CN106582109A - 一种利用活性炭制备的滤布材料及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用活性炭制备的滤布材料及其制备方法和用途，经纱是直径为4um超细玻璃纤维纱，纬纱是规格为450D的涤纶FDY长丝，采用4/4斜纹织造，经纱密度为245‑250根/英寸，纬纱密度为58‑60根/英寸，制成的过滤基布通过表面活性剂溶液通过浸渍、挤压，再浸渍、再挤压方法涂覆表面处理剂，过滤基布烘干水分，最后得到滤布材料。本发明制备的滤布材料可有效提高污水处理效果，有效避免了有毒有害物质外排，且结构稳定，吸附能力高，对重金属吸附稳定。

Description

一种利用活性炭制备的滤布材料及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及污水处理滤布领域，具体是一种利用活性炭制备的滤布材料及其制备方法和用途。
背景技术
我国是目前世界上最贫水的13个国家之一，据经济合作与发展组织最新公布的《中国环境绩效评估》报告，目前流经中国城市的超过75％的水体不适合饮用，30％以上的检测河流水质属于劣V类。
但是，随着我国经济的飞速发展以及工业化进程的加快，我国水污染形式也越来越严重，城市生活饮用水水源污染程度日益加剧。
目前，市场上用于水处理的材料形式各样，功能不同，其中，活性炭是一种常用的水处理材料，其主要工作原理主要是通过物理吸附作用将将污染物与水分离，另外滤布在水处理的使用中尤为频繁，但是活性炭在进行水处理时，容易在吸附过程中脱附，造成水体的二次污染；滤布在污水处理中由于其孔径的原因，滤布无法高效过滤污水中的悬浮物，经常导致悬浮物超标排放，容易造成水体污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用活性炭制备的滤布材料及其制备方法和用途，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种利用活性炭制备的滤布材料及其制备方法和用途，经纱是直径为4um超细玻璃纤维纱，纬纱是规格为450D的涤纶FDY长丝，采用4/4斜纹织造，经纱密度为245-250根/英寸，纬纱密度为58-60根/英寸，制成的过滤基布通过表面活性剂溶液通过浸渍、挤压，再浸渍、再挤压方法涂覆表面处理剂，使得处理剂能有效渗透至每一根玻璃纤维丝表面，涂覆了表面处理剂的过滤基布烘干水分，最后得到滤布材料。
作为本发明进一步的方案：表面活性剂的制取，以下按照重量百分比的原料组成：2%活性炭、5-20%蒙脱石、0.01%氟碳表面活性剂、2%柔软剂、1%拒水防油剂合10%PETF分散液。
利用活性炭制备的滤布材料及其制备方法，由以下步骤组成：
1）经纱：将经纱所用的超细玻璃纤维纱通过整经机排列在织造所用经轴盘头上制成经轴；
2）纬纱膨化：将纬纱所用的450D的涤纶FDY长丝通过膨体纱机膨胀松散，具体过程是使用成股的涤纶FDY长丝经过0.4MPa压力的压缩空气喷嘴；
3）织造坯布：将准备好的经纱合纬纱通过织布机采用4/4斜纹织造，使用片梭织机制造，纺织成过滤基布；其中经纱密度为245-250根/英寸，纬纱密度为58-60根/英寸。
4）热清洗：将过滤基以一定速度通过热清洗机组中的沸腾热水，进行热清洗，然后再以相同速度通过380℃的热空气，进行燃烧，除去过滤基布表面浸润剂；
5）后处理：将经步骤4后的过滤基布采用浸渍、挤压，再浸渍、再挤压的方法涂覆表面处理剂，使得处理剂能有效渗透至每一根玻璃纤维丝表面，对玻璃纤维起到更好的包覆保护作用，其中，涂覆表面处理剂时，表面处理剂处于持续300转/分钟的搅拌状态；
