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關(guān)于溶解氧（DO）的詳解！
當(dāng)前污水處理中的生物處理大多是采用厭氧與好氧相結(jié)合的處理工藝，溶解氧在實際的廢水生物處理操作中具有舉足輕重的作用，這一指標的不合適或波動過大，會迅速導(dǎo)致活性污泥系統(tǒng)受到?jīng)_擊，進而影響處理效率。因此在實際生化處理工藝中，需嚴格控制溶解氧的含量。
一、溶解氧的概述
溶氧（DO)是溶解氧（Dissolved Oxygen）的簡稱，是表征水溶液中氧的濃度的參數(shù)，是溶解在水中的游離態(tài)氧。
溶解氧的單位為mg/L,用每升水里氧氣的毫克數(shù)表示。水中溶解氧的多少是表征水體自凈能力的一個指標。溶解氧高有利于對水體中各類污染物的降解，從而使水體較快得以凈化；反之，溶解氧低，水體中污染物降解較緩慢。
二、影響溶解氧的因素
水中溶解氧含量受到兩種作用的影響：一種是使DO下降的耗氧作用，包括好氧有機物降解的耗氧，先進代謝耗氧；另一種是使DO增加的復(fù)氧作用，主要有空氣中氧的溶解，曝氣手段等。這兩種作用的相互消長，使水中溶解氧含量呈現(xiàn)出時空變化。
影響水中溶解氧的含量的環(huán)境因素有水溫，氧分壓，鹽度等因素。
1. 水溫
在氧氣分壓，含鹽量一定時，溶解氧的飽和含量隨著水溫的升高而降低。低溫下溶解氧的飽和含量隨溫度的變化更加顯著。
2. 含鹽量
在水溫，氧分壓一定時，水的含鹽量越高，水中溶解氧的飽和含量越小海水的含鹽量比淡水的含鹽量高的多，在相同條件下，溶解氧在海水中的飽和含量比在淡水中要低得多。天然淡水水體內(nèi)含鹽量的變化幅度很小，所以含鹽量對溶解氧的飽和含量影響不大，可以近似以純水中的飽和含量計算。
3. 氧氣的分壓
在水溫含鹽量一定時，水中溶解氧的飽和含鹽量隨著液面上氧氣分壓的增大而增大。
三、溶解氧DO的監(jiān)測
由于溶解氧容易受到空氣中氧氣、溫度、濕度等因素影響，所以常常是運用在線檢測儀器或便攜式溶解氧檢測儀進行現(xiàn)場監(jiān)測。在檢測時，應(yīng)該將整個曝氣池劃分成若干區(qū)域，就整個區(qū)域范圍的溶解氧監(jiān)測值進行統(tǒng)計分析，用以摸清本系統(tǒng)的不同階段和時間點的溶解氧分布，這對后續(xù)系統(tǒng)的整體把握以及活性污泥故障分析非常有益。如果不具備這樣的檢測條件，可以通過監(jiān)測曝氣池出口端的溶解氧作為活性污泥系統(tǒng)對有機物降解進程的終結(jié)果判斷。通常情況下，冬季充氧效果都要明顯優(yōu)于夏季。主要原因是冬季水溫較低，溶解氧的飽和度高，相反，在夏季溶解氧的飽和度低。
溶解氧的測定方法：（膜電極法）
1. 原理
本方法所采用的電極由一小室構(gòu)成，室內(nèi)有兩個金屬電極并充有電解質(zhì)，用選擇性薄膜將小室封閉住。實際上水和可溶解物質(zhì)離子不能透過這層膜，但氧和一定數(shù)量的其他氣體及親水性物質(zhì)可透過這層薄膜。將這種電極浸入水中進行溶解氧測定。
