一种纤维滤材及其制备方法及使用该纤维滤材的过滤器

摘要

本发明公开了一种纤维滤材及其制备方法及使用该纤维滤材的过滤器。纤维滤材是至少两种纤维材料混纺后切割形成的颗粒，颗粒内具有空隙。纤维滤材的制备方法，包括如下步骤：1）将至少两种纤维材料混纺形成网状结构；2）对网状结构进行打孔；3）对打完孔的网状结构进行热融切割为颗粒。过滤器包括一过滤器主体和纤维滤材。本发明的滤材透过性较高。纤维颗粒中的孔隙及纤维颗粒之间的孔隙提高了污物的容纳能力，降低了反冲洗的成本，提高了反冲洗的效率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水过滤技术，尤其涉及一种纤维滤材及纤维滤材的制备方法及使用该 纤维滤材的过滤器。

背景技术

随着城市规模的不断扩大，城市污水的产生数量也大幅增加。为了去除污水中各种浮游 物质和凝聚性微细絮状物，需要经过过筛分离、沉淀、惯性冲突、阻断、吸附、凝聚等过程， 根据污水流向不同，过滤方式可分为横流重力式和下向流连续重力（压力）式两种。

横流重力式过滤方式是将污水引流入水罐或水槽中，使用毛毯型纤维过滤布，借助重力 对污水进行过滤的方式。利用这种方式进行污水过滤，需要的过滤时间较长，很难根据污水 的水质和流量的变化进行改变。且在对设备进行维护保养或更换零配件时，需要中断设备运 行并排出所有污水。

下向流连续重力（压力）式过滤方式是将污水从滤材层的上部注入，使污水向下通过滤 材层，从下部积水装置流出的过滤方式。上述方式所使用的传统滤材为砂石，存在初期投资 大、过滤效率较低、占地面积大、易受外部条件变化干扰和更换滤材不便等问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明要解决的技术问题是提供一种过滤处理量大、捕集功能强的 纤维滤材，使用该纤维滤材的过滤器易反洗，能快速、高效、节能的过滤污水。

本发明的技术方案为：一种纤维滤材，是至少两种纤维材料混纺后切割形成的颗粒，所 述颗粒内具有空隙。

所述颗粒形状为四面体、五面体或六面体。

所述纤维材料为化学纤维材料或植物纤维材料。

所述化学纤维材料为聚酯、聚乙烯、聚丙烯或聚丙烯睛。

所述植物纤维材料是将能够制备纤维的植物制备为浆料后喷丝形成植物纤维。

本发明还提供一种纤维滤材的制备方法，包括如下步骤：

1）将至少两种纤维材料混纺形成网状结构；

2）对网状结构进行打孔；

3）对打完孔的网状结构进行热融切割为颗粒。

所述热融温度为100-150℃。

所述两种纤维材料在混纺前形成至少两层的层状结构。

本发明还提供一种使用上述纤维滤材的过滤器，包括一过滤器主体和纤维滤材，过滤器 主体包括一罐体和搅拌装置，罐体为方筒形；纤维滤材堆积在罐体内；罐体上设置进水口和 出水口，进水口设置在罐体下部侧面，出水口设置在罐体上部；搅拌装置的搅拌电机设置在 罐体下部侧面，搅拌装置的搅拌器与搅拌电机连接，搅拌器斜伸入罐体内。纤维滤材具有上 述的特征。

所述过滤器还包括一外壳，罐体和搅拌装置置于外壳内，连接进水口的进水管和连接出 水口的出水管设置在外壳内。

所述纤维滤材堆积在罐体内的厚度范围为罐体高度的1/3到1/2。

所述进水口内设置有过滤网，所述出水口内设置有过滤网。

有益效果：

本发明的滤材透过性较高。纤维颗粒中的孔隙及纤维颗粒之间的孔隙提高了污物的容纳 能力，降低了反冲洗的成本，提高了反冲洗的效率。

附图说明

图1是本发明实施例1中的纤维滤材的示意图。

图2是本发明实施例2中纤维滤材的示意图。

图3是本发明的纤维滤材的制备方法的流程示意图。

图4是本发明的过滤器的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图3（a）所示，将两种纤维材料铺成三层网状结构，上下层纤维材料1为高熔点聚酯， 中间层纤维材料2为低熔点聚酯；

如图3（b）所示，将3（a）的网状结构混纺为一体，两种纤维混合形成图3（c）所示 的结构。

如图3（d）所示，用带倒钩31的滚针3对图3（c）材料打孔；

将打孔后的材料在130℃-150℃范围内热融切割为纤维颗粒滤材，该滤材的形状如图1 所示的五面体颗粒。高熔点聚酯和低熔点聚酯的比例为4:6重量份至6:4重量份。

实施例2

如图3（a）所示，将两种纤维材料铺成三层网状结构，上下层纤维材料1为高熔点聚酯， 中间层纤维材料2为聚乙烯；

如图3（b）所示，将3（a）的网状结构混纺为一体，两种纤维混合形成图3（c）所示 的结构。

如图3（d）所示，用带倒钩31的滚针3对图3（c）材料打孔；

将打孔后的材料在110℃-130℃范围内热融切割为纤维颗粒滤材，该滤材的形状如图1 所示的六面体颗粒。高熔点聚酯和聚乙烯的比例为4:6至6:4重量份。

实施例3

将三种纤维材料铺成三层网状结构，上层为聚丙烯睛，中间层为聚乙烯，下层为聚酯；

将三层纤维网状结构混纺为一体，用带倒钩31的滚针3进行打孔，将打孔后的材料在 110℃-140℃范围内热融切割为纤维颗粒滤材，该滤材的形状为四面体颗粒。聚丙烯睛、聚乙 烯和聚酯的比例为1：1：1重量份。