6）将涂覆了表面处理剂的过滤基布烘干水分，最后得到滤布材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于活性炭和蒙脱石的比表面积大，在超声处理的条件下，由于蒙脱石是三层片状结构，超声后三层片状结构倍分散成单层片状结构，使其比表面积增大，而且活性炭的加入也利于蒙脱石的分散，经过煅烧后，形成结构稳定的复合材料，具有吸附能力高、对重金属吸附稳定、无二次污染的优点。本发明制备的滤布材料可有效提高污水处理效果，有效避免了有毒有害物质外排。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
本发明实施例中，一种利用活性炭制备的滤布材料及其制备方法和用途，经纱是直径为4um超细玻璃纤维纱，纬纱是规格为450D的涤纶FDY长丝，采用4/4斜纹织造，经纱密度为245-250根/英寸，纬纱密度为58-60根/英寸，制成的过滤基布通过表面活性剂溶液通过浸渍、挤压，再浸渍、再挤压方法涂覆表面处理剂，使得处理剂能有效渗透至每一根玻璃纤维丝表面，对玻璃纤维起到更好的包覆保护作用。
实施例1-4进行表面活性剂溶液的制备：
实施例1
以重量百分比计，先将2%活性炭与5%蒙脱石研磨，过100目筛，制得混合物，将混合物在2800转/分钟的搅拌状态下分散到软化水中，得到混合液，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度50℃，超声功率400W，超声时间50min；然后再在290转/分钟的搅拌状态下依次向混合液中加入0.01%氟碳表面活性剂、2%柔软剂、1%拒水防油剂合10%PETF分散液，持续搅拌至均匀，即得表面活性处理剂。
实施例2
以重量百分比计，先将5%活性炭与10%蒙脱石研磨，过100目筛，制得混合物，将混合物在2800转/分钟的搅拌状态下分散到软化水中，得到混合液，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度50℃，超声功率400W，超声时间50min；然后再在290转/分钟的搅拌状态下依次向混合液中加入0.01%氟碳表面活性剂、2%柔软剂、1%拒水防油剂合10%PETF分散液，持续搅拌至均匀，即得表面活性处理剂。
实施例3
以重量百分比计，先将10%活性炭与15%蒙脱石研磨，过100目筛，制得混合物，将混合物在2800转/分钟的搅拌状态下分散到软化水中，得到混合液，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度50℃，超声功率400W，超声时间50min；然后再在290转/分钟的搅拌状态下依次向混合液中加入0.01%氟碳表面活性剂、2%柔软剂、1%拒水防油剂合10%PETF分散液，持续搅拌至均匀，即得表面活性处理剂。
实施例4
以重量百分比计，先将15%活性炭与20%蒙脱石研磨，过100目筛，制得混合物，将混合物在2800转/分钟的搅拌状态下分散到软化水中，得到混合液，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度50℃，超声功率400W，超声时间50min；然后再在290转/分钟的搅拌状态下依次向混合液中加入0.01%氟碳表面活性剂、2%柔软剂、1%拒水防油剂合10%PETF分散液，持续搅拌至均匀，即得表面活性处理剂。
上述利用活性炭制备的滤布材料及其制备方法，按一下生产工艺流程进行：
以实施例1中制备的表面活性剂为例，实施例5-8进行滤布材料的制备：
实施例5-8
1）经纱：将经纱所用的超细玻璃纤维纱通过整经机排列在织造所用经轴盘头上制成经轴；
2）纬纱膨化：将纬纱所用的450D的涤纶FDY长丝通过膨体纱机膨胀松散，具体过程是使用成股的涤纶FDY长丝经过0.4MPa压力的压缩空气喷嘴；
