-sa-pva复合陶粒，所述mgfe-ldhs-sa-pva复合陶粒为改性生物填料，用于吸附氨氮。
7、在一种具体的实施方式中，所述步骤1)包括：
8、步骤(a)、在搅拌状态下，向去离子水中分别滴加第一溶液和第二溶液，并控制反应温度为70℃～80℃，ph值为9.8～10.2，所述第一溶液包括镁盐和铁盐，且镁离子和铁离子的摩尔比为2：(1～1.25)，所述第二溶液中的溶质为氢氧化钠和碳酸钠，其中，所述第一溶液中金属离子、所述第二溶液中的氢氧根离子和所述第二溶液中的碳酸根离子的摩尔浓度比为(0.3～0.4)：(1.8～2.2)：(0.04～0.06)。
9、步骤(b)、滴加完成后，继续在70℃～80℃下陈化24h～30h，经陈化得到的悬浊液经过滤、洗涤、干燥、研磨得到mgfe-ldhs粉末。
10、在一种具体的实施方式中，步骤(b)中，所述干燥的条件包括：干燥温度为80℃～100℃，干燥时间为18h～24h。
11、在一种具体的实施方式中，步骤2)中，所述预设温度为80℃～90℃。
12、在一种具体的实施方式中，步骤2)中，所述mgfe-ldhs-sa-pva混合溶液中的mgfe-ldhs、pva和sa的质量比为：(3～7.5)：(3～5)：(1～2)。
13、在一种具体的实施方式中，步骤2)中，所述pva-sa混合溶液采用以下方法制备：将海藻酸钠加入聚乙烯醇溶液中得到，以所述聚乙烯醇溶液的质量为百分百计，所述海藻酸钠的加入量为1wt％～2wt％，以所述pva-sa混合溶液的质量为百分百计，所述pva-sa混合溶液中聚乙烯醇的质量百分含量为3wt％～5wt％；其中，所述聚乙烯醇溶液中的聚乙烯醇的聚合度为10万～15万。
14、在一种具体的实施方式中，步骤2)中，所述第一预设时间为8h～12h，步骤4)中，所述第二预设时间为2h～4h。
15、在一种具体的实施方式中，步骤4)中，以所述过饱和硼酸溶液的质量为100％计，所述氯化钙的质量百分含量为5wt％～7.5wt％，所述氯化钠的质量百分含量为0.5wt％～1wt％。
16、本发明还提供一种改性生物填料，所述改性生物填料采用上文所述的改性生物填料的制备方法制备。
17、在本发明中，所述生物填料包括陶粒、及由mgfe-ldhs、sa和pva在陶粒表面形成的三维亲水的凝胶状聚合物。
18、本发明还提供上文所述的改性生物填料的制备方法制得的改性生物填料在废水处理中的应用。
19、优选地，所述改性生填料应用于baf生物滤池中处理废水。
20、本发明的有益效果至少包括：
21、一、本发明提供的改性生物填料(mgfe-ldhs-sa-pva复合陶粒)以传统陶粒为载体，通过交联反应，使mgfe-ldhs、sa(海藻酸钠)、pva(聚乙烯醇)在陶粒表面表形成三维亲水的凝胶状聚合物，可以吸收水性液体而不溶解在介质中，同时大大增加了填料的表面积，提供更多的表面供微生物附着，增强生物膜的形成，提高污染物的去除效率。
22、二、本发明提供的改性生物填料(mgfe-ldhs-sa-pva复合陶粒)，相对于普通陶粒，在结构设计上结合了多种功能性材料，显著提高了废水处理中对总氮和其他污染物的去除效率，其优势包括更大的比表面积、更强的静电吸引能力、提供碳源支持微生物生长、增强的机械和化学稳定性、初期快速去除效果以及长期高效的生物降解能力。这些特点使得复合陶粒在实际工程应用中具有广阔的前景。
23、三、sa是一种生物聚合物，具有无毒、生物相容性好、可生物降解、自然界中含量丰富等特点，本发明对陶粒进行改性时，通过引入sa赋予填料优良的生物相容性，同时，在水体中有机物含量不足时，sa可以作为碳源维持微生物的活性。
24、四、本发明对陶粒进行改性时，引入的功能性材料pva和sa具有协同作用，通过加入pva可以解决sa被消耗时聚合物崩解的情况，同时，依靠pva的机械性能以及高耐化学性使得外层的聚合物更加稳定，减少了填料破碎的风险，延长了使用寿命。此外，将改性生物填料应用于baf生物滤池时，其在有机物浓度波动时能够表现出更强的稳定性和抗冲击负荷能力，可以更好维持baf生物滤池的正常运行。
25、五、本发明提供的生物改性填料表面带有负电荷，提高了氨氮的吸附能力，从而能够有效降低水体中的氨氮浓度，提高水体中总氮的去除效率，特别是在低有机物和高氨氮环境下表现出优越的处理效果。
1.一种改性生物填料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的改性生物填料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)包括：
3.根据权利要求2所述的改性生物填料的制备方法，其特征在于，步骤(b)中，所述干燥的条件包括：干燥温度为80℃～100℃，干燥时间为18h～24h。
4.根据权利要求1所述的改性生物填料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述预设温度为80℃～90℃。
5.根据权利要求1至4任一项所述的改性生物填料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述mgfe-ldhs-sa-pva混合溶液中的mgfe-ldhs、pva和sa的质量比为：(3～7.5)：(3～5)：(1～2)。
6.根据权利要求5所述的改性生物填料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述pva-sa混合溶液采用以下方法制备：将海藻酸钠加入聚乙烯醇溶液中得到，以所述聚乙烯醇溶液的质量为百分百计，所述海藻酸钠的加入量为1wt％～2wt％；以所述pva-sa混合溶液的质量为百分百计，所述pva-sa混合溶液中聚乙烯醇的质量百分含量为3wt％～5wt％；其中，所述聚乙烯醇溶液中的聚乙烯醇的聚合度为10万～15万。
7.根据权利要求1所述的改性生物填料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述第一预设时间为8h～12h，步骤4)中，所述第二预设时间为2h～4h。
8.根据权利要求1所述的改性生物填料的制备方法，其特征在于，步骤4)中，以所述过饱和硼酸溶液的质量为100％计，所述氯化钙的质量百分含量为5wt％～7.5wt％，所述氯化钠的质量百分含量为0.5wt％～1wt％。
9.一种改性生物填料，其特征在于，所述改性生物填料采用权利要求1至8任一项所述的改性生物填料的制备方法制备。
10.权利要求1至8任一项所述的改性生物填料的制备方法制得的改性生物填料在废水处理中的应用。
