一种高分子多孔颗粒生物过滤材料的制备方法
阅读说明：本技术 一种高分子多孔颗粒生物过滤材料的制备方法 (Preparation method of high-molecular porous particle biological filter material ) 是由 王映璋 于 2020-11-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高分子多孔颗粒生物过滤材料的制备方法,包括以下操作步骤：第一步：材料配比；选用聚乙烯纤维(PE)、聚丙烯纤维(PP)、聚酯纤维(PET)、低熔点聚酯纤维(LMPET)、聚酰胺纤维(PA)以及低熔点共聚酰胺纤维(LPA)。解决当前中空纤维膜由于过滤精度高,运用在污水处理时容易造成膜堵塞、经常需要化学清洗、运行专业度高、运行成本高、使用寿命不长等缺点；解决纤维球滤料直径太大,球心内部不易清洗、紧密度差异大过滤不均匀、长度30mm左右的纤维易脱落堵死筛孔等问题；解决石英砂过滤材料过滤速度慢、容易板结、反冲洗频率高、反冲洗水耗大、重量重、更换难度大、精度不够等缺失。(The invention discloses a preparation method of a high-molecular porous particle biological filter material, which comprises the following operation steps: the first step is as follows: proportioning materials; selecting polyethylene fiber (PE), polypropylene fiber (PP), polyester fiber (PET), low-melting point polyester fiber (LMPET), polyamide fiber (PA) and low-melting point copolyamide fiber (LPA). The defects that the prior hollow fiber membrane is easy to cause membrane blockage, often needs chemical cleaning, has high operation specialty, high operation cost, short service life and the like when being applied to sewage treatment due to high filtration precision are overcome; the problems that the diameter of a fiber ball filter material is too large, the inside of a ball core is not easy to clean, the difference of tightness is large, the filtration is not uniform, fibers with the length of about 30mm are easy to fall off and screen holes are blocked are solved; the defects that the quartz sand filtering material is low in filtering speed, easy to harden, high in backwashing frequency, high in backwashing water consumption, heavy in weight, high in replacement difficulty, insufficient in precision and the like are overcome.)
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体为一种高分子多孔颗粒生物过滤材料的制备方法。
背景技术
生物滤料是水处理过滤材料的总称，主要用于生活污水、工业污水、纯水、饮用水的过滤，无论是污水处理滤池还是给水过滤滤池，滤料都起到核心作用，现有的滤料主要有天然滤料如，石英砂、沸石、无烟煤等，人工滤料如，活性炭、陶瓷粒等，这些滤料使用的形式单一，采用的过滤结构较为简单，虽然能够起到过滤作用，但是过滤的效果达不到最大化，难以发挥滤料的特性。
