一种复合人造纤维材料的制备方法及用途技术

本发明专利技术公开了一种复合人造纤维材料的制备方法及用途。方法为将长度为１～１０ｃｍ，直径为３～５０μｍ的聚丙纶或涤纶短纤维先用梳绵机成网，再用针刺机复合固定在聚乙烯泡沫上。该复合材料用５～３０％的ＮａＯＨ处理１０～１２０ｍｉｎ，处理温度为５０～９０℃，水洗至中性，脱水干燥制得复合人造纤维材料；或者该复合材料用等离子技术处理，使其表面改性制得复合人造纤维材料。复合人造纤维材料可用于富营养水体的污染治理。本发明专利技术制备的材料在富营养水体中能形成良好的微生态体系，进而促进水体中生产者、消费者和分解者的平衡，以增加系统自然净化能力并降低治理的费用，促进整体水体生态系统的修复并保持可持续性。

Method for preparing composite artificial fiber material and use thereof

The invention discloses a preparation method and application of composite artificial fiber material. Methods polypropylene fiber or polyester staple fiber with length of 1 ~ 10cm and diameter of 3~50 m was used to mesh with comb machine, and then fixed on polyethylene foam with needle punching machine. 5 to 30% NaOH from 10 to 120min using the composite material, processing temperature is 50 to 90 DEG C, washed to neutral, drying to prepare the composite material or man-made fibers; the composite material by plasma treatment, the surface modification of prepared composite artificial fiber materials. The composite man-made fiber material can be used for the pollution control of eutrophic water bodies. The prepared material can form a good ecosystem in the eutrophic water, and promote water producers, consumers and decomposers balance, in order to increase the system of natural purification ability and reduce the cost of governance, promote the repair of the whole ecosystem water and keep sustainable.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合人造纤维材料的制备方法及用途。
技术介绍
水体富营化的治理关键在于从水体生态系统中除氮、磷和有机物，即从外环境和内环境两条基本途径去控制富营化一是采用外环境控制措施，截断或减少水体的外来污染负荷，主要有污水截流+筹建污水处理厂、补水技术等方法；二是采用内环境防治措施，主要有底泥疏浚、人工循环水处理、利用水生生物、微生物或人工水生生物对水体生态系统调控等方法。以上方法在项目实施中有时同时使用，有时单独使用。目前处理有机质水污染较为先进的方法是生物修复法，绝大部分生物修复方法均离不开水体中微生物的作用。水体微生物是水体生态系统的分解者(各种自养型和异养型细菌)和初级生产者(藻类)，在整个食物链中起到了关键的作用。但单纯采用微生物方法修复水体环境，往往效果并不理想。具有代表性的利用微生物法治理水体的有CBS修复水体技术和日本环保专家比嘉照夫的″EM″专利技术等。EM技术是利用有效微生物群，将含有光合细菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌等10属80多种微生物在同一体系内共同培养而得的活菌剂。当它与湖中的生活污水混合时，能抑制水中腐败微生物的生长繁殖及其它病原菌的产生，抑制含氮物、硫化物等恶臭根源，并能促进有机恶臭分解，达到净化环境的目的。此方案不用采取截污，清淤和补水等工程措施，但是治理效果未得到证明，在南宁南湖治理过程中，EM研究机构曾无偿援助治理南湖，经过长时间的实施证明，没有达到预期治理效果。主要原因是投入的菌未能长期构成水体生态系统的一个环节，菌的作用只是暂时的，死亡的菌体甚至会形成二次污染。此外，如何掌握投入的菌量，费用等问题也难以解决。生态固定微生物方法的原理是采用特殊人工固定介质，根据其表面特殊的物理化学结构，选择性地吸附有益的菌群和藻类在其精确工程化的表面区域上附着生长和繁殖，并可吸引大量的自然水生动物在它的周围，有效地建立周丛生物群体(periphyton community)。这些生物群体能很快地将水中的N、P营养物吸收、消化并转化成为利于鱼类和浮游动物摄食吸收的资源，从而夺去了蓝绿藻生长繁殖的所必需的营养物质，使得大量的蓝绿藻死亡，水质逐渐得到改善。同时，当污水水流通过时，还具备超强生物过滤能力的生长在介质上的微生物体系和其周丛生物群体具有截污效果，迅速吸收、消化或固定恶劣的水质中的有机污染物和富营养物质，起到水质净化的作用。