微生物镜检照片（×400 ）
填料的电镜扫描照片 （×600）
（×3500）
关键技术六：微纳米曝气
旋回式气液混合型微纳米气泡发生技术
测定结果：本装置生成的微纳米气泡水中90%以 上的气泡直径分布在40微米以内，均值30微米
关键技术六：微纳米曝气
微纳米气泡
一般气泡(mm、cm级)水中形态
①微纳米气泡：指在发生时，直径在1～50微米 的气泡为微米气泡，直径1微米以下的气泡为纳 米级气泡，两者统称为微纳米气泡。
根系净化系统 防渗膜
人工介质 原地质土层
液位控制器 出水管道
用于人工湿地中的天然填料又称基质一般由土壤、细沙、粗沙、砾石、碎瓦片或灰渣等构成。 基质在为植物和微生物提供生长介质的同时，通过沉淀、过滤和吸附等作用直接去除污染物。
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关键技术三：强化人工湿地技术
两级串联生态床人工湿地
关键技术三：强化人工湿地技术
关键技术一：碳纤维材料
碳纤维材料特点
①材料比表面积大；②音波效应特性；③生物亲和性好，生物易附着性，充氧效率高；④稳定性 强，填料能抗酸、抗碱、耐氧化，不易老化，无二次污染，长期持续性消减污染物的能力；⑤质 轻、机械强度大和寿命长；⑥安装方便，施工期短,无维护和运行费用。
关键技术二：碳纤维双层平板膜技术
浮力F = ρgV (ρ: 流体密度，g: 重力加速度，V：排开水体积 ） 19
含有大量微纳米气泡的水被称为微纳米气泡机 能水，通常外观表现为乳白色。
微纳米气泡（μm、ｎm级)水中形态
形状复杂、非球状。ห้องสมุดไป่ตู้上升过程中伴随分裂 现象，并附带产生更 小气泡
形状球状。 上升过程中伴随收缩、 溶解消失现象
关键技术六：微纳米曝气
• 微纳米气泡的特性
• 上升速度慢 • 自我增压溶解 • 比表面积超大 • 表面电荷富集
湿地防渗、基质、腐殖、水生植物和水体等层次结构稳定性与预处理、床 体、布水、根系和集水等系统结构动力学协同性。
强化基质填料-水生植物-根区微生物净化过程，包括其厌氧、兼性和好 氧三种净化及沉积、过滤、吸附、降解转化、硝化和反硝化作用。
关键技术三：强化人工湿地技术
预处理系统
湿地植物（芦苇）
布水系统
集水系统
关键技术一：碳纤维材料
生物亲和性
生 物 膜 结 构
新型生物碳纤维材料
微生物主要以生物膜的状态附着在固体填料上，污 染物去除主要靠生物膜的作用来完成。随着有机物的降 解，微生物不断增殖，生物膜厚度不断增加，到一定程 度后，在氧不能透入的内侧就形成了厌氧层。当厌氧层 厚度增加到一定程度 ，老化的生物膜脱落后，载体上重 新生成新的生物膜，不断更新、脱落。这种新陈代谢作 用多是局部进行的，但整个装置的处理效果是基本稳定 的。
两级串联生态床人工湿地
关键技术四：碳纤维生态浮岛技术
生态浮岛技术是一项重要的水质修复技术，已成功地应用在湖泊、河流的生态 修复、生态整治工程中。
关键技术五：微生物挂膜菌剂
碳纤维微生物挂膜菌剂BABRC-1含有异养硝化细菌，好氧反硝化细菌，芽孢杆 菌和光合细菌，能够同时处理污染水体中的有机物、氨氮及亚硝氮，并能显著提 高碳纤维生物膜反应器的挂膜效率和污染物去除率，用于碳纤维水处理可以提高 过滤系统挂膜效率，改善水体环境，降低生产成本。该产品是卓越的活性微生物 和酶的混合体，包括杆菌等多种微生物以及脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶等生物酶。 在使用过程中，可以迅速分解有机物质，并且能够衍生出更多的有用的菌种，减 少病原菌和寄生虫的生成。用于碳纤维水处理，可以改善水产养殖的生长环境， 降低产品的生产成本。
碳纤维种类很多。生物碳纤维是其中之一，它分为高强度生物碳纤维和生物活性碳纤维材料 两类，具有极高的吸附性与生物亲和性，是良好的微生物挂膜填料，在生物法污水处理领域具有 明显的竞争优势。
关键技术一：碳纤维材料
生态碳纤维复合材料(专利号：201110425425.3 )
该填料由丙纶纤维网眼布缠绕在生物活性碳纤维上形成生态碳纤维复合材料，在使用过程中，微生物挂膜快、 生物膜易脱落，抗碱、耐老化、不受水流影响，使用寿命长，产品耐生物降解，剩余污泥极少，安装方便。生态 碳纤维是环境友好型生物碳纤维，对整体生态环境具有维护和保养作用，生态碳纤维与周围环境具有很好的相容 性，对环境没有任何破坏作用，对整个生态环境具有保护作用，实现对环境的零负荷与完全的生物安全。
河湖水污染治理技术及工程案例
王晓慧 北京化工大学
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关键技术一：碳纤维材料
碳纤维材料
碳素纤维是一类以人造纤维或有机纤维为前驱体，经过1000℃以上高温处理制得碳含量在 90%以上的无机纤维。碳素纤维又称碳纤维（Carbon Fiber，简称CF）。在国际上被誉为“黑 色黄金” ，它继石器和钢铁等金属后称之为“第三代材料”，具有极高的强度，且超轻、耐高 温高压、耐摩擦、耐腐蚀及导电、导热等特点。
关键技术一：碳纤维材料
高强度生物纤维草 （专利号：201110425930.8 ）
在污水处理过程中，碳纤维表面官能团的结构和组成与对污染物的吸附以及生物膜的负载密切相关，通过 调整表面修饰方法和工艺参数，工程中心自主研发并制备出润湿性好和微生物相容性高的生物碳纤维，即高强度 生物碳纤维。该材料相比于生物碳纤维材料而言，具有更好的亲水性、生物相容性以及吸附性，是良好的微生物 挂膜填料，在生物法污水处理领域具有明显的竞争优势。
关键技术三：强化人工湿地技术
强 功能强化 化 人
结构强化
工 湿
填料强化
地 技
生物强化
术
过程强化
是指通过对湿地系统的物理作用、化学作用和生化反应的强化，提高湿地 去除污染物的净化功能。
湿地防渗、基质、腐殖、水生植物和水体等层次结构稳定性与预处理、床体、 布水、根系和集水等系统结构动力学协同性。
强化高炉渣、钢渣、无烟煤等13种经验填料与碳纤维生态草等高科技填料 的混合吸附能力。
滤膜滤膜
生物碳纤生维 物碳纤维 衬板
衬板
污
水 清
水
空气
活性污泥
生物碳纤维平板膜错流过滤模型
碳纤维双层平板膜技术(专利号：201110425821.6)
关键技术二：碳纤维双层平板膜技术
四种不同规格的膜片材料
关键技术二：碳纤维双层平板膜技术
核心技术之二：碳纤维双层平板膜技术(专利号：201110425821.6)