炭纤维因具有优异的生物相容性、较高的力学性能和耐蚀性能而能成为优良的生物膜载体。本工作的目的在于通过研究生物炭纤维载体的表面物化性质，载体表面固着的生物膜的形成机制，以及生物膜去除氨氮，COD，硫酸盐的能力，探讨载体表面性质，结构对生物膜形成、代谢的作用机制及其与腈纶水处理效果的关联，论证将炭纤维作为一种新型腈纶工业水处理的生物膜载体的可行性。本工作采用对比的研究方法，借助表面官能团、平衡含水率、结合红外光谱、扫描电镜较系统地研究了载体表面物化特性、结构特征对好氧菌、厌氧菌固着、增殖的影响。同时研究了硝化反应，缺氧-好氧反应，两相厌氧反应工艺中，不同载体上生物膜对腈纶废水的氨氮、COD、硫酸盐的去除率。结果表明：炭纤维比其它材料更易于固定微生物；炭纤维表面适量的含氧官能团、平衡含水率以及表面吸附性均有益于微生物的固着与繁衍，其中表面官能团对表面生物膜的活性变化具有明显影响；炭纤维对微生物的生长具有催化作用。此外，通过比较载体材料上生物膜在不同工艺中对腈纶工业废水的处理效果，说明炭纤维作为载体可有效的去除废水中的氨氮、COD、硫酸盐，从而为炭纤维在工业水处理中的应用发展提供了新思路和科学依据。