实施例4

将三种纤维材料铺成三层网状结构，中间层为聚丙烯，上下两层为聚乙烯；

将三层纤维网状结构混纺为一体，用带倒钩31的滚针3进行打孔，将打孔后的材料在 100℃-120℃范围内热融切割为纤维颗粒滤材，该滤材的形状为四面体颗粒。聚丙烯与聚乙烯 比例为4:6至6:4重量份。

实施例5

本实施例采用化学纤维和植物纤维混合为网状的方式制备本发明的纤维滤材，使用植物 纤维的目的是减少化学纤维的使用量。植物纤维为竹纤维，竹纤维的制备方法为：

将竹竿分解为细条后浸泡3-5天，浸泡后进行蒸煮软化后送入磨浆机中磨为浆料，调整 浆料的固含量到可以采用喷丝机进行喷丝，获得竹纤维。采用高压设备蒸煮，温度120-180 ℃蒸煮2-4小时。

将化学纤维低熔点聚酯作为上下两层，竹纤维作为中间层进行混纺，用带有倒钩31的滚 针3进行打孔，将打孔后的材料在110℃-120℃范围内热融切割为纤维颗粒滤材，该滤材的 形状为四面体颗粒。低熔点聚酯与竹纤维比例为4:6至6:4重量份。

实施例6

本实施例采用化学纤维和植物纤维混合为网状的方式制备本发明的纤维滤材，使用植物 纤维的目的是减少化学纤维的使用量。植物纤维为竹纤维和稻草纤维，竹纤维和稻草纤维的 制备方法基本一样：

将竹竿或稻草分解后浸泡3-5天，浸泡后进行蒸煮软化后送入磨浆机中磨为浆料，调整 浆料的固含量到可以采用喷丝机进行喷丝，获得竹纤维或稻草纤维。采用高压设备蒸煮，温 度120-180℃蒸煮2-4小时。根据材料的不同，温度和蒸煮时间可以进行调整。

将化学纤维聚乙烯作为第一层，将竹纤维作为第二层，将聚丙烯作为第三层，将稻草纤 维作为第四层，将聚丙烯睛作为第五层进行混纺，用带有倒钩31的滚针3进行打孔，将打孔 后的材料在130℃-140℃范围内热融切割为纤维颗粒滤材，该滤材的形状为五面体颗粒。聚 乙烯、竹纤维、聚丙烯、稻草纤维和聚丙烯睛的比例为1:1：1：1：1重量份。

实施例7

本实施例采用化学纤维和植物纤维混合为网状的方式制备本发明的纤维滤材，使用植物 纤维的目的是减少化学纤维的使用量。植物纤维为竹纤维和稻草纤维的混合纤维。该混合纤 维的制备方法为：

将竹竿和稻草分解后浸泡3-5天，浸泡后进行蒸煮软化后送入磨浆机中磨为浆料，调整 浆料的固含量到可以采用喷丝机进行喷丝，获得竹纤维和稻草纤维的混合植物纤维。采用高 压设备蒸煮，温度120-180℃蒸煮2-4小时。

将聚酯作为第一层，将混合植物纤维作为第二层，将聚丙烯腈作为第三层进行混纺，用 带有倒钩31的滚针3进行打孔，将打孔后的材料在130℃-140℃范围内热融切割为纤维颗粒 滤材，该滤材的形状为五面体颗粒。聚乙烯、竹纤维、聚丙烯、稻草纤维和聚丙烯睛的比例 为1:1：1重量份。

植物纤维可以不止竹纤维和稻草纤维，还可以是木杆或其它具有较长纤维的植物制备的 纤维，或者它们的混合纤维。

实施例8

将上述1-7实施例中的纤维颗粒滤材用于过滤器中，该过滤器如图4所示，包括一过滤 器主体和上述实施例中的纤维颗粒滤料5（图4中未显示）。过滤器主体包括一罐体10和搅 拌装置，搅拌装置的搅拌电机7设置在罐体10底部，搅拌装置的搅拌器8与搅拌电机7连接， 搅拌器8置于罐体10内；纤维颗粒滤料5堆积在罐体10内。纤维颗粒滤料5堆积在罐体内 的厚度范围为罐体高度的1/3到1/2。罐体10为方筒形。罐体10外设置有一外壳9，罐体 10置于外壳9内。

罐体10上设置进水口12和出水口13，进水口12设置在罐体10底部，出水口13设置 在罐体10顶部。进水口12内设置有进水口过滤网14。出水口13内设置有出水口过滤网15。 连接进水口12的进水管16和连接出水口13的出水管17设置在外壳9内的管道室11中。

罐体10中部上还设置有视窗6。

污水从进水口13进入，进入罐体10前污水先经过进水口过滤网15的粗过滤后，进入罐 体10中，由于纤维滤材能漂浮于水中，纤维滤材在浮力作用下，在罐体内上部形成，因此污 水从下到上经过过滤层过滤，从出水口14排出的水是经过过滤后的水。而出水口过滤网16 则能阻止纤维滤材被排出。

本发明使用的纤维滤材颗粒过滤性能优良，其上有空隙则增加了污物的收纳能力，废水 从进水口进入后，由于比重比水轻，可浮于罐体上部形成过滤层，过滤处理能力强。

采用搅拌装置搅拌能使附着于纤维颗粒中的污物被清洗，因此不再需要净水进行反冲洗， 节省了水资源。