污水(shuǐ)處理必備！溶解氧（DO）全方位解析

當前污水(shuǐ)處理中的生(shēng)物(wù)處理大多(duō)是采用厭(yàn)氧與好氧相(xiàng)結合的處理工(gōng)藝，溶解氧在實際的廢水(shuǐ)生(shēng)物(wù)處理操作中具有舉足輕重的作用，這一(yī)指标的不合适或波動過大，會(huì)迅速導緻活性污泥系統受到(dào)沖擊，進而影響處理效率。因此在實際生(shēng)化處理工(gōng)藝中，需嚴格控制溶解氧的含量。

1、溶解氧的概述 
溶氧（DO)是溶解氧（Dissolved Oxygen）的簡稱，是表征水(shuǐ)溶液中氧的濃度的參數，是溶解在水(shuǐ)中的遊離态氧。
溶解氧的單位為(wèi)mg/L,用每升水(shuǐ)裡(lǐ)氧氣的毫克數表示。水(shuǐ)中溶解氧的多(duō)少是表征水(shuǐ)體自(zì)淨能(néng)力的一(yī)個(gè)指标。溶解氧高(gāo)有利于對水(shuǐ)體中各類污染物(wù)的降解，從(cóng)而使水(shuǐ)體較快得以淨化；反之，溶解氧低(dī)，水(shuǐ)體中污染物(wù)降解較緩慢(màn)。 
2、影響溶解氧的因素 
水(shuǐ)中溶解氧含量受到(dào)兩種作用的影響：一(yī)種是使DO下(xià)降的耗氧作用，包括好氧有機(jī)物(wù)降解的耗氧，先進代謝耗氧；另一(yī)種是使DO增加的複氧作用，主要有空氣中氧的溶解，曝氣手段等。這兩種作用的相(xiàng)互消長(cháng)，使水(shuǐ)中溶解氧含量呈現出時空變化。 
影響水(shuǐ)中溶解氧的含量的環境因素有水(shuǐ)溫，氧分壓，鹽度等因素。 
1. 水(shuǐ)溫
在氧氣分壓，含鹽量一(yī)定時，溶解氧的飽和含量随著(zhe)水(shuǐ)溫的升高(gāo)而降低(dī)。低(dī)溫下(xià)溶解氧的飽和含量随溫度的變化更加顯著。 
2. 含鹽量
在水(shuǐ)溫，氧分壓一(yī)定時，水(shuǐ)的含鹽量越高(gāo)，水(shuǐ)中溶解氧的飽和含量越小(xiǎo)海水(shuǐ)的含鹽量比淡水(shuǐ)的含鹽量高(gāo)的多(duō)，在相(xiàng)同條件(jiàn)下(xià)，溶解氧在海水(shuǐ)中的飽和含量比在淡水(shuǐ)中要低(dī)得多(duō)。天然淡水(shuǐ)水(shuǐ)體内含鹽量的變化幅度很小(xiǎo)，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(shuǐ)中的飽和含量計算(suàn)。  
3. 氧氣的分壓
在水(shuǐ)溫含鹽量一(yī)定時，水(shuǐ)中溶解氧的飽和含鹽量随著(zhe)液面上(shàng)氧氣分壓的增大而增大。 

3、溶解氧DO的監測
由于溶解氧容易受到(dào)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(qì)或便攜式溶解氧檢測儀進行現場監測。在檢測時，應該将整個(gè)曝氣池劃分成若幹區域，就(jiù)整個(gè)區域範圍的溶解氧監測值進行統計分析，用以摸清本系統的不同階段和時間點的溶解氧分布，這對後續系統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(jiàn)，可以通(tōng)過監測曝氣池出口端的溶解氧作為(wèi)活性污泥系統對有機(jī)物(wù)降解進程的最終結果判斷。通(tōng)常情況下(xià)，冬季充氧效果都要明顯優于夏季。主要原因是冬季水(shuǐ)溫較低(dī)，溶解氧的飽和度高(gāo)，相(xiàng)反，在夏季溶解氧的飽和度低(dī)。
