碳纤维填料的制作方法

本发明涉及碳纤维制品领域，尤其涉及碳纤维填料，应用于环保水处理。

背景技术：

纤维束材料

它采用高分子纤维束作为过滤材料，单丝直径可达几十微米到几微米，属于微米级过滤材料（砂滤器属于毫米级），具有巨大的比表面积，对水中的颗粒的截留和吸附能力有极大的提高。对水中悬浮物的去除率可接近100%，经良好混凝处理的水，悬浮物含量为20mg/L时，过滤出水悬浮物可达1mg/L以下。对细菌、病毒、大分子有机物、胶体、铁等杂质有明显地去除作用。

由于纤维束滤料除浊率高于传统滤料，经对纤维束滤池的滤后水作常规化验，氨、氮、亚硝酸盐氮含量比颗粒滤料低20——25%，铁、锰低20——30%。耗氧量和微生物等指标，也均有降低。

在相同情况下，纤维束滤料和传统滤料滤池相比，纤维束滤池的滤速、过滤周期、滤水量和水头损失等运行参数，均优于均粒滤料滤池。

经计算，均粒滤料MSC为664kg/m3，纤维滤料的MSC为2024kg/m3，纤维滤料池比均粒滤料池高3倍，说明纤维束滤料的过滤性能优于颗粒滤料。

纤维束滤料避免了颗粒滤料的粒径不能向下缩小的限制，使滤料的直径达到了μm级，大大增加了滤料的比表面积，使其达到了3500m2/m3，增加了水中悬浮固体与滤料的接触机会和滤料的吸附能力，从而提高了滤后水质，束状纤维滤料的孔隙度大于0.9，不增加过滤阻力就能增加截污容量，而且滤速高，过滤周期长。。

纤维束滤料使用周期10年以上，避免了传统滤料经常填补和定期更换的麻烦，减少了工人劳动强度和停水检修的时间。

碳纤维（carbon fiber，简称CF），是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。

碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。

碳纤维与传统的玻璃纤维相比，杨氏模量是其3倍多；它与凯夫拉纤维相比，杨氏模量是其2倍左右，在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性突出。

现有技术的纤维束填料虽然能很好的进行过滤吸附，并且清洗方便可循环利用，但其强度较低，长期使用后容易断裂，并且重量也较重，导致能耗升高，有待改进。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供了一种结构简单、过滤效果好，使用寿命长，重量轻的碳纤维填料。

为实现本发明目的，提供了以下技术方案：碳纤维填料，包括上下半球形壳体，上下壳体的对接面设置有相互配接的卡扣卡接，构成一球型结构，上下壳体表面为网格状，其特征在于上下半球形壳体内设置有中心管，沿中心管侧壁放射状地延伸出若干条骨架筋，所述骨架筋上缠绕有填料丝束，所述填料丝束包括碳纤维丝束、腈纶改性纤维束，两者混合缠绕于骨架筋上，骨架筋由主筋以及主筋上延伸出的若干条支筋构成，所述中心管侧壁均布有通孔，填料丝束从中心管上下端口穿入，从中心管侧壁的通孔穿出缠绕于骨架筋上。

作为优选，所述上下壳体为软性塑料条编织成的网格状。

作为优选，碳纤维丝束采用通过引进官能团结构进行了表面改性的碳纤维丝束。

作为优选，中心管采用塑料套管。

作为优选，每束碳纤维丝束中碳纤维的根数为30000根。

作为优选，腈纶改性纤维束的每束腈纶改性纤维的根数为2000~2900根。

本发明有益效果：本发明通过对球形填料的改进，设置碳纤维束，大大提高了过滤效果，延长了使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为上下半球形壳体示意图。

具体实施方式

实施例1:碳纤维填料，包括上下半球形壳体（1.1、1.2），上下壳体（1.1、1.2）的对接面设置有相互配接的卡扣卡接，构成一球型结构，上下壳体（1.1、1.2）表面为网格状，上下半球形壳体（1.1、1.2）内设置有中心管2，沿中心管2侧壁放射状地延伸出4条骨架筋3，所述骨架筋3上缠绕有填料丝束4，所述填料丝束4包括碳纤维丝束、腈纶改性纤维束，两者混合缠绕于骨架筋3上，骨架筋3由主筋3.1以及主筋3.1上延伸出的3条支筋3.2构成，所述中心管2侧壁均布有通孔2.1，填料丝束4从中心管2上下端口穿入，从中心管2侧壁的通孔2.1穿出缠绕于骨架筋3上。所述上下壳体（1.1、1.2）为软性塑料条编织成的网格状。碳纤维丝束采用通过引进官能团结构进行了表面改性的碳纤维丝束。中心管2采用塑料套管。每束碳纤维丝束中碳纤维的根数为30000根。腈纶改性纤维束的每束腈纶改性纤维的根数为2000~2900根。