生態碳纖維在水污染治理中的吸附及掛膜性能運用

周揚

【摘? 要】近些年來，水污染問題變得非常的嚴重，實施水處理工作迫在眉睫。而碳纖維屬于一種吸附性能比較強的材料，在污水處理的過程中具備非常良好的應用效果。本篇文章主要對碳纖維在水污染治理中的吸附及掛膜性能運用進行簡單的介紹，希望可以給大家帶去一些啟發。

【關鍵詞】生態;炭纖維;治理

引言

河流富營養化一直在持續的加深，污水處理的難度變得非常大，對水處理技術也提出了比較高的要求。特別是一些低污染的水，由于水質的穩定性比較差，水量比較大，污染濃度非常低。利用傳統化的水處理方法不能使得它們得到良好的處理。因此，尋找更有效的治理方法是非常必要的。而碳纖維材料屬于一種新型材料，其具備高吸附性以及掛膜性能，在水處理的應用當中存在比較顯著的成果。

1.水污染因素

1.1不合理使用農藥以及化肥

近些年來，我國的城市化進程一直在加快，大量土地被占用，進而使得我國的耕地面積大大的縮減。為了進一步增加耕地的產量并降低農作物病蟲害的出現，農業生產當中利用了大量的農藥以及化肥。盡管在一定程度上，農產品的需求以及我國人口的快速增長之間相適應，但是卻導致土地以及飲用水源出現嚴重污染的情況。在農藥的使用當中，由于我國非常多的農民都具備較低的素質，對農藥過量使用或使用不當，最終出現高毒性農藥使用的情況。使用農藥的過程中，通常需要利用水源。一些農民常常會利用附近的河流，或者在湖邊配置一些藥水。由于農民的存在非常低的環保意識，他們常常在河湖邊丟棄一些農藥袋或者農藥瓶，造成農藥殘留流入到河湖當中，對飲用水造成非常大的威脅。在化學肥料的利用中，為了使得農作物增產，非常多的農民使用過量的氮以及磷肥，這些肥料會使得土壤酸化，并且會在滲入的過程中進入地下水或者沖入河流以及湖泊，對飲用水源造成較大威脅。

1.2畜牧以及水產養殖造成的污染

我國經濟一直在持續的發展，農村畜牧養殖業得到迅速發展。由于受到條件以及技術的限制，農民一般都存在較低的環保意識，水生魚的糞便以及飼料等隨意的放置，這些牲畜的糞便當中一般都含有非常多的大腸桿菌，寄生蟲卵以及其他的一些微生物，水產養殖飼料當中也包含非常多的碳以及磷成分，使得飲用水資源出現富營養化的現象。

1.3生活污染

我國農村地區的污水處理以及垃圾處理等公共基礎設施非常的缺乏，農村人民存在較低的環境保護意識，最終使得生活污水以及垃圾隨意堆積。按照有關資料調查，農村地區當中的廁所，垃圾場以及畜牧場等距離河流以非常近。如果下雨，這些被雨水沖刷的污染水源將會滲入到河流當中，從而造成飲用水遭受嚴重的污染。

2.碳纖維的性能及其對水處理的意義

碳纖維屬于一種新型的纖維材料，碳含量大于95%。具備高模量，耐高溫（可以在2000℃的環境當中使用），高強度、高導熱性以及耐化學腐蝕（不會遭受強酸，有機溶劑以及強堿的腐蝕）等特點。其存在較小的熱膨脹系數以及摩擦系數。與此同時，碳纖維還存在良好的吸附以及掛膜性能。因此，碳纖維在對水實施處理時，可以很好的吸附污水當中存在的氮，重金屬以及其他的一些大分子物質等，可以有效的對水中活性污泥的形成起到促進作用，使得污水中的有機物得到降低，最終使得水達到凈化的效果。碳纖維可以使得傳統水處理工藝當中的一些難題得到輕松的解決，在水處理工作當中具備非常顯著的成績。

