碳素纤维材料被誉为21世纪的“黑色黄金”，因其出色的物化及力学性能被广泛应用于体育、航空、汽车、国防等领域。碳素纤维表面含有大量的含O、N官能团，具有优越的表面位能和亲水性，表现出良好的生物亲和力,在污水治理方面有着广阔的应用前景。课题研究任务之一：为实现污水厂处理能力的提升以及满足污水深度处理的要求，克服污水处理厂提标改造的瓶颈，采用模拟污水对一种新型PAN-ACF生物膜反应器进行了脱氮及除有机物能力的考察研究。试验过程中通过改变水力停留时间（Hydraulic retention time，HRT）、回流比（Reflux ratio，R）和进水污染物负荷来确定PAN-ACF生物膜反应器脱氮及除有机物的能力。结果表明:HRT为2h时COD去除率可达90%。HRT=8h、12h时可分别实现出水COD、NH₄⁺-N稳定达到（GB18918—2002）一级A排放标准和（GB3838-2002）地表水Ⅲ类标准，出水最低值分别为ρCOD=17.60mg/L、ρNH4+-N=0.37mg/L。HRT为8h，回流比为200%时以及HRT为12h无回流时，TN去除率均可达到60%。T=15℃左右时系统仍具有较强的抗冲击能力，进水COD、NH₄⁺-N分别提高到1600mg/L、140mg/L左右时, COD、NH₄⁺-N的去除负荷可分别高达4.36kg/m³·d、0.14kg/m³·d。此外试验还表明PAN-ACF能够负载一层致密并有一定强度和弹力的生物膜，形成以丝状菌、球菌、杆菌为主体，纤毛类原生动物和轮虫、线虫、寡毛虫等后生动物共生的生态系统;同时还发现该材料有良好的再生性能。课题研究任务之二：将PAN-ACF作为生态基载体强化自然的氧化塘对受污染河流进行异位生态治理。试验结果表明：间歇曝气泛氧化塘去除NH₄⁺-N的能力最强。HRT为36h，曝气量为0.4m³/min，间歇曝气泛氧化塘对COD、NH₄⁺-N、TP的平均去除率分别为28.77%、59.85%、16.19%；天然复氧泛氧化塘对COD、NH₄⁺-N、TP的平均去除率分别为17.46%、30.44%、15.91%。HRT为48h，曝气量为0.4m³/min，间歇曝气泛氧化塘对COD、NH₄⁺-N、TP的平均去除率分别为22.03%、63.20%、26.82%；天然复氧泛氧化塘COD、NH₄⁺-N、TP的平均去除率分别为15.56%、30.47%、12.62%；由此可见PAN-ACF泛氧化塘对受污染河水的治理是有效的。