专利名称：复合弹性丝料及其工艺方法
技术领域：
本发明涉及环境保护中用于生物膜法污水处理的生物填料，尤指构成生物填料的复合弹性丝料及其生产工艺方法。
背景技术：
生物膜法净化水质已成为污水处理的重要方法之一，作为生物膜载体的生物填料使用的丝料性能直接影响着该方法的应用效果。在诸多硬性类、软性类和半软性类结构形式的生物填料中，丝束状立体弹性生物填料因有较好的刚柔综合性能和结构简单、合理、易操作维护的特点，更显优越和实用。其抗水力和有机物负荷冲击性能好，材质寿命长，不粘连结团，有较佳的防泥垢堵塞能力和气水扰流性能。但这种丝束状立体弹性生物填料使用的丝料表面光滑，比表面积小，挂膜较慢；用单纯材质聚丙烯作原料，活性低，这些缺点不同程度地制约了其在水处理领域中的进一步发展。这种丝料的工艺方法为，将聚丙烯母粒按常规方法经挤出机喷丝—卷绕—拉伸—牵引—切断—烘干，制成光滑丝料。
发明内容
本发明为克服上述生物填料弹性丝料存在的缺点，提高水和生物膜的活性，提供一种应用在环保、市政、水产养殖的水质处理中新的含活性物质的复合弹性丝料及其生产工艺方法。
本发明提出了一种将聚丙烯原料与含电气石的聚丙烯母粒复合，经过丝束状和卷曲状弹性丝料加工工艺方法，制作具有活性功能的丝料；同时将这种丝料做成生物填料，应用于环保、市政、水产养殖等水处理领域。电气石为一种具有环保功能的矿物晶体，其可辐射远红外线、释放负离子、产生生物电流，并含有微量元素和多种矿物质。通过红外活化水分子的作用，可使水的大分子团变小，从而提升水的渗透力，溶解力和能量，使之更易进出细胞膜，运送养料和促进代谢。加之以上诸效应的综合作用，可提高生物膜的活性和净水效果。
生产含活性物质的复合弹性丝料的工艺方法为，聚丙烯母粒含20～35％电气石超微细粒，电气石超微细粒直径0.3～1μm，聚丙烯粒子与聚丙烯母粒按重量比为10∶1～1.5均匀混合后，用常规工艺方法经挤出机喷丝，卷绕、拉伸；之后增加拉毛和双面压花两道工序，即，采用锯齿刀将单丝拉毛，然后经轧辊机双面压花，之后进行常规牵引、切断、烘干；制成弹性单丝，单丝直径0.2-0.5mm。采用这种工艺生产的单丝整体外观为直线形，其工艺流程如下原料混合—喷丝—卷绕—拉伸—拉毛—双面压花—牵引—切断—烘干。
在双面压花工序后，可用机械将丝料拉伸卷曲，放在155～160℃的温度下烘2～3小时定型，丝料呈弹簧状，切断。采用这种工艺生产的单丝整体外观为螺旋卷曲形，其工艺流程如下原料混合—喷丝—卷绕—拉伸—拉毛—双面压花—拉伸卷曲—烘干定型—切断。
本发明还提出了上述丝料在水处理中的应用。将上述工艺方法制得的弹性丝料均匀排列呈幅射状穿插固着于中心绳上，制成具有活性功能的丝束状弹性生物填料，采用悬挂或叠堆方式安装应用于水处理领域；尤其适用于滴式过滤池运用。滴滤池中采用悬挂或叠堆方式安装具有活性功能的生物填料，因丝料具较好的弹性，在水滴冲击作用下，有明显的连续颤动，使部分水滴被反弹向上方，在滴滤池中起到重新布水作用，且下落的水滴更趋于均匀化，延长了在填料中停留的时间，同时由于水之间的摩擦、冲击对电气石这种活性物质会产生有效的刺激，提供外部能量(包括电荷增量)，增加了气水交换的效果。
本发明由于采用含活性功能材料电气石超微细粒作原料，在生产工艺中增加拉毛和双面压花两道工序，使上述生产出的两种单丝径向截面周边呈凸凹多边形，同时单丝表面呈毛丝状枝权，使用这样单丝制成生物填料，不仅增强了其活性，而且挂膜迅速，比表面积也大幅度提高。运用此填料作为载体对污水进行生物膜处理，其NH3+—N，COD等去除率均比常规填料提高40％左右。
具体实施例方式