溶解氧的測定方法：（碘量法）
1. 原理
水(shuǐ)樣中加入硫酸錳和堿性碘化鉀，水(shuǐ)中溶解氧将低(dī)價錳氧化成高(gāo)價錳，生(shēng)成四價錳的氫氧化物(wù)棕色沉澱。加酸後，氫氧化物(wù)沉澱溶解，并與碘離子反應而釋放(fàng)出遊離碘。以澱粉為(wèi)指示劑，用硫代硫酸鈉标準溶液滴定釋放(fàng)出的碘，據滴定溶液消耗量計算(suàn)溶解氧含量。
2. 試劑
硫酸錳溶液:稱取480g硫酸錳(MnSO4·4H2O)溶于水(shuǐ)，用水(shuǐ)稀釋至1000mL。此溶液加至酸化過的碘化鉀溶液中，遇澱粉不得産生(shēng)藍色。

堿性碘化鉀溶液:稱取500g氫氧化鈉溶解于300-400mL水(shuǐ)中;另稱取150g碘化鉀溶于200mL水(shuǐ)中，待氫氧化鈉溶液冷卻後，将兩溶液合并，混勻，用水(shuǐ)稀釋至1000mL。如有沉澱，則放(fàng)置過夜後，傾出上(shàng)層清液，貯于棕色瓶中，用橡皮塞塞緊，避光(guāng)保存。此溶液酸化後，遇澱粉應不呈藍色。
1+5硫酸溶液。
1%(m/V)澱粉溶液:稱取1g可溶性澱粉，用少量水(shuǐ)調成糊狀，再用剛煮沸的水(shuǐ)稀釋至100mL。冷卻後，加入0.1g水(shuǐ)楊酸或0.4g氯化鋅防腐。
0.02500mol/L(1/6K2Cr2O7)重鉻酸鉀标準溶液:稱取于105-110烘幹2h，并冷卻的重鉻酸鉀1.2258g，溶于水(shuǐ)，移入1000mL容量瓶中，用水(shuǐ)稀釋至标線，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(fàng)冷的水(shuǐ)中，加0.2g碳酸鈉，用水(shuǐ)稀釋至1000mL，貯于棕色瓶中，使用前用0.02500mol/L重鉻酸鉀标準溶液标定。
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(xià)，加入1mL硫酸錳溶液，2mL堿性碘化鉀溶液，蓋好瓶塞，颠倒混合數次，靜(jìng)置。一(yī)般在取樣現場固定。
打開(kāi)瓶塞，立即用吸管插入液面下(xià)加入2.0mL硫酸。蓋好瓶塞，颠倒混合搖勻，至沉澱物(wù)全部溶解，放(fàng)于暗(àn)處靜(jìng)置5min
吸取100.00mL上(shàng)述溶液于250mL錐形瓶中，用硫代硫酸鈉标準溶液滴定至溶液呈淡黃色，加入1mL澱粉溶液，繼續滴定至藍色剛好退去，記錄硫代硫酸鈉溶液用量。
4. 計算(suàn)
溶解氧(O2，mg/L)=M*V*8000/100
式中:
M--硫代硫酸鈉标準溶液的濃度(mol/L);
V--滴定消耗硫代硫酸鈉标準溶液體積(mL)。
5. 注意事(shì)項
當水(shuǐ)樣中含有亞硝酸鹽時會(huì)幹擾測定，可加入疊氮化鈉使水(shuǐ)中的亞硝酸鹽分解而消除幹擾。其加入方法是預先将疊氮化鈉加入堿性碘化鉀溶液中。
如水(shuǐ)樣中含Fe3 達100-200mg/L時，可加入1mL40%氟化鉀溶液消除幹擾。
如水(shuǐ)樣中含氧化性物(wù)質(如遊離氯等)，應預先加入相(xiàng)當量的硫代硫酸鈉去除
4、溶解氧和其他控制指标的關系
1. 溶解氧與原水(shuǐ)成分的關系
