生物膜法是近年来发展起来的一种被广泛采用的生化法废水处理技术,其中的填料作为微生物的载体,是生物膜法的核心之一。载体的材质、比表面积、孔隙率和孔径分布、布水布气性能等因素,都会影响成膜质量,从而直接影响到废水处理的效率和效果。目前市场上常见的生物填料主要由传统的聚丙烯、聚乙稀、聚氯乙烯或聚酯等材料制成,一直以来人们把填料开发的重点放在填料的比表面积、填料结构和布水、布气性能及生物膜更新等方面。在实际应用中发现,这些填料在挂膜速度、挂膜量及膜与填料之间的挂膜紧密度方面都存在着不足。 如何提高填料的挂膜速度和挂膜量,加快生物膜的更新,从而提高废水处理效率,缩短水力停留时间,是今后新型生物挂膜填料研究的主要发展方向。近年来已经有不少研究人员对填料的亲水性和生物亲和性作了大量的研究工作,取得了可喜的进展。 本文着重对影响碳纤维微生物固着的主要因素、碳材料是否能促进微生物生长以及碳纤维作为生物填料的应用作了理论上的推导和实验研究。第二章通过碳纤维表面处理实验、活性污泥固着实验和XPS表面分析,研究影响碳纤维生物亲和性的主要因素。第三章通过石墨碳受激辐射的理论计算和石墨碳对微生物生长影响的实验,研究碳材料对微生物生长的影响。第四章把碳纤维作为生物填料,用来处理废水,研究碳纤维作为生物填料的性能。 通过理论计算和实验研究,我们得出以下结论: 碳纤维的C—C键,表面含氧官能团羧基、羰基等的含量是影响碳纤维表面微生物固着的主要因素。通过对碳纤维进行表面处理,控制其表面形貌和含氧官能团的数量,可以控制碳纤维材料的微生物固着性能。石墨碳材料中