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如何控制好溶解氧（DO）？
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(shí)際的廢水生物處理操作中具有舉足輕重的作用，這一指標(biāo)的不合適或波動(dòng)過大，會(huì)迅速導(dǎo)致活性污泥系統(tǒng)受到?jīng)_擊，進(jìn)而影響處理效率。因此在實(shí)際生化處理工藝中，需嚴(yán)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(gè)指標(biāo)。溶解氧高有利于對(duì)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(jī)物降解的耗氧，先進(jìn)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(shí)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(shí)，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(shí)，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(duì)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(jì)算。
3. 氧氣的分壓
在水溫含鹽量一定時(shí)，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(yùn)用在線檢測儀器或便攜式溶解氧檢測儀進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測。在檢測時(shí)，應(yīng)該將整個(gè)曝氣池劃分成若干區(qū)域，就整個(gè)區(qū)域范圍的溶解氧監(jiān)測值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用以摸清本系統(tǒng)的不同階段和時(shí)間點(diǎn)的溶解氧分布，這對(duì)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(duì)有機(jī)物降解進(jìn)程的最終結(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：（碘量法）
1. 原理
水樣中加入硫酸錳和堿性碘化鉀，水中溶解氧將低價(jià)錳氧化成高價(jià)錳，生成四價(jià)錳的氫氧化物棕色沉淀。加酸后，氫氧化物沉淀溶解，并與碘離子反應(yīng)而釋放出游離碘。以淀粉為指示劑，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定釋放出的碘，據(jù)滴定溶液消耗量計(jì)算溶解氧含量。
2. 試劑
硫酸錳溶液:稱取480g硫酸錳(MnSO4·4H2O)溶于水，用水稀釋至1000mL。此溶液加至酸化過的碘化鉀溶液中，遇淀粉不得產(chǎn)生藍(lán)色。
堿性碘化鉀溶液:稱取500g氫氧化鈉溶解于300-400mL水中;另稱取150g碘化鉀溶于200mL水中，待氫氧化鈉溶液冷卻后，將兩溶液合并，混勻，用水稀釋至1000mL。如有沉淀，則放置過夜后，傾出上層清液，貯于棕色瓶中，用橡皮塞塞緊，避光保存。此溶液酸化后，遇淀粉應(yīng)不呈藍(lán)色。
1+5硫酸溶液。
1%(m/V)淀粉溶液:稱取1g可溶性淀粉，用少量水調(diào)成糊狀，再用剛煮沸的水稀釋至100mL。冷卻后，加入0.1g水楊酸或0.4g氯化鋅防腐。
0.02500mol/L(1/6K2Cr2O7)重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液:稱取于105-110烘干2h，并冷卻的重鉻酸鉀1.2258g，溶于水，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻。
硫代硫酸鈉溶液:稱取3.2g硫代硫酸鈉(Na2S2O3·5H2O)溶于煮沸放冷的水中，加0.2g碳酸鈉，用水稀釋至1000mL，貯于棕色瓶中，使用前用0.02500mol/L重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定。
硫酸，ρ=1.84。
3. 測定步驟
溶解氧的固定:用吸液管插入溶解氧瓶的液面下，加入1mL硫酸錳溶液，2mL堿性碘化鉀溶液，蓋好瓶塞，顛倒混合數(shù)次，靜置。一般在取樣現(xiàn)場固定。
打開瓶塞，立即用吸管插入液面下加入2.0mL硫酸。蓋好瓶塞，顛倒混合搖勻，至沉淀物全部溶解，放于暗處靜置5min
吸取100.00mL上述溶液于250mL錐形瓶中，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈淡黃色，加入1mL淀粉溶液，繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛好退去，記錄硫代硫酸鈉溶液用量。
4. 計(jì)算
溶解氧(O2，mg/L)=M*V*8000/100
式中:
M--硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(mol/L);
V--滴定消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積(mL)。
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(diǎn)是原水成分中有機(jī)物含量和溶解氧的關(guān)系。具體表現(xiàn)在原水中有機(jī)物含量越多，微生物為代謝分解這些有機(jī)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(shí)候，要注意水量和廢水中有機(jī)物的含量相匹配。
當(dāng)進(jìn)水量是平時(shí)的1.5倍時(shí)，若不調(diào)整曝氣量的話，會(huì)出現(xiàn)曝氣池出水溶解氧過低，有時(shí)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(jìn)水流量沒有增加，但是廢水中有機(jī)物濃度過高時(shí)，同樣也會(huì)出現(xiàn)對(duì)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(huì)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(jìn)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?？吹降氖歉呋钚晕勰酀舛葘?duì)溶解氧的需求明顯高于低活性污泥濃度對(duì)溶解氧的需求。所以，要達(dá)到去除污染物，并達(dá)到排放濃度的情況下，要盡量降低活性污泥的濃度，這對(duì)降低曝氣量、減少電力消耗是非常有利的。
同時(shí)，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(duì)僅有的活性污泥出現(xiàn)過度氧化現(xiàn)象，這樣對(duì)二沉池的出水不利。
通?？梢钥吹蕉脸爻鏊袏A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(duì)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(huì)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(duì)活性污泥沉降性的影響。主要會(huì)出現(xiàn)以下2種情況：
過度曝氣容易使細(xì)小的空氣氣泡附著在活性污泥的菌膠團(tuán)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(shí)候，更加容易導(dǎo)致曝氣的細(xì)小氣泡附著在菌膠團(tuán)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(jī)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(jìn)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(shí)際情況來把握。
1. 原水水質(zhì)
一般原水中有機(jī)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(duì)溶解氧的需求，所以控制溶解氧時(shí)要注意進(jìn)水水量的變化和進(jìn)水中有機(jī)物的含量。
2. 活性污泥濃度
在達(dá)到去除污染物、并到達(dá)排放濃度的情況下要盡量的降低活性污泥的濃度，這對(duì)于降低曝氣量、減少電力消耗非常有利。同時(shí)，在低活性污泥濃度情況下，更要注意不要過度曝氣，否則會(huì)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(huì)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(huì)使細(xì)小的起泡附著在活性污泥的菌膠團(tuán)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(shí)際操作中應(yīng)該注意這個(gè)問題，特別是發(fā)生污泥絲狀膨脹時(shí)候，更容易導(dǎo)致曝氣的細(xì)小氣泡附著在菌膠團(tuán)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(huì)對(duì)活性污泥濃度及微生物等產(chǎn)生影響。低溫、高溫都會(huì)影響水中溶解氧和微生物活性，使得污水處理效率低下。對(duì)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(duì)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(jìn)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(duì)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(dá)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(duì)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(jìn)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(gè)方面做工作。
1. 進(jìn)水
污水一般溶解氧很少，但是如果經(jīng)過曝氣沉砂池或進(jìn)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(jìn)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(huì)使回流污泥溶解氧過高。
3. 內(nèi)回流
AO/AAO都設(shè)計(jì)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(huì)較少。