因原電池作用或外加電壓使電極間產(chǎn)生電位差。這種電位差，使金屬離子在陽極進入溶液，而透過膜的氧在陰極還原。由此所產(chǎn)生的電流直接與通過膜與電解質(zhì)液層的氧的傳遞速度成正比，因而該電流與給定溫度下水樣中氧的分壓成正比。因膜的滲透性明顯地隨溫度而變化，所以必須進行溫度補償?？刹捎脭?shù)學(xué)方法（使用計算圖表、計算機程序）；也可使用調(diào)節(jié)裝置；或者利用在電極回路中安裝熱敏元件加以補償。某些儀器還可對不同溫度下氧的溶解度的變化進行補償。
2. 方法的適用范圍
本方法適用于天然水、污水和鹽水，如果用于測定海水或港灣水這類鹽水，須對含鹽量進行校正。
本方法不僅可以用于實驗室內(nèi)測定，還可用于現(xiàn)場測定和自動在線連續(xù)監(jiān)測。
根據(jù)所采用電極的不同類型，可測定氧的濃度（mg/L)，或氧的飽和百分率（％溶解氧），或者二者皆可測定。本方法可測定水中飽和百分率為0％至100％的溶解氧。大多數(shù)儀器能測定高于100％的過飽和值。一般儀器僅適用于溶解氧大于0.1mg/L的水樣測定。
本方法適于測定色度高及混濁的水，還適于測定含鐵及能與碘作用的物質(zhì)的水，而上述物質(zhì)會干擾碘量法測定。一些氣體和蒸氣如氯、二氧化硫、硫化氫、胺、氨、二氧化碳、溴和碘能擴散并通過薄膜，如果上述物質(zhì)存在，會影響被測電流而產(chǎn)生干擾。樣品中存在其他物質(zhì)，會因引起薄膜阻塞、薄膜損壞或電極被腐蝕而干擾被測電流。這些物質(zhì)包括溶劑、油類、硫化物、碳酸鹽和藻類等。
3. 儀器
萊博圖推出的LBT-DO270便攜式溶解氧測試儀，高分辨率的溶解氧測試儀，在廢水，水產(chǎn)養(yǎng)殖和發(fā)酵等各種領(lǐng)域的運用中游刃有余。
產(chǎn)品特點
●全新設(shè)計，握持舒適，方便輕盈，簡易操作。
●65*40mm，超大LCD背光顯示屏。
●IP67防塵防水等級，機身浮水設(shè)計。
●可選擇溶解氧單位：濃度mg/L，飽和度% 。
●一鍵檢視設(shè)定狀態(tài)，包含：電極常數(shù)，斜率，以及儀表的各種設(shè)定狀態(tài)。
●標配Clark極譜溶氧電極
●自動溫度補償，鹽度/大氣壓力輸入后自動補償。
●HOLD讀值鎖定功能
●溫度偏移調(diào)整
●256組量測數(shù)值存儲功能
●兩節(jié)1.5V AAA電池，超長電池使用壽命。
●配置CP337操作臺便攜包
技術(shù)規(guī)格
| 百分比飽和度 | 測量范圍 | 0.0%~400.0% |
| 分辨率 | 0.1% | |
| 準確度 | ±0.2% F.S. | |
| 氧濃度 | 測量范圍 | 0.00 mg/L~40.00 mg/L |
| 分辨率 | 0.01 mg/L | |
| 準確度 | ±0.2% F.S. | |
| 溫度 | 測量范圍 | 補償時：0.0 °C~50.0 °C 測量時：0.0 °C~50.0 °C |
| 分辨率 | 0.1 °C | |
| 準確度 | ±0.2 °C | |
| 大氣壓力 | 設(shè)置范圍 | 600 mbar~1400 mbar |
| 設(shè)置分度 | 1 mbar | |
| 默認值 | 1013 mbar | |
| 鹽度 | 設(shè)置范圍 | 0.0 g/L~40.0 g/L |
| 設(shè)置分度 | 0.1 g/L | |
| 默認值 | 0.0 g/L | |
