碳纤维净化机理

碳纤维材料接触氧化法净化污水属于生物膜法的一种，它是将废水通过好氧微生物和原生动物，后生动物等在碳纤维填料上生长繁殖形成的生物膜，吸附和降解有机物，使废水得到净化的方法。

将碳纤维材料投入污染水体中一段时间之后，载体填料表面会慢慢长出生物膜，该生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统。

该方法净化污水的机理如下：

在污水处理构筑物内设置碳纤维填料，在充氧的条件下，微生物在填料表面聚附着形成生物膜，经过充氧(充氧装置由水处理曝气风机及曝气器组成)的污水以一定的流速流过填料时，生物膜中的微生物吸收分解水中的有机物，使污水得到净化，同时微生物也得到增殖，生物膜随之增厚。当生物膜增长到一定厚度时，向生物膜内部扩散的氧受到限制，其表面仍是好氧状态，而内层则会呈缺氧甚至厌氧状态，并最终导致生物膜的脱落。随后，填料表面还会继续生长新的生物膜，周而复始，使污水得到净化。

微生物在填料表面聚附着形成生物膜后，由于生物膜的吸附作用，其表面存在一层薄薄的水层，水层中的有机物已经被生物膜氧化分解，故水层中的有机物浓度比进水要低得多，当废水从生物膜表面流过时，有机物就会从运动着的废水中转移到附着在生物膜表面的水层中去，并进一步被生物膜所吸附，同时，空气中的氧也经过废水而进入生物膜水层并向内部转移。

生物膜上的微生物在有溶解氧的条件下对有机物进行分解和机体本身进行新陈代谢，因此产生的二氧化碳等无机物又沿着相反的方向，即从生物膜经过附着水层转移到流动的废水中或空气中去。这样一来，出水的有机物含量减少，废水得到了净化。

概括起来碳纤维材料净水基本特征如下：

（1）微生物：沿水流方向为细菌——原生动物――后生动物的食物链或生态系统。它们起到了污染物净化和清除水体生物（防堵塞）作用。   

（2）污染物：重→轻(多污带→α中污带→β中污带→寡污带)。

（3）供氧：借助流动水层厚薄变化以及气水逆向流动，向生物膜表面供氧。

（4）传质与降解：有机物降解主要是在好氧层进行，部分难降解有机物经兼氧层和厌氧层分解。

（5）生物膜更新：经水力冲刷，使膜表面不断更新，维持生物活性（老化膜固着不紧）。