生态碳素纤维新材料技术的介绍

据北京化工大学项目负责人介绍， 加药装置的这一项目所研发的关键技术是生态碳素纤维新材料，这项技术包括3个方面:

——以聚丙烯腈纤维为原料的高吸附活性碳纤维制备，这种高吸附活性碳纤维比表面积大于1000m2/g；

——高吸附活性碳纤维表面修饰，在过氧化氢溶液和氨水中分别处理碳纤维，制备出具有生物相容性的高吸附生物活性碳纤维；

——用高吸附的活性碳素纤维与超细纤维的复合制得生态碳纤维，这种生态碳纤维比表面积大、孔径分布合理、高吸附的活性碳素纤维具有极高的吸附性和生物亲和性，不仅通过自身的吸附作用净化水体，而且能吸引微生物菌群并使其在超细纤维表面形成粘着性活性生物膜。这些微生物以有机污染物为能量来源，通过自身的新陈代谢作用降解水体中的有机污染物。

他告诉记者，这一项目所研发的另一项关键技术是生态碳纤维＋膜组件一体化反应器。这种反应器是将生态碳纤维作为填料的接触氧化池与膜生物反应器(MBR)结合处理废水的一体化反应器。进水先经过生态碳纤维材料的吸附和其表面生物净化作用之后进入MBR反应器中。活性碳纤维材料对COD的去除率在80％以上，氨氮去除率在60％以上。这种新型一体化反应器采用碳纤维这种高吸附能力的材料作为膜组件的预处理，大大减少了膜污染的问题。不仅利用自身的吸附能力净化水质，而且它表面所形成生物膜能在很大程度上去除COD、氨氮和总磷。

这种一体化反应器还包括:升流式厌氧污泥床(UASB)＋生态碳纤维接触氧化组合反应器和生态碳纤维新型生物脱氮除磷(A2/O)一体化反应器。

UASB＋生态碳纤维接触氧化组合反应器是集UASB厌氧消化与以生态纤维作为填料的生物接触氧化于一体的反应器。厌氧消化可去除污水中高浓度大分子有机物，将大分子有机物分解为无机物和小分子有机物，提高污水的可生化性，好氧生物处理，去除污水中绝大多数有机物。生态碳纤维材料对COD的去除率在80％以上，氨氮去除率在60％以上。

生态碳纤维新型A2/O一体化反应器将生态碳纤维作为好氧反应池填料集厌氧、兼性和好氧于一体的新型反应器。这种一体化反应器对COD和氨氮去除率高达80％和70％，此外，对磷也有很好的去除效果。

他告诉记者，新型生态纤维是用于净化受污染水域，修复水环境生态的优良选择，其实现了对环境的零负荷与完全的生物安全。碳素纤维具有极高的吸附性与生物亲和性，是良好的微生物挂膜填料，在生物法污水处理领域具有明显的竞争优势。在淡水水产养殖方面也有广阔应用前景，在去除水体污染物的同时聚集以微生物为食的低等动物，成为鱼类及高级水生动物的优良卵床与养育空间。利用碳素纤维治理水体，通过构建水下森林，给水生生物搭建栖息地，最终逐步构建健康的水体生态系统。该材料已成功应用于水产养殖水体净化与污水处理、印染废水与再生水净化处理。