| 電源 | 供電電源 | 2*7 AAA batteries |
| 電池壽命 | >500 hrs | |
| 其它 | 屏幕 | 65*40 mm多行液晶背光屏幕 |
| 保護等級 | IP67 | |
| 自動關(guān)機 | 10分鐘（可選） | |
| 使用環(huán)境 | -5°C～60 °C；相對濕度 <90% | |
| 資料存儲 | 256組數(shù)據(jù) | |
| 尺寸 | 94*190*35mm (W*L*H) | |
| 重量 | 250g |
配套電極
| 電極型號 | CS4051 |
| 范圍 | 0-40 mg/L |
| 溫度 | 0 - 60 °C |
| 壓力 | 0-4 bar |
| 溫度傳感器 | NTC10K |
| 反應(yīng)時間 | < 60 s (95%，25 °C) |
| 穩(wěn)定時間 | 15 - 20 min |
| 零點漂移 | <0.5% |
| 流速限制 | > 0.05 m/s |
| 殘余電流 | < 2% 在空氣中 |
| 殼體 | SS316L, POM |
| 尺寸 | 130mm, Φ12mm |
| 膜頭 | 可更換PTFE膜蓋 |
| 電解液 | 極譜式 |
| 接頭 | 6-pin |
4.試劑
①無水亞硫酸鈉（Na2SO3）或七水合亞硫酸鈉（Na2SO3·7H2O)。
②二價鉆鹽，例如六水合氯化鈷（II）(COC12·6H2O)。
5.步驟
使用測量儀器時，應(yīng)遵照制造廠的說明書正確調(diào)整和測量，一般儀器的使用和校正步驟如下：
（1)測量技術(shù)和注意事項
①不得用手觸摸膜的活性表面。
②在更換電解質(zhì)和膜之后，或當(dāng)膜干燥時，都要使膜濕潤，只有在讀數(shù)穩(wěn)定后，才能進行校準，見下述（2)。所需時間取決于電解質(zhì)中溶解氧消耗所需要的時間。
③當(dāng)將電極浸入樣品中時，應(yīng)保證沒有空氣泡截留在膜上。
④樣品接觸電極的膜時，應(yīng)保持一定的流速，以防止與膜接觸的瞬間將該部位樣品中的溶解氧耗盡，而出現(xiàn)虛假的讀數(shù)。應(yīng)保證樣品的流速不致使讀數(shù)發(fā)生波動，在這方面要參照儀器制造廠家的說明。
⑤對于分散樣品，測定容器應(yīng)能密封以隔絕空氣并帶有攪拌器（例如電磁攪拌棒）。將樣品充滿容器至溢流，密閉后進行測量。調(diào)整攪拌速度使讀數(shù)達到平衡后保持穩(wěn)定，并不得夾帶空氣。
⑥對流動樣品，例如河道，要檢驗是否可保證有足夠的流速。如不夠，則需在水樣中往復(fù)移動電極，或者取出分散樣品按上段敘述的方法測定。
(2）校準
校準步驟在下述①至③中敘述，但必須參照儀器制造廠家的說明書。
①調(diào)節(jié)：調(diào)整儀器的電零點，有些儀器有補償零點，則不必調(diào)整。
②檢驗零點：檢驗零點（如需調(diào)整零點）時，可將電極浸入每升已加入1g亞硫酸鈉和約lmg鈷鹽（II）的蒸餾水中，進行校零。10min內(nèi)應(yīng)得到穩(wěn)定讀數(shù)。
③接近飽和值的校準：在一定溫度下，向水中曝氣，使水中氧的含量達到飽和或接近飽和。在這個溫度下保持15min再測定溶解氧的濃度，例如用碘量法測定。
