本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种以碳纤维原丝废丝制备的碳纤维球及其应用方法，该碳纤维球可以在废水处理中作为过滤材料。
背景技术：
在碳纤维原丝工业化生产中，不可避免的会有废丝的产生，目前我国每年产生的废丝总量在10万吨左右，若不加以回收，必然会带来资源的浪费和环境的污染。因此加强对废丝的综合利用，实现资源的可持续利用，具有广阔的发展前景。
随着水资源的日益紧缺，从而推动了以深床过滤为主的水处理技术的发展，深床过滤技术的关键是过滤介质。以人工合成纤维制成的纤维球滤料具有巨大的比表面积、较高的孔隙率，过滤速率快、处理能力大、循环利用率高等特点，这是其它滤料所不具备的。目前市场的有的纤维球过滤器采用压力式过滤，以纤维球为滤料，该过滤器具有过滤速度快、处理量大、处理效果好、占地面积少等优点，适用于各种行业废水生物处理后的直接过滤、废水回用、深度处理预处理、工业给水及游泳池循环水处理。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种碳纤维球，相比以其他纤维制备的纤维球，本发明以碳纤维原丝废丝制备的碳纤维球质量更轻、比表面积更大、耐磨损、循环利用率更高，实现了资源的可持续利用，扩展了废丝的应用领域。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种碳纤维球，所述碳纤维球是由碳纤维原丝废丝通过编织方法制备而成，所述碳纤维球重量为0.3～1g、比重为1.170～1.185g/cm3，充填密度为30～70kg/cm3。
作为本发明优选的实施方案，所述碳纤维原丝废丝的单丝强度≥6.5CN/dtex，单丝纤度≤1.2dtex。
作为本发明优选的实施方案，所述编织方法为编织、包缠、钉串或盘结。
本发明还提供了一种如上所述的碳纤维球在污水处理中的应用方法，具体是将碳纤维球填充于纤维球过滤器中，使碳纤维球的水处理量为3～8m3/h、过滤面积为0.5～3.0m2；在首次使用完后，用水清洗碳纤维球3～5min，在80℃下烘干2～4h后即可循环使用。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明将碳纤维原丝废丝通过物理编织方法制备成碳纤维球，该碳纤维球重量为0.3～1g，充填密度为30～70kg/cm3，该碳纤维球具有巨大的比表面积、较高的孔隙率，过滤速率快、处理能力大、循环利用率高等特点，可以作为污水处理过滤材料。本发明以低纤度、高强度的碳纤维原丝废丝制备碳纤维球，实现了变废为宝，并利用了碳纤维原丝具有细旦化、高强度的特点，提高了碳纤维球的性能。本发明所述的应用方法简单，碳纤维球可以循环使用4～6次，碳纤维球对污水中杂质的过滤效率为75～95％。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
一种碳纤维球，该碳纤维球是由碳纤维原丝废丝通过编织方法制备而成，该碳纤维球重量为0.3～1g、比重为1.170～1.185g/cm3，充填密度为30～70kg/cm3。
上述碳纤维原丝废丝的单丝强度≥6.5CN/dtex，单丝纤度≤1.2dtex。
编织方法优选为为编织、包缠、钉串或盘结。
本发明还提供了一种如上所述的碳纤维球在污水处理中的应用方法，具体是将碳纤维球填充于纤维球过滤器中，使碳纤维球的水处理量为3～8m3/h、过滤面积为0.5～3.0m2；在首次使用完后，用水清洗碳纤维球3～5min，在80℃下烘干2～4h后即可循环使用。
实施例1：
本实施例的碳纤维球是以碳纤维原丝废丝为原料、通过编织方法处理制备得到，所用的碳纤维原丝废丝的单丝强度为6.5CN/dtex、单丝纤度为1.12dtex，所制得的碳纤维球的重量为0.5g、比重为1.18g/cm3、充填密度为35kg/cm3。将该碳纤维球应用于污水处理中，具体是将纤维球填充至纤维球过滤器中，经测试，该碳纤维球在污水处理量为3m3/h、过滤面积为0.5m2，该碳纤维球对污水中杂质的过滤效率为90％。过滤结束后，用水清洗3min，在80℃下烘干2h，该碳纤维球可以继续循环使用4次。
实施例2：
本实施例的碳纤维球是以碳纤维原丝废丝为原料、通过编织方法处理制备得到，所用的碳纤维原丝废丝的单丝强度为7.5CN/dtex、单丝纤度为0.85dtex，所制得的碳纤维球的重量为0.7g、比重为1.17g/cm3、充填密度为50kg/cm3。将该碳纤维球应用于污水处理中，具体是将纤维球填充至纤维球过滤器中，经测试，该碳纤维球在污水处理量为7m3/h、过滤面积为2m2，该碳纤维球对污水中杂质的过滤效率为87％。过滤结束后，用水清洗5min，在80℃下烘干3h，该碳纤维球可以继续循环使用5次。
实施例3：
本实施例的碳纤维球是以碳纤维原丝废丝为原料、通过编织方法处理制备得到，所用的碳纤维原丝废丝的单丝强度为9.5CN/dtex、单丝纤度为0.95dtex，所制得的碳纤维球的重量为0.5g、比重为1.18g/cm3、充填密度为65kg/cm3。将该碳纤维球应用于污水处理中，具体是将纤维球填充至纤维球过滤器中，经测试，该碳纤维球在污水处理量为5m3/h、过滤面积为1.2m2，该碳纤维球对污水中杂质的过滤效率为94％。过滤结束后，用水清洗3min，在80℃下烘干2h，该碳纤维球可以继续循环使用6次。
实施例4：
本实施例的碳纤维球是以碳纤维原丝废丝为原料、通过编织方法处理制备得到，所用的碳纤维原丝废丝的单丝强度为11.6CN/dtex、单丝纤度为1.2dtex，所制得的碳纤维球的重量为0.9g、比重为1.175g/cm3、充填密度为45kg/cm3。将该碳纤维球应用于污水处理中，具体是将纤维球填充至纤维球过滤器中，经测试，该碳纤维球在污水处理量为4m3/h、过滤面积为1.5m2，该碳纤维球对污水中杂质的过滤效率为82％。过滤结束后，用水清洗4min，在80℃下烘干2.5h，该碳纤维球可以继续循环使用4次。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。