本發(fā)明涉及生物載體用合成纖維領(lǐng)域，具體的說是一種表面粗糙聚酯纖維的制造方法。
背景技術(shù)：
利用生物（包括水生植物和微生物等）對污染河流進行強化凈化,但城市重污染河道普遍存在低透明度、低溶解氧和高有機懸浮物等問題，使得高等水生動植物恢復(fù)技術(shù)的應(yīng)用受到了嚴(yán)重限制。而生物填料具有不受透明度、光照等限制的特點。布設(shè)合理的填料在保持河道通航和排洪等原有功能以及不影響城市景觀的基礎(chǔ)上，顯著降低水體濁度，并且削減水體cod、n和p等污染負(fù)荷，提高水體do含量，從而為后續(xù)的高等水生動植物的生態(tài)修復(fù)創(chuàng)造有利的前提條件。
同時,生物膜技術(shù)與浮床植物凈化技術(shù)結(jié)合，浮床不僅為填料提供了懸掛載體，而且浮床植物根系輸送來的氧氣為生物膜中好氧異養(yǎng)菌及微型動物創(chuàng)造良好的環(huán)境條件。生物填料相當(dāng)于浮床植物根系的延伸，可以持續(xù)改善河道0.5m以下水體水質(zhì)。
較理想的治理污染河流用生物膜材料,表現(xiàn)在材料表面則主要由外部帶有過渡大孔而內(nèi)部為微孔的孔組成,本項發(fā)明旨在提供一種:(1)能快遞固著微生物材料，且具有更佳的生物相容性；(2)潤濕性良好的表面有利于微生物固著；(3)載體表面生物膜對活性污泥中氨氮的去除效果優(yōu)于普通高分子材料；(4)表面粗糙聚酯纖維有利于促進活性污泥中微生物生長，提高氨氮去除率；(5)生物膜在纖維載體填料上厚度保持均勻，未產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，有利于生物接觸氧化反應(yīng)，減少維護工作量，降低運行成本;(6)制造成本低廉,具有極高的推廣價值。
表面粗糙聚酯纖維選擇利用在聚對苯二甲酸乙二酯(簡稱:聚酯)紡絲中添加碳酸鈉或鄰苯基苯酚鈉微細(xì)粉化后,經(jīng)水解碳酸鈉或鄰苯基苯酚鈉產(chǎn)生羥基(-oh)，聚酯分子與羥基(-oh)發(fā)生親核加成反應(yīng)生成對苯二甲酸鈉和乙二醇。經(jīng)測試聚酯纖維的堿水解反應(yīng)是在纖維表面上進行處理后聚酯分子鏈無明顯斷裂現(xiàn)象,化學(xué)作用僅在表面進行,未深入到纖維內(nèi)層。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計一種能快遞固著微生物材料，且具有更佳的生物相容性表面粗糙聚酯纖維的制造方法。
為實現(xiàn)上述目的，設(shè)計一種表面粗糙聚酯纖維的制造方法，包括膨化劑母粒，其特征在于包括如下步驟：步驟1，將碳酸鈉和鄰苯基苯酚鈉中任一種的細(xì)粉粒干燥；步驟2，將干燥后的細(xì)粉粒研磨，再加工制成膨化劑母粒；3）步驟3，將制得的膨化劑母粒以5%～20%的重量百分比與聚酯切片共混；4）步驟4，制作成膨化纖維；5）步驟5，將制得的膨化纖維在陽離子表面活性劑作用下經(jīng)90～100℃高溫水解后得到表面粗糙聚酯纖維。
所述步驟5中的陽離子表面活性劑為十二烷基二甲基卞基氯化銨、十二烷基二甲基卞基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨和十二烷基三甲基氯化銨中的任一種。
所述步驟2包括如下步驟：1）將細(xì)粉粒去結(jié)晶水，加熱到150～250℃的溫度中脫水；2）在抽真空的環(huán)境條件下將脫水的細(xì)粉粒置于真空球磨罐中研磨，的細(xì)粉粒研磨后的直徑為200～500納米級。
所述步驟4包括如下步驟：1）將共混后的膨化劑母粒和聚酯切片經(jīng)過真空干燥；2）干燥后依次經(jīng)過熔融、紡絲機紡絲、通過甬道到卷繞機卷繞、落桶得到初生纖維；3）再將若干桶初生纖維通過集束架集束，并進行牽伸、卷曲、切斷而制得表面粗糙聚酯纖維初級產(chǎn)品。