④調(diào)整儀器：將電極浸沒在瓶內(nèi)，瓶中*充滿按上述步驟制備并標定好的樣品。讓探頭在攪拌的溶液中穩(wěn)定10min以后（有的儀器只需約2min )。如果必要，調(diào)節(jié)儀器讀數(shù)至樣品已知的氧濃度。當(dāng)儀器不能再校準，或儀器響應(yīng)變得不穩(wěn)定或較低時（見廠家說明書），應(yīng)更換電解質(zhì)或（和）膜。
(3）測定
按照廠家說明書對水樣進行測定。在電極浸入樣品后，使停留足夠的時間，待電極與待測水溫一致并使讀數(shù)穩(wěn)定。由于所用儀器型號不同及對結(jié)果的要求不同，必要時要檢驗水溫和大氣壓力。
(4）結(jié)果的表示
溶解氧的濃度（mg/L):溶解氧的濃度以每升中氧的毫克數(shù)表示，取值到小數(shù)點后第1位。當(dāng)測量樣品時的溫度不同于校準儀器時的溫度，應(yīng)對儀器讀數(shù)給予相應(yīng)校正。有些儀器可以自動進行補償。該校正考慮到了在兩種不同溫度下溶解氧濃度的差值。要計算溶解氧的實際值，需將測定溫度下所得讀數(shù)乘以下列比值（Cm / Ce ), Cm為測定溫度下的溶解氧濃度；Ce為校準溫度下的溶解氧濃度。
四、溶解氧和其他控制指標的關(guān)系
1. 溶解氧與原水成分的關(guān)系
溶解氧和原水成分的關(guān)系，重點是原水成分中有機物含量和溶解氧的關(guān)系。具體表現(xiàn)在原水中有機物含量越多，微生物為代謝分解這些有機物所需消耗的溶解氧就越多，相反就越少了。所以在控制曝氣的時候，要注意水量和廢水中有機物的含量相匹配。
當(dāng)進水量是平時的1.5倍時，若不調(diào)整曝氣量的話，會出現(xiàn)曝氣池出水溶解氧過低，有時甚至?xí)陀?.5mg/L，不利于活性污泥發(fā)揮高效率處理效果。如果進水流量沒有增加，但是廢水中有機物濃度過高時，同樣也會出現(xiàn)對溶解氧需求增大，繼而出現(xiàn)曝氣池出水溶解氧過低的現(xiàn)象。原水中一些特殊成分的存在，同樣也會影響充氧效果。比如水中洗滌劑的存在、使得曝氣池液面存在隔絕大氣的隔離層，進而影響曝氣效果的提升。
2. 溶解氧與活性污泥濃度的關(guān)系
溶解氧和活性污泥濃度的關(guān)系還是比較密切的，通常看到的是高活性污泥濃度對溶解氧的需求明顯高于低活性污泥濃度對溶解氧的需求。所以，要達到去除污染物，并達到排放濃度的情況下，要盡量降低活性污泥的濃度，這對降低曝氣量、減少電力消耗是非常有利的。
同時，在低活性污泥濃度情況下，需注意不要過度曝氣，以免出現(xiàn)溶解氧過高，對僅有的活性污泥出現(xiàn)過度氧化現(xiàn)象，這樣對二沉池的出水不利。
通常可以看到二沉池出水中夾雜較多的未沉降顆粒流出，這就是被氧化的活性污泥解體后分解在出水中的緣故。同樣高活性污泥濃度對溶解氧的需求是很高的，不能不加控制的將活性污泥濃度一直升高，這樣會出現(xiàn)供氧跟不上而出現(xiàn)缺氧現(xiàn)象，自然，活性污泥的處理效果也就受到抑制了。
3. 溶解氧與活性污泥沉降比的關(guān)系
溶解氧和活性污泥沉降比的關(guān)系，可以理解為溶解氧對活性污泥沉降性的影響。主要會出現(xiàn)以下2種情況：
過度曝氣容易使細小的空氣氣泡附著在活性污泥的菌膠團上，導(dǎo)致活性污泥上浮到液面而產(chǎn)生浮渣。