现有主流过滤材料为：中空纤维膜、纤维球、石英砂等；然而中空纤维膜由于过滤精度高，运用在污水处理时容易造成膜堵塞、经常需要化学清洗、运行专业度高、运行成本高、使用寿命不长等缺点。为此本发明提供一种高分子多孔颗粒生物过滤材料。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高分子多孔颗粒生物过滤材料的制备方法，解决了上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高分子多孔颗粒生物过滤材料的制备方法，包括以下操作步骤：
第一步：材料配比
选用聚乙烯纤维(PE)、聚丙烯纤维(PP)、聚酯纤维(PET)、低熔点聚酯纤维(LMPET)、聚酰胺纤维(PA)以及低熔点共聚酰胺纤维(LPA)；
采用纤维材料的混合配比，具体为：
聚乙烯纤维(PE)和聚丙烯纤维(PP)的混合配比，其中聚乙烯纤维(PE)占比30％-60％，聚丙烯纤维(PP)占比40％-70％；
聚酯纤维(PET)和低熔点聚酯纤维(LMPET)的混合配比，其中聚酯纤维(PET)占比30％-60％，低熔点聚酯纤维(LMPET)占比40％-70％
聚酰胺纤维(PA)和低熔点共聚酰胺纤维(LPA)的混合配比，其中聚酰胺纤维(PA)占比30％-60％，低熔点共聚酰胺纤维(LPA)占比40％-70％；
第二步：混棉处理
把各种混合配比的纤维进行混合处理，形成混合后的原料纤维；
第三步：初开松处理
混合后的原料纤维经输送机构输送到预开松机处，进行初步打散开松；
第四步：精开松处理
由预开松机打散的原料再经过精开松机处进行精细开松，使卷曲的纤维全部舒展开来，以便进行梳理操作；
第五步：集棉
由风管机构，将精开松的原材料输送到集棉机内，通过集棉机对开松后的原材料进行处理，使得纤维原材料蓬松柔软；
第六步：梳理
集棉机将处理过后的纤维原材料输送至梳理机内，通过梳理机将纤维梳理铺成网状结构；
第七步：铺网
梳理后的纤维按照参数铺成指定的宽度、厚度的纤维网结构；
第八步：编刺
将各配比后梳理成的纤维网进行编刺处理，编刺处理主要是将各配比后的纤维网进行编制，使其加固；
第九步：热处理定型
将经过编刺后的网状纤维按照指定的参数被压成指定厚度，同时对纤维网进行初定型，送入至烘箱内，直至到热压完成；
第十步：厚度定型
经过热压后的纤维在这里按照指定参数，压成指定的厚度，从而完成厚度定型；
第十一步：造粒工序
把部分的纤维材料送入造粒机，制造相应的高分子过滤颗粒。
优选的，所述纤维纤度的选择为3.5D-10.5D之间。
优选的，所述不同单位面积克重纤维的选择为350g-1000g之间。
优选的，所述热处理定型的温度选择：聚乙烯纤维(PE)和聚丙烯纤维(PP)的温度选择为130-150℃，聚酯纤维(PET)和低熔点聚酯纤维(LMPET)的温度选择为130-160℃，聚酰胺纤维(PA)和低熔点共聚酰胺纤维(LPA)的温度选择为130-170℃。
优选的，所述述热处理定型时间的控制在10-40秒之间。
优选的，所述厚度定型的选择为：2-10mm。
优选的，颗粒机制造颗粒的规格为：长度2mm-10mm，宽度2mm-10mm，高度2mm-10mm。
有益效果如下：
1、解决当前中空纤维膜由于过滤精度高，运用在污水处理时容易造成膜堵塞、经常需要化学清洗、运行专业度高、运行成本高、使用寿命不长等缺点。
2、解决纤维球滤料直径太大，球心内部不易清洗、紧密度差异大过滤不均匀、长度30mm左右的纤维易脱落堵死筛孔等问题。
3、解决石英砂过滤材料过滤速度慢、容易板结、反冲洗频率高、反冲洗水耗大、重量重、更换难度大、精度不够等缺失。
具体实施方式
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种高分子多孔颗粒生物过滤材料的制备方法，包括以下操作步骤：
第一步：材料配比
选用聚乙烯纤维(PE)、聚丙烯纤维(PP)、聚酯纤维(PET)、低熔点聚酯纤维(LMPET)、聚酰胺纤维(PA)以及低熔点共聚酰胺纤维(LPA)；
采用纤维材料的混合配比，具体为：
聚乙烯纤维(PE)和聚丙烯纤维(PP)的混合配比，其中聚乙烯纤维(PE)占比30％-60％，聚丙烯纤维(PP)占比40％-70％；
聚酯纤维(PET)和低熔点聚酯纤维(LMPET)的混合配比，其中聚酯纤维(PET)占比30％-60％，低熔点聚酯纤维(LMPET)占比40％-70％
聚酰胺纤维(PA)和低熔点共聚酰胺纤维(LPA)的混合配比，其中聚酰胺纤维(PA)占比30％-60％，低熔点共聚酰胺纤维(LPA)占比40％-70％；