3）织造坯布：将准备好的经纱合纬纱通过织布机采用4/4斜纹织造，使用片梭织机制造，纺织成过滤基布；其中经纱密度为245-250根/英寸，纬纱密度为58-60根/英寸。
4）热清洗：将过滤基以一定速度通过热清洗机组中的沸腾热水，进行热清洗，然后再以相同速度通过380℃的热空气，进行燃烧，除去过滤基布表面浸润剂；
5）后处理：将经步骤4后的过滤基布采用浸渍、挤压，再浸渍、再挤压的方法涂覆表面处理剂，使得处理剂能有效渗透至每一根玻璃纤维丝表面，对玻璃纤维起到更好的包覆保护作用，其中，涂覆表面处理剂时，表面处理剂处于持续300转/分钟的搅拌状态；
6）将涂覆了表面处理剂的过滤基布烘干水分，最后得到滤布材料。
表1 实施例5-8设置参数
以实施例2中制备的表面活性剂为例，实施例9-12进行滤布材料的制备：
实施例9-12
1）经纱：将经纱所用的超细玻璃纤维纱通过整经机排列在织造所用经轴盘头上制成经轴；
2）纬纱膨化：将纬纱所用的450D的涤纶FDY长丝通过膨体纱机膨胀松散，具体过程是使用成股的涤纶FDY长丝经过0.4MPa压力的压缩空气喷嘴；
3）织造坯布：将准备好的经纱合纬纱通过织布机采用4/4斜纹织造，使用片梭织机制造，纺织成过滤基布；其中经纱密度为245-250根/英寸，纬纱密度为58-60根/英寸。
4）热清洗：将过滤基以一定速度通过热清洗机组中的沸腾热水，进行热清洗，然后再以相同速度通过380℃的热空气，进行燃烧，除去过滤基布表面浸润剂；
5）后处理：将经步骤4后的过滤基布采用浸渍、挤压，再浸渍、再挤压的方法涂覆表面处理剂，使得处理剂能有效渗透至每一根玻璃纤维丝表面，对玻璃纤维起到更好的包覆保护作用，其中，涂覆表面处理剂时，表面处理剂处于持续300转/分钟的搅拌状态；
6）将涂覆了表面处理剂的过滤基布烘干水分，最后得到滤布材料。
表2 实施例9-12设置参数
以实施例3中制备的表面活性剂为例，实施例13-16进行滤布材料的制备：
实施例13-16
1）经纱：将经纱所用的超细玻璃纤维纱通过整经机排列在织造所用经轴盘头上制成经轴；
2）纬纱膨化：将纬纱所用的450D的涤纶FDY长丝通过膨体纱机膨胀松散，具体过程是使用成股的涤纶FDY长丝经过0.4MPa压力的压缩空气喷嘴；
3）织造坯布：将准备好的经纱合纬纱通过织布机采用4/4斜纹织造，使用片梭织机制造，纺织成过滤基布；其中经纱密度为245-250根/英寸，纬纱密度为58-60根/英寸。
4）热清洗：将过滤基以一定速度通过热清洗机组中的沸腾热水，进行热清洗，然后再以相同速度通过380℃的热空气，进行燃烧，除去过滤基布表面浸润剂；
5）后处理：将经步骤4后的过滤基布采用浸渍、挤压，再浸渍、再挤压的方法涂覆表面处理剂，使得处理剂能有效渗透至每一根玻璃纤维丝表面，对玻璃纤维起到更好的包覆保护作用，其中，涂覆表面处理剂时，表面处理剂处于持续300转/分钟的搅拌状态；
6）将涂覆了表面处理剂的过滤基布烘干水分，最后得到滤布材料。
表3 实施例13-16设置参数
以实施例4中制备的表面活性剂为例，实施例17-20进行滤布材料的制备：
实施例17-20
1）经纱：将经纱所用的超细玻璃纤维纱通过整经机排列在织造所用经轴盘头上制成经轴；
2）纬纱膨化：将纬纱所用的450D的涤纶FDY长丝通过膨体纱机膨胀松散，具体过程是使用成股的涤纶FDY长丝经过0.4MPa压力的压缩空气喷嘴；
3）织造坯布：将准备好的经纱合纬纱通过织布机采用4/4斜纹织造，使用片梭织机制造，纺织成过滤基布；其中经纱密度为245-250根/英寸，纬纱密度为58-60根/英寸。
4）热清洗：将过滤基以一定速度通过热清洗机组中的沸腾热水，进行热清洗，然后再以相同速度通过380℃的热空气，进行燃烧，除去过滤基布表面浸润剂；
