最新治水利器——仿生携氧材料的应用

 

1、技术原理

自然界中携氧现象不少，比如动物体内的血红蛋白能够快速结合氧分子，血液中的氧饱和度大约是水的20倍；水黾的腿部和热带蜥蜴（Anolis aquaticus）的头部也能够携氧，以备在缺氧时使用。仿生携氧材料是根据血红蛋白的载氧机理而设计制成的一种新型材料，具有亲氧、耐紫外线、耐氧化、耐微生物分解等优良性质。

2、技术应用范围

1）污水净化

仿生携氧材料可以广泛应用于城市污水处理、地表水净化、水产养殖、畜禽废水处理、食品污水处理。由于采用本工艺建设的中小型污水处理厂可以全部建于地下，不影响周围环境。因此，特别适用于多山平地少、建设用地紧张的农村、乡镇、风景旅游区等的污水处理工程。

目前，污水净化的主要瓶颈是氧气的利用率较低，曝气费用占了这个费用的60%以上，采用仿生携氧技术，氧气的利用率比传统方法可以提高2-3倍，可以大大节省曝气所需的能源，达到节能与高效的目的。应用案例：

应用单位	污水种类	污水规模
北京平谷绿色原野养殖场	养殖污水	50立方/日
北京房山种畜场	养殖污水	60立方/日
河北中宝牧业公司	奶牛污水	150立方/日
重庆璧山渝新家园	生活污水	600立方/日
重庆长寿石溪污水处理厂	生活污水	1200立方/日
甘肃汇能药业公司	发酵污水	600立方/日

2）促进黒臭水体生态修复

携氧材料可以暂时储存藻类、水生植物在有阳光时进行光合作用释放的氧气，在没有阳光时则可以将氧气释放到水中，从而提高水体中的氧气含量，促进水体的自净能力，实现水体生态修复。应用案例：

应用单位	水体性质	面积
湖北宜都市人民公园	城市景观水体	70亩
北京稻香湖酒店	旅店景观水体	80亩
河北宜都贵子湖	乡村景观水体	200亩

 

3）高效潜流植物湿地

植物湿地已广泛用于微污染污水额治理，缺点是容易发生堵塞短路，同时对高浓度有机污水的适应性较差。将携氧材料用于湿地的栽培基质，可以克服上述缺点，大大提升湿地的应用范围和应用效果。应用案例：

应用单位	污水种类	规模
北京平谷绿色原野养殖场	养殖污水（处理后尾水）	50立方/日
重庆彭水新田污水处理厂	乡镇污水	700if/日
重庆彩云湖公园	城市污水	2000立方/日

 

4）水产养殖

保障水体的溶氧量是水产养殖的重要保障，溶氧量不仅是鱼的生存需要，也是水体净化、水体生态循环的先决条件。利用携氧材料为基础研发的“箱式养鱼”可以将鱼虾的养殖密度提高10-15倍。

应用单位	养殖品种	规模
河北乐亭海生养殖公司	南美白对虾	20000平米
湖北宜都茂源生态养殖公司	长江肥团鱼	8个水箱

 

5）微生物发酵

在微生物的液体和固体培养基中加入携氧材料本材料，能够加大提高需氧微生物的发酵效率。提高效果可以达到数十倍至数百倍。这将对发酵相关的抗生素、维生素、生物农药、酶制剂、活菌制剂、食品酿造等行业的技术升级具有重要价值。微生物发酵目前仅限于实验室研究，尚未推广应用。

此外，由于携氧材料也能够促进臭氧在水中的溶解，因此在目前臭氧应用的消毒灭菌、污水脱色、高级氧化、农产品农药残留清洗、土壤有害微生物控制等领域亦有潜在应用价值。

 

（作者：秦泽荣）