第二步：混棉处理
把各种混合配比的纤维进行混合处理，形成混合后的原料纤维；
第三步：初开松处理
混合后的原料纤维经输送机构输送到预开松机处，进行初步打散开松；
第四步：精开松处理
由预开松机打散的原料再经过精开松机处进行精细开松，使卷曲的纤维全部舒展开来，以便进行梳理操作；纤维纤度的选择为3.5D-10.5D之间；
第五步：集棉
由风管机构，将精开松的原材料输送到集棉机内，通过集棉机对开松后的原材料进行处理，使得纤维原材料蓬松柔软；
第六步：梳理
集棉机将处理过后的纤维原材料输送至梳理机内，通过梳理机将纤维梳理铺成网状结构；
第七步：铺网
梳理后的纤维按照参数铺成指定的宽度、厚度的纤维网结构；不同单位面积克重纤维的选择为350g-1000g之间；
第八步：编刺
将各配比后梳理成的纤维网进行编刺处理，编刺处理主要是将各配比后的纤维网进行编制，使其加固；
第九步：热处理定型
将经过编刺后的网状纤维按照指定的参数被压成指定厚度，同时对纤维网进行初定型，送入至烘箱内，直至到热压完成；热处理定型的温度选择：聚乙烯纤维(PE)和聚丙烯纤维(PP)的温度选择为130-150℃，聚酯纤维(PET)和低熔点聚酯纤维(LMPET)的温度选择为130-160℃，聚酰胺纤维(PA)和低熔点共聚酰胺纤维(LPA)的温度选择为130-170℃；热处理定型时间的控制在10-40秒之间；
第十步：厚度定型
经过热压后的纤维在这里按照指定参数，压成指定的厚度，从而完成厚度定型；厚度定型的选择为：2-10mm；
第十一步：造粒工序
把部分的纤维材料送入造粒机，制造相应的高分子过滤颗粒；颗粒机制造颗粒的规格为：长度2mm-10mm，宽度2mm-10mm，高度2mm-10mm。
运用聚乙烯纤维(PE)，熔点124-138℃，密度0.95g/cm3；聚丙烯纤维(PP)，熔点165-173℃，密度0.9g/cm3；聚酯纤维(PET)，熔点225-260℃，密度1.4g/cm3；低熔点聚酯纤维(LMPET)，熔点110-130℃，密度1.4g/cm3；聚酰胺纤维(PA)，熔点250-300℃，密度1.15g/cm3；低熔点共聚酰胺纤维(LPA)，熔点100-130℃，1.15g/cm3的熔点、密度、纤维纤度的差异性，针对不同的需求过滤精度、上浮式、下沉式等，做不同的改性亲水、疏水及材料配比，经过混棉、初开松、精开松、集棉、梳理、铺网、编刺、热处理定型、厚度定型、造粒等工序中技术参数的控制，生产出包含不同孔径、孔隙率、孔径刚性的高分子多孔颗粒过滤材料成品，达到适应不同需求的高效益过滤目标；
(1)因为高分子多孔颗粒有大量的纳米至微米级的孔径，且过滤时有0.2mpa-0.3mpa左右的压力,可以让颗粒本身大量略有弹性的孔径适度压缩，颗粒间相互也在紧密状态，可以因着不同的颗粒滤料孔径密实度，达到不同精度需要的过滤效果。也可根据需要采用大孔径、中孔径、小孔径做分级过滤。最佳可以滤除粒径1微米以上污染物，过滤后出水浊度可以达到NTU1以下。
(2)高分子多孔颗粒滤料本身及孔径拥有适度的弹性及适度的刚性，可以视原水浊度及出水精度的需要，运用水压、机械加压等方式，给予高分子多孔颗粒滤料不同程度的压力、紧密度，以达到期望的过滤速度及过滤精度，可得到最佳的运行效益。
(3)高分子多孔颗粒生物滤料大量的纳米至微米级的孔径，同时提供多种大量微生物的生存空间，使得过滤材料本身除了物理过滤之外，同时具有生物过滤的加成效果，实际运行中，对溶于水体有机污染物的去除率可以达到10％-30％。
(4)因为选择的纤维材料密度小于水或略大于水，且滤料颗粒有适度的弹性，在过滤时孔径是压紧状态，反冲洗时孔径是放松状态，颗粒间也很容易因为浮力而自然分散，随着反冲洗高速旋转的水流，快速旋转，如同洗衣机般，将颗粒滤料上的无机物污杂质清洗干净，微生物也能大多数去除(余下菌种继续发挥生物过滤功能)，回复接近初始状态，永远没有滤料堵塞的顾虑，可以长时间使用。
(5)高分子多孔颗粒滤料经良好的编织及热处理使得纤维熔融粘连等生产工艺，纤维之间粘合度强，且质量很轻，历经长时间压挤及反冲洗，对高分子颗粒滤料耗损非常少，大约只需要每2年补充10％左右；不需要更换滤料，可长期使用。
(6)由于采用不同纤维原料制作出不同材料特性的高分子颗粒滤料，其纤维材料本身有不同的化学及温度适应性，可因着原水酸碱度、温度等不同水质，选用适合的高分子颗粒生物滤料。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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