附着在人工固定介质上的微生物相十分丰富，主要由细菌、真菌、藻类(在有光的条件下)、原生动物和后生动物等构成了复杂的生态体系。微生物体系通过自身的新陈代谢分解水中的有机污染物，这些代谢产物和生长在载体上的生物又为其它水生生物生长提供食料和能量，形成了复杂的食物网，生物多样性增加，逐步在水体中建立生态平衡，增强水体自净能力，从而达到水质净化的作用。微生物借助自身运动、水力动力、布朗运动、沉降作用被运送到载体表面，形成可逆附着(Marshallet al.1971)；通过微生物分泌一些粘性代谢物质，形成不可逆附着。采用生态固定微生物的方法修复污染水体，固定介质上能形成良好的微生态系统，该系统不但能长期工作，而且工作效率也大大高于传统的游离微生物修复方法。在此基础上通过引入水生植物类(生产者)或水生动物类(消费者)，就能达到整体水体生态系统的修复的效果。目前国内外采用微生物固定方法修复污染水体的报道较少，普遍缺乏系统和全面的观点。如李正魁研究了应用低温辐射技术引导玻璃态单体丙烯酸羟乙脂2-Hydroxyethylacrylate(HEA)与聚乙二醇二甲基丙烯酸脂制备高分子载体固定化氮循环细菌技术(INCB)，在贵阳红枫湖物理生态工程(PEEN)实验区的进行了除氮试验。还有许多采用传统的微生物固定介质，如海藻酸钠、多孔硅胶等固定藻类和微生物的报道。这些试验未从建立固定化微生物生态的角度出发，所固定的往往是单一的菌类或藻类，而且材料价格昂贵，在大水体中很难实现。值得一提的是生物膜法处理污水，虽然在膜上建立了一定的微生态系统，但仍不全面，处理的方法采用的异位处理法，用于大规模污染水体处理，工程量十分浩大，费用很高。大量研究表明，微生物固定化介质的表面特性是微生物选择性附着生长的关键条件。目前国内外越来越多研究人员进行新型人工固定介质载体的研究，通过改变载体的表面特性，创造成三维结构为硅藻属、细菌凝聚团和其他有益藻类提供各自的生存发展空间和良好的生长繁殖基质，结合其上微生物生态体系的巨大的食物制造能力和生物过滤能力，达到并长期保持水质净化效果。此方案工程实施简单，只需将人工生物载体固定设置在湖底。无需采用截污、清淤和补水等工程措施，不用考虑工程占地的问题，同时能耗很低，大大减少了工程的运行费用。预期可达到比水生生物法治理水体更好的效果，而且能通过增加减少人工载体的数量来调节污染负荷承受的承受能力，灵活方便，还避免发生二次污染问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种复合人造纤维材料的制备方法及用途。复合人造纤维材料的制备方法一种复合人造纤维材料的制备方法，其特征在于，将长度为1～10cm，直径为3～50μm的聚丙纶或涤纶短纤维先用梳绵机成网，再用针刺机两面复合固定在聚乙烯泡沫上，复合材料的克数为50～500g/m2，其中聚乙烯泡沫克数为20-300g/m2，将该复合材料用5～30％的NaOH处理10～120min，处理温度为50～90℃，水洗至中性，脱水干燥制得复合人造纤维材料；或者该复合材料用等离子技术处理，使其表面改性制得复合人造纤维材料。所述的该复合材料用等离子技术处理，使其表面改性的方法是将上述复合材料，悬挂于等离子处理室，等离子气体的激发电极的频率为13.56MHz，开启真空抽气阀，通入工作气体，工作气体分别为氧气或氮气，工作气压为15～30Pa，射频电源功率为50～200W复合人造纤维材料用于富营养水体的污染治理。用于富营养水体的污染治理方法是将复合人造纤维材料裁成长0.3～1.2m、宽1～5cm的条状物，复合人造纤维材料的一端固定在重物上，放入富营养水体中，复合人造纤维材料上会自然选择地附着微生物，微生物包括细菌、藻类和原生动物。本专利技术能建立一种原位的微生物种群生态固定方法，并在此固定介质上形成良好的微生态体系，使其工作效率大大高于传统的游离微生物修复方法。项目的核心思想是在人工的固定介质上采用顺其自然、因势利导的方法培育水体微生物生态种群，将原来荒漠化水域中以水土界面为主的好氧-厌氧，硝化-反硝化等条件，扩大到水体中人工固定化介质界面，并形成细菌、藻类等微生物的共生生态群落，形成水体中生产者、消费者和分解者三者的平衡，以增加系统自然净化能力并降低治理的费用，促进整体水体生态系统的修复并保持可持续性附图说明图1是未变性纤维表面电镜照片。图2是实施例1中纤维碱变性后表面电镜照片。图3是实施例2中纤维碱变性后表面电镜照片。图4是实施例5中材料放入富营养水体中，材料熟化后局部照片。图5是实施例6中材料放入富营养水体中，材料熟化后整体照片。具体实施例方式本专利技术采用涤纶和丙纶短纤维为原料，采用非织造技术编织成型毡状妆材料。在将此材料复合在发泡材料上，如聚乙烯珍珠棉，以增加水中浮力。将制成的复合材料进行改性处理。可以分别采用碱处理或等离子技术改性。碱处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合人造纤维材料的制备方法，其特征在于，将长度为１～１０ｃｍ，直径为３～５０μｍ的聚丙纶或涤纶短纤维先用梳绵机成网，再用针刺机两面复合固定在聚乙烯泡沫上，复合材料的克数为５０～５００ｇ／ｍ↑［２］，其中聚乙烯泡沫克数为２０－３００ｇ／ｍ↑［２］，将该复合材料用５～３０％的ＮａＯＨ处理１０～１２０ｍｉｎ，处理温度为５０～９０℃，水洗至中性，脱水干燥制得复合人造纤维材料；或者该复合材料用等离子技术处理，使其表面改性制得复合人造纤维材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王轶雄，方序，李东风，边若谷，
申请(专利权)人：浙江天科高新技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]