5）后处理：将经步骤4后的过滤基布采用浸渍、挤压，再浸渍、再挤压的方法涂覆表面处理剂，使得处理剂能有效渗透至每一根玻璃纤维丝表面，对玻璃纤维起到更好的包覆保护作用，其中，涂覆表面处理剂时，表面处理剂处于持续300转/分钟的搅拌状态；
6）将涂覆了表面处理剂的过滤基布烘干水分，最后得到滤布材料。
表4 实施例17-20设置参数
综上所述，分别对实施例5-20制备的滤布材料，进行污水处理实验研究，污水样品的浓度为：悬浮物浓度200mg/L；Pb离子浓度5mg/L；Hg离子浓度1mg/L；将污水以1m/min的流速通过实施例5-20制备的卢布材料，研究结果见表5。
表5 实施例5-20实验检测结果
注：本实验中检测方法分别为：悬浮物采用重量法（GB11901-89）；Pb采用原子吸收分光光度法（GB7475-87）；Hg采用冷原子吸收光度法（GB7468-87）；污水排放标准采用《污水综合排放标准》（GB8978-1996）。
综上所述，从表5的结果可以看出，实施例5-20中采用本发明的利用活性炭制备的滤布材料可有效去除水污水中的悬浮物、铅离子以及汞离子，提高了污水处理效果，污水处理结果均能达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的一级标准，有效避免了污水中有毒有害物质排放到外部环境中，有利于水环境保护。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种利用活性炭制备的滤布材料及其制备方法和用途，其特征在于，经纱是直径为4um超细玻璃纤维纱，纬纱是规格为450D的涤纶FDY长丝，采用4/4斜纹织造，经纱密度为245-250根/英寸，纬纱密度为58-60根/英寸，制成的过滤基布通过表面活性剂溶液通过浸渍、挤压，再浸渍、再挤压方法涂覆表面处理剂，使得处理剂能有效渗透至每一根玻璃纤维丝表面，涂覆了表面处理剂的过滤基布烘干水分，最后得到滤布材料。
2.一种如权利要求1所述的一种利用活性炭制备的滤布材料及其制备方法和用途，其特征在于，表面活性剂的制取，以下按照重量百分比的原料组成： 2%活性炭、5-20%蒙脱石、0.01%氟碳表面活性剂、2%柔软剂、1%拒水防油剂合10%PETF分散液。
3.一种如权利要求1所述的一种利用活性炭制备的滤布材料及其制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：
1）经纱：将经纱所用的超细玻璃纤维纱通过整经机排列在织造所用经轴盘头上制成经轴；
2）纬纱膨化：将纬纱所用的450D的涤纶FDY长丝通过膨体纱机膨胀松散，具体过程是使用成股的涤纶FDY长丝经过0.4MPa压力的压缩空气喷嘴；
3）织造坯布：将准备好的经纱合纬纱通过织布机采用4/4斜纹织造，使用片梭织机制造，纺织成过滤基布；其中经纱密度为245-250根/英寸，纬纱密度为58-60根/英寸;
4）热清洗：将过滤基以一定速度通过热清洗机组中的沸腾热水，进行热清洗，然后再以相同速度通过380℃的热空气，进行燃烧，除去过滤基布表面浸润剂；
5）后处理：将经步骤4后的过滤基布采用浸渍、挤压，再浸渍、再挤压的方法涂覆表面处理剂，使得处理剂能有效渗透至每一根玻璃纤维丝表面，对玻璃纤维起到更好的包覆保护作用，其中，涂覆表面处理剂时，表面处理剂处于持续300转/分钟的搅拌状态；
6）将涂覆了表面处理剂的过滤基布烘干水分，最后得到滤布材料。
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Application publication date: 20170426