实施例1生产含活性物质的复合弹性丝料的工艺方法，聚丙烯母粒含20～35％电气石超微细粒，电气石超微细粒直径0.7μm，聚丙烯粒子为100千克，与10千克的聚丙烯母粒均匀混合后，经常规工艺方法挤出机在250℃温度下喷丝，卷绕、拉伸；然后采用锯齿刀将单丝拉毛，经轧辊机双面压花，之后进行牵引、切断、烘干；制成弹性单丝，单丝直径0.4mm。采用这种工艺生产的单丝整体外观为直线形，丝料径向截面周边呈凸凹多边形，同时丝料表面呈毛丝状枝权。
实施例2生产含活性物质的复合弹性丝料的工艺方法，聚丙烯母粒含30％电气石超微细粒，电气石超微细粒直径0.3μm，聚丙烯粒子80千克，与12千克的聚丙烯母粒均匀混合后，经常规工艺方法挤出机在250℃温度下喷丝，卷绕、拉伸；然后采用锯齿刀将单丝拉毛，经轧辊机双面压花，在双面压花工序后，用机械将丝料拉伸卷曲，放在155～160℃的温度下烘2～3小时定型，丝料呈弹簧状，切断。单丝直径0.5mm。采用这种工艺生产的单丝整体外观为螺旋卷曲形，丝料径向截面周边呈凸凹多边形，同时丝料表面呈毛丝状枝杈。
将上述工艺方法制得的弹性丝料立体均匀排列呈幅射状穿插固着于中心绳上，制成具有活性功能的丝束状弹性生物填料，采用悬挂或叠堆方式安装应用于水处理领域；尤其适用于滴式过滤池运用。
权利要求
1.一种生产复合弹性丝料的工艺方法，其特征在于，聚丙烯母粒含20～35％电气石超微细粒，电气石超微细粒直径0.3～1μm，聚丙烯粒子与聚丙烯母粒按重量比为10∶1～1.5均匀混合后，经挤出机喷丝，卷绕、拉伸；然后采用锯齿刀将丝料拉毛，再经轧辊机双面压花，之后进行牵引、切断、烘干；制成直径0.2-0.5mm的弹性单丝。
2.按照权利要求1所述的生产的复合弹性丝料的工艺方法，其特征在于，在双面压花工序后，用机械将丝料拉伸卷曲，放在155～160℃的温度下烘2～3小时定型，丝料呈弹簧状，切断。0.2-0.5mm
3.按照权利要求1或2所述的生产的复合弹性丝料的工艺方法，其特征在于，聚丙烯母粒含30％电气石超微细粒，电气石超微细粒直径0.3μm；聚丙烯粒子与聚丙烯母粒按重量比为10∶1或10∶1.5。
4.按照权利要求1所述的工艺方法生产的复合弹性丝料，其特征在于包含有聚丙烯粒子与聚丙烯母粒，聚丙烯母粒含20～35％电气石超微细粒，电气石超微细粒直径0.3～1μm；聚丙烯粒子与聚丙烯母粒重量比为10∶1～1.5；丝料径向截面周边呈凸凹多边形，同时丝料表面呈毛丝状枝权；丝料整体外观为直线形；弹性单丝直径0.2-0.5mm。
5.按照权利要求2所述的工艺方法生产的复合弹性丝料，其特征在于包含有聚丙烯粒子与聚丙烯母粒，聚丙烯母粒含20～35％电气石超微细粒，电气石超微细粒直径0.3～1μm；聚丙烯粒子与聚丙烯母粒重量比为10∶1～1.5；丝料径向截面周边呈凸凹多边形，同时丝料表面呈毛丝状枝杈；丝料整体外观为螺旋卷曲形。
6.将上述工艺方法制得的弹性丝料 均匀排列呈幅射状穿插固着于中心绳上，制成具有活性功能的丝束状弹性生物填料，采用悬挂或叠堆方式安装应用于水处理领域；尤其适用于滴式过滤池运用。
全文摘要
本发明涉及环境保护中用于生物膜法污水处理的生物填料，尤指构成生物填料的复合弹性丝料及其生产工艺方法。本发明涉及由含活性功能材料电气石超微细粒的聚丙烯母粒与聚丙烯粒子复合成丝，在生产工艺中增加拉毛和双面压花两道工序，使丝料径向截面周边呈凸凹多边形，同时丝料表面呈毛丝状枝杈；丝料整体外观或为直线形或为螺旋卷曲形。同时将这种单丝制作成生物填料，可应用于环保、市政、水产养殖等水处理领域。
文档编号D01F6/04GK1514049SQ0213778
公开日2004年7月21日 申请日期2002年11月1日 优先权日2002年11月1日
发明者张明华, 杨菁, 丁永良 申请人:中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所, 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究