专利名称：一种皮芯结构水处理用复合纤维的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水处理领域，具体涉及一种皮芯结构水处理用复合纤维。
背景技术：
随着工农业发展，许多国家和地区的水体都受到硝酸盐污染，导致“致癌、致变、致畸”等潜在危险。我国主要水系、湖泊和地下水的污染指标中均含有总氮，而且硝酸盐作为其中的重要指标，连年持续升高。由于地表水或地下水中的有机碳含量较低，不能满足生物反硝化脱氮对碳源的需求，为此必须添加额外的碳源。当前已报道的液体或固体碳源，如甲醇、乙醇、纤维素等，均存在投放量不可控、反硝化效率低、造成二次污染等问题。近年来利用合成聚合物作为固体碳源，取得了一定进展。如公开号为CN101456623A的中国发明专利公开了一种利用聚乳酸(PLA)作为碳源和生物膜载体的脱氮方法。文献(Appl. Microbiol Biotechnol2003 ; 61:103-109)报道,聚轻基链烷酸酯(PHA)均聚物或共聚物可通过为水中的反硝化菌提供有机碳源而起到脱氮作用。但目前在水处理中使用的合成聚合物(PLA、PHA等)均为颗粒状，尽管能在其表面形成菌膜，但颗粒的比表面积小，处理效率低，可控性差，难以回收，也不适宜于在大面积水体中应用。
发明内容本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种皮芯结构水处理用复合纤维。本实用新型的复合纤维为皮芯结构，包括截面为圆形的皮层和芯层，芯层采用支撑材料，皮层采用碳源材料；所述的支撑材料为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中的一种；所述的碳源材料为聚3-羟基丁酸酯(P-3HB)、聚4_羟基丁酸酯(P-4HB)、聚3_羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚酯(P-3HB-4HB)、聚3-羟基丁酸-戊酸共聚酯(PHBV)或聚3-羟基丁酸-己酸共聚酯(PHBH)。所述的皮芯结构中的芯层米用一个、两个或多个，一个芯层的皮芯结构中芯层和皮层同心设置或偏心设置。本实用新型的复合纤维可以织成织物，或者以该复合纤维构成无纺布或毡，作为水处理用的复合材料。使用时，将复合材料置入反应器内，采用上流式进水，接种物为污水处理厂反硝化池中的污泥，使污泥中的微生物附着在复合材料上形成生物膜；或将复合材料直接固定放置于受污染水体里，复合材料内可预先添加微生物菌粉或菌液，使微生物在复合材料上快速、大量繁殖，形成生物膜，并利用复合材料的高比表面积特性，过滤、富集水体中的污染物，从而达到高效、集中降解、清除污染物的目的。通过采用具有特定组分和结构的复合材料同时作为固体碳源和生物膜载体，其中的复合纤维的碳源材料为反硝化菌提供有机碳源和菌膜载体，而且形成菌膜所需的时间由复合纤维直径及碳源材料组分控制，水样中亚硝基氮的清除量及清除速率由复合纤维的直径(比表面积)、碳源材料的厚度及组分控制，从而大大提高水处理的效率和可控性。支撑材料在碳源材料消耗过程中和碳源材料完全消耗掉后均不发生生物降解，在复合材料的使用过程中保持形态的完整性，具有良好的可回收性，可随时方便地投放和回收，不仅降低成本，而且有效避免二次污染。
图1为本实用新型第一个实施例的结构示意图；图2为本实用新型第二个实施例的结构示意图；图3为本实用新型第三个实施例的结构示意图；图4为本实用新型第四个实施例的结构示意图。
具体实施方式
实施例1.如图1所示，一种水处理用复合纤维，采用皮芯结构，包括一个截面为圆形的皮层1-2和一个截面为圆形的芯层1-1，皮层1-2与芯层1-1同心设置。芯层1-1材料为聚乙烯(PE)，皮层1-2为聚3-羟基丁酸酯(P-3HB)。实施例2.如图2所示，一种水处理用复合纤维，采用皮芯结构，包括一个截面为圆形的皮层2-2和一个截面为圆形的芯层2-1，皮层2-2与芯层2-1偏心设置。芯层2_1材料为聚丙烯(PP)，皮层2-2为聚4-羟基丁酸酯(P-4HB)。实施例3.如图3所示，一种水处理用复合纤维，采用皮芯结构，包括一个截面为圆形的皮层
3-2和两个截面为圆形的芯层3-1。芯层3-1材料为聚酰胺(PA)，皮层3-2为聚3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚酯(P-3HB-4HB)。实施例4.如图4所示，一种水处理用复合纤维，采用皮芯结构，包括一个截面为圆形的皮层
4-2和三个截面为圆形的芯层4-1。芯层4-1材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，皮层4_2为聚3-羟基丁酸-戊酸共聚酯(PHBV)。实施例5.一种水处理用复合纤维，采用皮芯结构，包括一个截面为圆形的皮层和一个截面为圆形的芯层，皮层与芯层同心或偏心设置。芯层材料为聚乙烯(PE) —聚丙烯(PP)共聚物，皮层为聚3-羟基丁酸-己酸共聚酯(PHBH)。以上实施例中芯层的材料为支撑材料，水处理过程中不发生生物降解；皮层的材料为碳源材料，为反硝化菌提供有机碳源和菌膜载体。
权利要求1.一种皮芯结构水处理用复合纤维，其特征在于所述复合纤维为皮芯结构，包括截面为圆形的皮层和芯层，芯层采用支撑材料，皮层采用碳源材料；所述的支撑材料为聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种；所述的碳源材料为聚3-羟基丁酸酯、聚4-羟基丁酸酯、聚3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚酯、聚3-羟基丁酸-戊酸共聚酯或聚3-羟基丁酸-己酸共聚酯。
2.如权利要求1所述的一种皮芯结构水处理用复合纤维，其特征在于所述的皮芯结构中的芯层为一个，芯层和皮层同心设置或偏心设置。
3.如权利要求1所述的一种皮芯结构水处理用复合纤维，其特征在于所述的皮芯结构中的芯层采用两个或多个。
专利摘要本实用新型涉及一种皮芯结构水处理用复合纤维。目前在水处理中使用的合成聚合物均为颗粒状，处理效率低、可控性差、难以回收。本实用新型采用皮芯结构，包括截面为圆形的皮层和芯层，芯层采用支撑材料，皮层采用碳源材料；芯层采用一个、两个或多个，一个芯层的皮芯结构中芯层和皮层同心设置或偏心设置。该复合纤维可以织成织物，或者以该复合纤维构成无纺布或毡，作为水处理用的复合材料。本实用新型中碳源材料为反硝化菌提供有机碳源和菌膜载体，支撑材料在水处理过程中不发生生物降解，保持复合材料形态的完整性，具有良好的可回收性，可随时方便地投放和回收，不仅降低成本，而且有效避免二次污染。
文档编号D01F8/12GK202881476SQ20122021104
公开日2013年4月17日 申请日期2012年5月11日 优先权日2012年5月11日
发明者陈鹏, 陈学军, 凌东鹰, 顾群, 李佳灵 申请人:宁波天安生物材料有限公司