一、技術(shù)簡介

碳素纖維生態(tài)草是用于凈化受污染水域，修復(fù)水環(huán)境生態(tài)的優(yōu)良選擇，其實(shí)現(xiàn)了對環(huán)境的零負(fù)荷與的生物安全。是對水草的一種仿生產(chǎn)品，具有優(yōu)異的污水處理凈化特性，其主要組成材料：生物相容性碳纖維，是一種具有良好生物相容性的碳纖維材料。這種新材料是在碳纖維的基礎(chǔ)上，經(jīng)過表面處理和改性后，在碳纖維表面生成多種活性含氧官能團(tuán)，表面能升高，與水的潤濕性得到改善，接觸角變小，表面呈現(xiàn)出優(yōu)良的親水性、生物兼容性和生物附著性。

碳素纖維生態(tài)草具有的吸附性與生物親和性，太陽光照射，碳素纖維生態(tài)草發(fā)出超音波，吸引微生物菌群。這些菌群在其表面形成粘著性活性生物膜。這些微生物以有機(jī)污染物為食，通過自身的新陳代謝作用分解水體中的有機(jī)污染物。同時很重要的是，以微生物為食的小魚等其他小生物會聚集在碳素纖維生態(tài)草的周圍，碳素纖維生態(tài)草成為魚類及其他高級水生動物的優(yōu)良卵床與養(yǎng)育空間。水體中的生物鏈，食物鏈修復(fù)回健康狀態(tài)。水體恢復(fù)生命。利用碳素纖維治理水，構(gòu)建水下森林，給水生生物搭建棲息地，以微生物、小蝦小魚、大魚為基礎(chǔ)的循環(huán)生態(tài)鏈逐步建立。碳素纖維生態(tài)草在應(yīng)用于污水處理中時，由于其比表面積大、孔徑分布合理、吸附性和生物相容性高，除能起到強(qiáng)吸附作用外，還能使大量微生物在材料表面迅速附著并形成的生物膜，以降解水體中的有機(jī)污染物。運(yùn)用其治理并修復(fù)水生態(tài)環(huán)境，能呈現(xiàn)出顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益，推廣應(yīng)用前景廣闊。

二、特性

（1）高生物附著比表面積

碳素纖維生態(tài)草比表面積約為1000m2/g，利用此特性其能高效吸收、吸附、截留水中溶解態(tài)和懸浮態(tài)的污染物，從而提高水體的透明度，并為各類微生物、藻類和水生動物的生長、繁殖提供良好的著生、附著或穴居條件，在碳素纖維生態(tài)草表面形成具有很強(qiáng)凈化功能的“生物膜"結(jié)構(gòu)。

（2）高效的生物載體

碳素纖維生態(tài)草可形成高效的黏著性生物膜。在碳素纖維表面形成的生物膜一個斷面上，由外及里形成了好氧、兼性厭氧和厭氧三種反應(yīng)區(qū)。在好氧區(qū)，好氧菌將氨氮轉(zhuǎn)化為硝基氮，并把小分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水（把可溶的無機(jī)磷轉(zhuǎn)化為細(xì)胞體內(nèi)的ATP），在厭氧區(qū)，厭 氧菌將硝基氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂脱鯕猓ò央y分解的大分子有機(jī)物分解為可降解的小分子有機(jī)物）。污染基團(tuán)就被分解轉(zhuǎn)化成逸出水體的N2、CO2和H2O。附著在碳素纖維上的大量微生物群，微生物群難以脫落，其上黏附的污染物難以溶出及擴(kuò)散，抑制了環(huán)境的惡化。在水流的影響下，產(chǎn)生收縮運(yùn)動，從而促進(jìn)了污染物質(zhì)的分解，污水和碳素纖維表面生物膜的接觸過程中，吸附有機(jī)營養(yǎng)物凈化水質(zhì)。

（3）掛膜性能優(yōu)異

碳素纖維生態(tài)草和其他種類纖維相比，微生物的附著量大，不易脫落，并且附著的微生物活性高。

① 活性污泥的短期附著量試驗(yàn)

碳素纖維＞碳化硅＞滌綸＞丙烯酸

② 附著情況的歷年試驗(yàn)

A. 附 著 量 碳素纖維＞尼龍＞滌綸

B. 脫 落 量 滌綸＞尼龍＞碳素纖維

C. 微生物活性 碳素纖維＞滌綸＞尼龍

（4）編織技術(shù)，水平、垂直安裝

碳素纖維生態(tài)草的編織組合方式，可以促進(jìn)海藻及生物類的著床同時形成水體珊瑚礁功能，更有利于孵化、養(yǎng)魚幼魚及其他水生動物，同時能夠躲避天敵的襲擊。平鋪形式的西陣帶織物狀，可以有效的消減底泥污染，抑制底泥內(nèi)源污染物的釋放。懸掛水中放置形式，解決了水體中間層微生物的載體問題。（水體表面好氧菌活躍層、底層厭 氧菌在底泥內(nèi)部活躍，水體中間因缺乏微生物載體而使得微生物活性受到影響）。安裝設(shè)置容易結(jié)合景觀文化設(shè)計(jì)，可利用生物浮島等配合進(jìn)行景觀的綠化與文化內(nèi)涵的結(jié)合

（5）高度的生物親和性

碳素纖維生態(tài)草經(jīng)太陽光等射線照射后發(fā)出聲波，其波段與微生物感知波段吻合并形成呼應(yīng)，促使微生物迅速聚集在炭纖維周圍。其發(fā)出的聲波一方面激活微生物，提高微生物膜的活性，促進(jìn)污染物分解速度；另一方面，通過聲波吸引魚蝦貝類聚集在其周圍，形成具有生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者的完整生態(tài)鏈。同時碳素纖維柔軟且表面形成黏著性的生物膜，是魚、蝦、貝類等水生生物優(yōu)良的產(chǎn)卵、生息的繁殖場所，經(jīng)過科學(xué)實(shí)驗(yàn)觀察，其生物卵床功能甚至優(yōu)于真實(shí)水草。

（6）凈化污水效率高材料性能優(yōu)異

① 碳素纖維生態(tài)草依靠其巨大的表面積和生物接觸面積快速吸附水中的污濁物質(zhì)，同時吸引水中的好碳素菌、高效聚磷菌等微生物聚集在材料表面加快初期粘合。

② 碳素纖維材料具有良好的彈性，能夠隨著水體的流動而自然搖擺，進(jìn)而提高凈水作用效率。

③ 碳素纖維強(qiáng)度高、超輕、耐腐蝕、耐高溫、水中不溶解，使用壽命長、維護(hù)費(fèi)用低。具有高環(huán)境安全性與生態(tài)親和性。不存在物種侵害之憂。