溶解氧和原水(shuǐ)成分的關系，重點是原水(shuǐ)成分中有機(jī)物(wù)含量和溶解氧的關系。具體表現在原水(shuǐ)中有機(jī)物(wù)含量越多(duō)，微生(shēng)物(wù)為(wèi)代謝分解這些有機(jī)物(wù)所需消耗的溶解氧就(jiù)越多(duō)，相(xiàng)反就(jiù)越少了。所以在控制曝氣的時候，要注意水(shuǐ)量和廢水(shuǐ)中有機(jī)物(wù)的含量相(xiàng)匹配。
當進水(shuǐ)量是平時的1.5倍時，若不調整曝氣量的話，會(huì)出現曝氣池出水(shuǐ)溶解氧過低(dī)，有時甚至會(huì)低(dī)于0.5mg/L，不利于活性污泥發揮高(gāo)效率處理效果。如果進水(shuǐ)流量沒有增加，但是廢水(shuǐ)中有機(jī)物(wù)濃度過高(gāo)時，同樣也會(huì)出現對溶解氧需求增大，繼而出現曝氣池出水(shuǐ)溶解氧過低(dī)的現象。原水(shuǐ)中一(yī)些特殊成分的存在，同樣也會(huì)影響充氧效果。比如水(shuǐ)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系
溶解氧和活性污泥濃度的關系還(hái)是比較密切的，通(tōng)常看(kàn)到(dào)的是高(gāo)活性污泥濃度對溶解氧的需求明顯高(gāo)于低(dī)活性污泥濃度對溶解氧的需求。所以，要達到(dào)去除污染物(wù)，并達到(dào)排放(fàng)濃度的情況下(xià)，要盡量降低(dī)活性污泥的濃度，這對降低(dī)曝氣量、減少電(diàn)力消耗是非常有利的。
同時，在低(dī)活性污泥濃度情況下(xià)，需注意不要過度曝氣，以免出現溶解氧過高(gāo)，對僅有的活性污泥出現過度氧化現象，這樣對二沉池的出水(shuǐ)不利。
通(tōng)常可以看(kàn)到(dào)二沉池出水(shuǐ)中夾雜(zá)較多(duō)的未沉降顆粒流出，這就(jiù)是被氧化的活性污泥解體後分解在出水(shuǐ)中的緣故。同樣高(gāo)活性污泥濃度對溶解氧的需求是很高(gāo)的，不能(néng)不加控制的将活性污泥濃度一(yī)直升高(gāo)，這樣會(huì)出現供氧跟不上(shàng)而出現缺氧現象，自(zì)然，活性污泥的處理效果也就(jiù)受到(dào)抑制了。
3. 溶解氧與活性污泥沉降比的關系
溶解氧和活性污泥沉降比的關系，可以理解為(wèi)溶解氧對活性污泥沉降性的影響。主要會(huì)出現以下(xià)2種情況：
過度曝氣容易使細小(xiǎo)的空氣氣泡附著(zhe)在活性污泥的菌膠團上(shàng)，導緻活性污泥上(shàng)浮到(dào)液面而産生(shēng)浮渣。
活性污泥的壓縮性變差，特别是活性污泥發生(shēng)絲狀菌膨脹的時候，更加容易導緻曝氣的細小(xiǎo)氣泡附著(zhe)在菌膠團上(shàng)，繼而導緻液面産生(shēng)大量浮渣。
5、溶解氧的控制依據及優化
主要依據：原水(shuǐ)水(shuǐ)質(有機(jī)物(wù)、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。
當然，書面上(shàng)給的理論值：一(yī)般好氧條件(jiàn)下(xià)溶解氧濃度為(wèi)≥2.0 mg/L,厭(yàn)氧條件(jiàn)下(xià)溶解氧濃度為(wèi)≤0.2 mg/L,缺氧條件(jiàn)下(xià)溶解氧濃度為(wèi)0.2-0.5 mg/L。具體還(hái)是要根據實際情況來把握。

1. 原水(shuǐ)水(shuǐ)質