活性污泥的壓縮性變差，特別是活性污泥發(fā)生絲狀菌膨脹的時候，更加容易導(dǎo)致曝氣的細小氣泡附著在菌膠團上，繼而導(dǎo)致液面產(chǎn)生大量浮渣。
五、溶解氧的控制依據(jù)及優(yōu)化
主要依據(jù)：原水水質(zhì)(有機物、氮、磷）、活性污泥的濃度、污泥沉降比、pH、溫度、食微比（F/M)等進行控制。
當(dāng)然，書面上給的理論值：一般好氧條件下溶解氧濃度為≥2.0 mg/L,厭氧條件下溶解氧濃度為≤0.2 mg/L,缺氧條件下溶解氧濃度為0.2-0.5 mg/L。具體還是要根據(jù)實際情況來把握。
1. 原水水質(zhì)
一般原水中有機物含量越多，微生物分解代謝的耗氧量越多，以及硝化反應(yīng)等對溶解氧的需求，所以控制溶解氧時要注意進水水量的變化和進水中有機物的含量。
2. 活性污泥濃度
在達到去除污染物、并到達排放濃度的情況下要盡量的降低活性污泥的濃度，這對于降低曝氣量、減少電力消耗非常有利。同時，在低活性污泥濃度情況下，更要注意不要過度曝氣，否則會出現(xiàn)污泥膨脹，使得出水混濁；當(dāng)然，高的活性污泥濃度需要較高的溶解氧，否則會出現(xiàn)缺氧現(xiàn)象，使得污水處理效果受到抑制。
3. 污泥沉降比
過度的曝氣會使細小的起泡附著在活性污泥的菌膠團上，導(dǎo)致活性污泥上浮到液面，使得污泥沉降性能變差。在實際操作中應(yīng)該注意這個問題，特別是發(fā)生污泥絲狀膨脹時候，更容易導(dǎo)致曝氣的細小氣泡附著在菌膠團上，繼而導(dǎo)致液面出現(xiàn)大量浮渣。
4. 溫度
不同溫度下，污水中的溶解氧濃度不同，會對活性污泥濃度及微生物等產(chǎn)生影響。低溫、高溫都會影響水中溶解氧和微生物活性，使得污水處理效率低下。對于北方的低溫，通常是建立地下或半地下室或室內(nèi)處理；對于高溫天氣，則是通過調(diào)節(jié)池來調(diào)節(jié)池內(nèi)溫度進而提高處理效率。
5. 食微比（F/M)
食微比越高，越低，需氧量相對就越高，這可以知道我們在水處理過程中通過食微比值來達到節(jié)能的目的，即在保證處理效果的前提下，盡量提高食微比，以避免不必要的曝氣消耗。
六、厭氧與缺氧池的DO控制
厭氧菌代謝不需要氧氣，可以說氧氣對他們是有毒物質(zhì)，因此要求系統(tǒng)內(nèi)溶解氧等于零；缺氧反應(yīng)是兼性菌參與的生化反應(yīng)，兼性菌是可以在好氧也可以在缺氧的情況下反應(yīng)，為了反硝化的進行要求系統(tǒng)的溶解氧在0.5mg/L以下，一般小于0.2mg/L就稱為厭氧段，大于0.2mg/L小于0.5mg/L稱為缺氧段。
為減少厭氧或者缺氧池DO含量可以從一下幾個方面做工作。
1. 進水
污水一般溶解氧很少，但是如果經(jīng)過曝氣沉砂池或進水前有跌落充氧就要考慮控制減少氣量或減少落差，以減少充氧。
2. 回流污泥
沉淀池進水的溶解氧夠用就好，只要沉淀池不發(fā)生反硝化就好，太多的溶解氧會使回流污泥溶解氧過高。
3. 內(nèi)回流
AO/AAO都設(shè)計有內(nèi)回流，可以通過控制內(nèi)回流泵附近的曝氣使曝氣池這一段氣量少于其他段，則內(nèi)回流帶回去的溶解氧也會較少。