仿生携氧材料在猪场废水处理上的应用研究

陈少康，罗光建，秦泽荣，李 爽，薛振华，魏荣贵，邢 凯，云 鹏*

（1.北京市畜牧总站，北京 100107；2.北京普仁生态技术有限公司，北京 102299；3.北京农学院动物科学技术学院，北京 102206）

猪场废水处理技术的关键环节在好氧过程，而好氧过程中的关键技术在于曝气，目前采用的曝气方法氧气利用率都较低，传统的机械方法氧气利用率一般不超过30%；纳米微气泡曝气目前效率最高，但随气泡越小成本越高，高压方法可以增加水的溶氧量，但高压条件撤出后，氧气会很快从水中溢出，能源浪费严重。水体的溶氧量受饱和溶氧量的限制，而饱和溶氧量又与温度、压力及水体的成分等因素相关。超饱和溶氧状态在一定条件下存在，但不稳定，很快回到饱和状态这个“平衡点”，这是造成曝气时氧气利用率低的主要原因。

如何提高水中氧气捕获量，如何提高氧气利用率是整个好氧曝气过程研究的热点。仿生携氧材料是受自然界中血红蛋白及水黾、水蜘蛛、热带蜥蜴等体表具有携氧能力的启发，研制而成。仿生携氧材料本质具有亲氧特性，能够瞬间将氧分子结合到材料表面，形成“富氧层”，增大氧与水的接触面积，避免或减少气泡上浮逃逸，提高水中氧气捕获量，进而提高氧分子的利用率，具有传统曝气技术无法比拟的优势。本研究将自主研发的仿生携氧材料应用于好氧曝气过程中，探讨该材料对增加水中氧捕获量、水中氧利用率以及废水处理的效果，以期为猪场提供一种处理效果好、运行成本低以及操作简捷的废水处理新技术。……