一(yī)般原水(shuǐ)中有機(jī)物(wù)含量越多(duō)，微生(shēng)物(wù)分解代謝的耗氧量越多(duō)，以及硝化反應等對溶解氧的需求，所以控制溶解氧時要注意進水(shuǐ)水(shuǐ)量的變化和進水(shuǐ)中有機(jī)物(wù)的含量。
2. 活性污泥濃度
在達到(dào)去除污染物(wù)、并到(dào)達排放(fàng)濃度的情況下(xià)要盡量的降低(dī)活性污泥的濃度，這對于降低(dī)曝氣量、減少電(diàn)力消耗非常有利。同時，在低(dī)活性污泥濃度情況下(xià)，更要注意不要過度曝氣，否則會(huì)出現污泥膨脹，使得出水(shuǐ)混濁；當然，高(gāo)的活性污泥濃度需要較高(gāo)的溶解氧，否則會(huì)出現缺氧現象，使得污水(shuǐ)處理效果受到(dào)抑制。
3. 污泥沉降比
過度的曝氣會(huì)使細小(xiǎo)的起泡附著(zhe)在活性污泥的菌膠團上(shàng)，導緻活性污泥上(shàng)浮到(dào)液面，使得污泥沉降性能(néng)變差。在實際操作中應該注意這個(gè)問題，特别是發生(shēng)污泥絲狀膨脹時候，更容易導緻曝氣的細小(xiǎo)氣泡附著(zhe)在菌膠團上(shàng)，繼而導緻液面出現大量浮渣。
4. 溫度
不同溫度下(xià)，污水(shuǐ)中的溶解氧濃度不同，會(huì)對活性污泥濃度及微生(shēng)物(wù)等産生(shēng)影響。低(dī)溫、高(gāo)溫都會(huì)影響水(shuǐ)中溶解氧和微生(shēng)物(wù)活性，使得污水(shuǐ)處理效率低(dī)下(xià)。對于北(běi)方的低(dī)溫，通(tōng)常是建立地下(xià)或半地下(xià)室或室内處理；對于高(gāo)溫天氣，則是通(tōng)過調節池來調節池内溫度進而提高(gāo)處理效率。
5. 食微比（F/M)
食微比越高(gāo)，越低(dī)，需氧量相(xiàng)對就(jiù)越高(gāo)，這可以知道我們在水(shuǐ)處理過程中通(tōng)過食微比值來達到(dào)節能(néng)的目的，即在保證處理效果的前提下(xià)，盡量提高(gāo)食微比，以避免不必要的曝氣消耗。
6、厭(yàn)氧與缺氧池的DO控制
厭(yàn)氧菌代謝不需要氧氣，可以說氧氣對他們是有毒物(wù)質，因此要求系統内溶解氧等于零；缺氧反應是兼性菌參與的生(shēng)化反應，兼性菌是可以在好氧也可以在缺氧的情況下(xià)反應，為(wèi)了反硝化的進行要求系統的溶解氧在0.5mg/L以下(xià)，一(yī)般小(xiǎo)于0.2mg/L就(jiù)稱為(wèi)厭(yàn)氧段，大于0.2mg/L小(xiǎo)于0.5mg/L稱為(wèi)缺氧段。
為(wèi)減少厭(yàn)氧或者缺氧池DO含量可以從(cóng)一(yī)下(xià)幾個(gè)方面做工(gōng)作。

1. 進水(shuǐ)
污水(shuǐ)一(yī)般溶解氧很少，但是如果經過曝氣沉砂池或進水(shuǐ)前有跌落充氧就(jiù)要考慮控制減少氣量或減少落差，以減少充氧。
2. 回流污泥
沉澱池進水(shuǐ)的溶解氧夠用就(jiù)好，隻要沉澱池不發生(shēng)反硝化就(jiù)好，太多(duō)的溶解氧會(huì)使回流污泥溶解氧過高(gāo)。
3. 内回流
AO/AAO都設計有内回流，可以通(tōng)過控制内回流泵附近的曝氣使曝氣池這一(yī)段氣量少于其他段，則内回流帶回去的溶解氧也會(huì)較少。