所述紡絲溫度為265℃～288℃，紡絲速度1000～1400米／分鐘。
所述步驟5制得的表面粗糙聚酯纖維的單絲細(xì)度為1.5～100dtex。
本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，能快遞固著微生物材料，且具有更佳的生物相容性；潤濕性良好的表面有利于微生物固著；載體表面生物膜對活性污泥中氨氮的去除效果優(yōu)于普通高分子材料；表面粗糙聚酯纖維有利于促進活性污泥中微生物生長，提高氨氮去除率；生物膜在纖維載體填料上厚度保持均勻，未產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，有利于生物接觸氧化反應(yīng)，減少維護工作量，降低運行成本;制造成本低廉。
具體實施方式
本發(fā)明制得的表面粗糙聚酯纖維截面可以是己知熔融紡絲的任何截面，如圓形、三角形、三葉型、中空形、扁平形、l形、t形、w形、多邊形、放射形等。其單絲細(xì)度1.5dtex～100dtex。
實施例一：
生產(chǎn)纖度為3dtex的表面粗糙聚酯纖維。
將碳酸鈉膨化劑母粒以重量百分比為10%比例加到聚酯切片中，進行真空干燥，先在60℃下保溫1小時，再升溫至80℃保溫l小時，升溫至100℃保溫2小時，升溫至120℃保溫2小時，升溫至160℃保溫3小時，逐步升溫至200℃保溫至得到干燥的結(jié)晶切片，干燥過程一般需要14小時。用現(xiàn)有的紡絲設(shè)備，即在lhv451紡絲機上紡絲，再卷統(tǒng)成型為初生纖維，紡絲溫度為278℃，卷繞速度為1050m/min，初生纖維經(jīng)過集束，在lhv903后牽伸機上牽伸，牽伸倍數(shù)為3.5倍，得到3dtex碳酸鈉纖維。
將碳酸鈉纖維置于散毛染色機中,采用浴比：1：10，季銨鹽促進劑0.5g/l，溫度95±2℃工藝，處理60min后經(jīng)二道清水洗后再經(jīng)二道酸洗和二道冷水洗,將清洗后的纖維經(jīng)脫水機脫水后烘干即得到纖度為3dtex尼爾（dtex）的表面粗糙聚酯纖維。
實施例二：
生產(chǎn)纖度為40dtex的表面粗糙聚酯中空纖維。
將含有鄰苯基苯酚鈉膨化劑母粒以重量百分比為12%比例加到聚酯切片中，進行真空干燥，先在60℃保溫1小時，再升溫至100℃保溫2小時，升溫至120℃保溫2小時，升溫至160℃保溫3小時，逐步升溫至200℃保溫至得到干燥的結(jié)晶切片，干燥過程一般需要14小時。用現(xiàn)有的紡絲設(shè)備，即在lhv451紡絲機上紡絲，所用紡絲噴絲板為中空噴絲板，再卷繞成型為初生纖維，紡絲溫度為275℃，卷繞速度為1050m/min，初生纖維經(jīng)過集束，在lhv903后牽伸機上牽伸，牽伸倍數(shù)為3.2倍，得到40dtex中空鄰苯基苯酚鈉纖維。
將中空鄰苯基苯酚鈉纖維置于散毛染色機中,采用浴比：1：10，季銨鹽促進劑0.5g/l，溫度95±2℃工藝，處理45min后經(jīng)二道清水洗后再經(jīng)二道酸洗和二道冷水洗,將清洗后的纖維經(jīng)脫水機脫水后烘干即得到纖度為3dtex尼爾（dtex）的表面粗糙聚酯中空纖維。
本發(fā)明使用時，能快遞固著微生物材料，且具有更佳的生物相容性；潤濕性良好的表面有利于微生物固著；載體表面生物膜對活性污泥中氨氮的去除效果優(yōu)于普通高分子材料；表面粗糙聚酯纖維有利于促進活性污泥中微生物生長，提高氨氮去除率；生物膜在纖維載體填料上厚度保持均勻，未產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，有利于生物接觸氧化反應(yīng)，減少維護工作量，降低運行成本；制造成本低廉。