專利名稱：一種皮芯結構水處理用復合纖維的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于水處理領域，具體涉及一種皮芯結構水處理用復合纖維。
背景技術：
隨著工農業發展，許多國家和地區的水體都受到硝酸鹽污染，導致“致癌、致變、致畸”等潛在危險。我國主要水系、湖泊和地下水的污染指標中均含有總氮，而且硝酸鹽作為其中的重要指標，連年持續升高。由于地表水或地下水中的有機碳含量較低，不能滿足生物反硝化脫氮對碳源的需求，為此必須添加額外的碳源。當前已報道的液體或固體碳源，如甲醇、乙醇、纖維素等，均存在投放量不可控、反硝化效率低、造成二次污染等問題。近年來利用合成聚合物作為固體碳源，取得了一定進展。如公開號為CN101456623A的中國發明專利公開了一種利用聚乳酸(PLA)作為碳源和生物膜載體的脫氮方法。文獻(Appl. Microbiol Biotechnol2003 ; 61:103-109)報道,聚輕基鏈烷酸酯(PHA)均聚物或共聚物可通過為水中的反硝化菌提供有機碳源而起到脫氮作用。但目前在水處理中使用的合成聚合物(PLA、PHA等)均為顆粒狀，盡管能在其表面形成菌膜，但顆粒的比表面積小，處理效率低，可控性差，難以回收，也不適宜于在大面積水體中應用。
發明內容本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種皮芯結構水處理用復合纖維。本實用新型的復合纖維為皮芯結構，包括截面為圓形的皮層和芯層，芯層采用支撐材料，皮層采用碳源材料；所述的支撐材料為聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中的一種；所述的碳源材料為聚3-羥基丁酸酯(P-3HB)、聚4_羥基丁酸酯(P-4HB)、聚3_羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚酯(P-3HB-4HB)、聚3-羥基丁酸-戊酸共聚酯(PHBV)或聚3-羥基丁酸-己酸共聚酯(PHBH)。所述的皮芯結構中的芯層米用一個、兩個或多個，一個芯層的皮芯結構中芯層和皮層同心設置或偏心設置。本實用新型的復合纖維可以織成織物，或者以該復合纖維構成無紡布或氈，作為水處理用的復合材料。使用時，將復合材料置入反應器內，采用上流式進水，接種物為污水處理廠反硝化池中的污泥，使污泥中的微生物附著在復合材料上形成生物膜；或將復合材料直接固定放置于受污染水體里，復合材料內可預先添加微生物菌粉或菌液，使微生物在復合材料上快速、大量繁殖，形成生物膜，并利用復合材料的高比表面積特性，過濾、富集水體中的污染物，從而達到高效、集中降解、清除污染物的目的。通過采用具有特定組分和結構的復合材料同時作為固體碳源和生物膜載體，其中的復合纖維的碳源材料為反硝化菌提供有機碳源和菌膜載體，而且形成菌膜所需的時間由復合纖維直徑及碳源材料組分控制，水樣中亞硝基氮的清除量及清除速率由復合纖維的直徑(比表面積)、碳源材料的厚度及組分控制，從而大大提高水處理的效率和可控性。支撐材料在碳源材料消耗過程中和碳源材料完全消耗掉后均不發生生物降解，在復合材料的使用過程中保持形態的完整性，具有良好的可回收性，可隨時方便地投放和回收，不僅降低成本，而且有效避免二次污染。
圖1為本實用新型第一個實施例的結構示意圖；圖2為本實用新型第二個實施例的結構示意圖；圖3為本實用新型第三個實施例的結構示意圖；圖4為本實用新型第四個實施例的結構示意圖。
具體實施方式
實施例1.如圖1所示，一種水處理用復合纖維，采用皮芯結構，包括一個截面為圓形的皮層1-2和一個截面為圓形的芯層1-1，皮層1-2與芯層1-1同心設置。芯層1-1材料為聚乙烯(PE)，皮層1-2為聚3-羥基丁酸酯(P-3HB)。實施例2.如圖2所示，一種水處理用復合纖維，采用皮芯結構，包括一個截面為圓形的皮層2-2和一個截面為圓形的芯層2-1，皮層2-2與芯層2-1偏心設置。芯層2_1材料為聚丙烯(PP)，皮層2-2為聚4-羥基丁酸酯(P-4HB)。實施例3.如圖3所示，一種水處理用復合纖維，采用皮芯結構，包括一個截面為圓形的皮層
3-2和兩個截面為圓形的芯層3-1。芯層3-1材料為聚酰胺(PA)，皮層3-2為聚3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚酯(P-3HB-4HB)。實施例4.如圖4所示，一種水處理用復合纖維，采用皮芯結構，包括一個截面為圓形的皮層
4-2和三個截面為圓形的芯層4-1。芯層4-1材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，皮層4_2為聚3-羥基丁酸-戊酸共聚酯(PHBV)。實施例5.一種水處理用復合纖維，采用皮芯結構，包括一個截面為圓形的皮層和一個截面為圓形的芯層，皮層與芯層同心或偏心設置。芯層材料為聚乙烯(PE) —聚丙烯(PP)共聚物，皮層為聚3-羥基丁酸-己酸共聚酯(PHBH)。以上實施例中芯層的材料為支撐材料，水處理過程中不發生生物降解；皮層的材料為碳源材料，為反硝化菌提供有機碳源和菌膜載體。
權利要求1.一種皮芯結構水處理用復合纖維，其特征在于所述復合纖維為皮芯結構，包括截面為圓形的皮層和芯層，芯層采用支撐材料，皮層采用碳源材料；所述的支撐材料為聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯中的一種；所述的碳源材料為聚3-羥基丁酸酯、聚4-羥基丁酸酯、聚3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚酯、聚3-羥基丁酸-戊酸共聚酯或聚3-羥基丁酸-己酸共聚酯。
2.如權利要求1所述的一種皮芯結構水處理用復合纖維，其特征在于所述的皮芯結構中的芯層為一個，芯層和皮層同心設置或偏心設置。
3.如權利要求1所述的一種皮芯結構水處理用復合纖維，其特征在于所述的皮芯結構中的芯層采用兩個或多個。
專利摘要本實用新型涉及一種皮芯結構水處理用復合纖維。目前在水處理中使用的合成聚合物均為顆粒狀，處理效率低、可控性差、難以回收。本實用新型采用皮芯結構，包括截面為圓形的皮層和芯層，芯層采用支撐材料，皮層采用碳源材料；芯層采用一個、兩個或多個，一個芯層的皮芯結構中芯層和皮層同心設置或偏心設置。該復合纖維可以織成織物，或者以該復合纖維構成無紡布或氈，作為水處理用的復合材料。本實用新型中碳源材料為反硝化菌提供有機碳源和菌膜載體，支撐材料在水處理過程中不發生生物降解，保持復合材料形態的完整性，具有良好的可回收性，可隨時方便地投放和回收，不僅降低成本，而且有效避免二次污染。
文檔編號D01F8/12GK202881476SQ20122021104
公開日2013年4月17日 申請日期2012年5月11日 優先權日2012年5月11日
發明者陳鵬, 陳學軍, 凌東鷹, 顧群, 李佳靈 申請人:寧波天安生物材料有限公司