3.碳纖維污水凈化技術及設備的特點以及優勢

主要可以在這些方面體現：①生物碳纖維屬于環保性的材料，填料的污水凈??化性能已經逐漸的達到了國際領先水平。其屬于技術領先的填料，普通的活性炭纖維在性能以及成本方面都是非常優越的，因此生態碳纖維的使用是比較廣泛的;②碳纖維污水處理設備以及技術在各個污水處理領域進行應用的過程中，可以發現其存在良好的節能減排作用;③該應用不僅可以使得污水實現循環利用，而且大大的提升了企業廢水排放的標準水平，為我國的污水循環利用提供堅實的技術支持，對于我國的污水控制以及減排起到很大的促進作用，保障我國在發展當中具備可持續性，應用前景非常良好;④由于碳纖維材料的穩定性良好，重量比較輕，機械強度非常高，安裝以及維護比較的方便，壽命長，單位能耗比較低以及價格低等優點，在使用的過程中可以節省投資以及運行成本，因此將會獲得較大的經濟效益;⑤該技術不僅可以在水產品養殖池塘凈化當中應用，還可以在養豬場廢水凈化，石化廢水凈化，生活污水處理廠升級，江湖微污染水體，制藥廢水凈化中進行應用，因此其應用范圍是非常廣泛的。

4.碳纖維在水處理中的應用

4.1在飲用水凈化當中的應用

飲用水的凈化主要指的是利用吸附水當中的大分子物質，進而使得水的毒性得到降低。這些物質不僅會對于飲用水的純度造成影響，還會嚴重的危害人體的健康。使用傳統化的水處理工藝，比如粗?；钚蕴繉λM行凈化，其凈化效果非常差，對于某些有機物的去除也不是非常的理想。碳纖維具備大的表面積以及孔隙面積，吸附能力以及掛膜性能非常良好，可以使得水中的大分子物質輕易的去除。與此同時，碳纖維材料表面含有羥基以及氧官能團等物質，可以使得水中的二氯乙酸，鹵代乙酸以及三氯乙酸等有機物得到有效的吸附，進而使得水污染程度大大的降低。

4.2在處理工業廢水中的應用

工業廢水的處理主要指的是對水中重金屬以及有機染料實施吸附處理。到目前為止，碳纖維在工業廢水當中的應用包含非常多的方面，比如：化學，印刷，制藥以及造紙等。在印染廢水凈化的過程當中，碳纖維主要使用物理吸附的功能。其對有機染料的具體吸附能力與物理環境存在非常大的關系。因此，選擇合適的溫度，可以使得吸附能力大大的提升。在造紙廢水的處理當中，其吸附能力將會遭受污染物濃度的具體影響。如果污染物（COD）濃度大致屬于1000mg/L時，那么其就會存在較高的吸附能力。關于不同的材料，選擇的溫度也存在不同性。比如：在有機染料的實際吸附當中，如果溫度升高，那么其吸附容量也會大大的增加;在對苯酚進行吸附的過程當中，其吸附能力會在溫度升高的過程中出現降低的情況。除此之外，碳纖維對重金屬也存在一定的吸附能力。通過一些研究發現，利用聚丙烯腈基碳纖維可以對于水中的銅以及鉛離子進行很好的吸收，不僅可以使得水進一步凈化，還可以使得重金屬得到回收。

4.3在富營養化水處理當中的應用

富營養化水主要指的是水中含有非常多的氮，鉀，磷以及其他的一些元素，從而造成藻類大量的繁殖，使得生態平衡被嚴重的破壞。把碳纖維在營養豐富的水中進行應用，碳纖維可以使得水中含有NH4+-N，TP以及COD得到有效的去除，關于藻類植物的繁殖也會得到大大的限制，并使得水中有機物的出現大大的降低?？梢栽谵r場廢水處理當中進行使用，效果非常良好。

5.結束語

總之，新材料碳纖維在水處理當中的使用是非常廣泛的，主要包含：飲用水凈化處理，營養水處理以及工業廢水處理等，并且在這些方面取得了非常良好的效果，為水污染處理作出了很大的貢獻。因此我們一定要強化對碳纖維材料的具體分析，通過對碳纖維的持續性以及深入性的研究，使其在水處理當中的應用效果大大的提升。

參考文獻

[1]杜娟娟，李元.生態碳纖維在水污染治理中的吸附及掛膜性能研究[J].國際沙棘研究與開發，2019，000（008）：48-51.

[2]諶莉莎.活性炭纖維吸附性能及其在水產養殖水體的處理研究[D].北京化工大學，2017.

[3]姜祁.碳纖維表面性能與好氧生物膜關聯性研究[D].2015.