汙水（shuǐ）處理必備！溶解氧（DO）全方位解析

當（dāng）前汙水（shuǐ）處理中的生物處理大多是采用厭氧與好氧相（xiàng）結合的處理工藝，溶解氧（yǎng）在實際的廢水生物處理（lǐ）操作中具有舉足輕重的（de）作用，這一指標的不合（hé）適或波動過大，會迅速導致活性汙泥係統受到衝擊，進而影響處理效率。因此（cǐ）在實（shí）際生化處理工藝中，需嚴格控製溶解氧的含量。

1、溶解氧（yǎng）的概述 
溶（róng）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，是溶解在水中的遊（yóu）離態氧（yǎng）。
溶解氧的單位為mg/L,用每升水裏氧氣（qì）的毫（háo）克數表示。水中溶解（jiě）氧的多少是表征水體自淨能力的一個指標。溶解氧高有利於對（duì）水體中各類汙染物的降解，從而使水體較快得（dé）以淨化；反之（zhī），溶（róng）解氧低，水體中汙染物降解（jiě）較緩慢。 
2、影響溶解氧的因素 
水中溶解（jiě）氧含量受到兩種作用的影響：一種（zhǒng）是使DO下降的耗氧作用，包括好氧有機物降（jiàng）解的耗氧，先進代謝耗氧；另一種是使（shǐ）DO增加的複氧作用（yòng），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，使水中溶解氧含量呈現出時空變化。 
影響水中溶解氧（yǎng）的含量的環境因素有水溫，氧分壓，鹽（yán）度等因素。 
1. 水溫
在氧氣分壓，含鹽量（liàng）一定時，溶解氧的飽和含量隨著水溫的升（shēng）高而（ér）降低（dī）。低溫下溶（róng）解氧的飽和含量隨溫度的變（biàn）化（huà）更加顯著。 
2. 含鹽量
在（zài）水溫，氧（yǎng）分壓一定（dìng）時，水的含鹽量越高，水中（zhōng）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（hán）量比在（zài）淡水中要低得多。天（tiān）然淡水水體（tǐ）內含鹽量（liàng）的變化幅度很小，所以含鹽量（liàng）對溶解氧的飽和含量影（yǐng）響不大，可以近似以純水（shuǐ）中的飽和（hé）含量計算。  
3. 氧氣的分壓
在水溫含（hán）鹽量一定時，水中溶解氧（yǎng）的（de）飽和含鹽量（liàng）隨著液麵上氧氣分壓的增大而增大。 

3、溶解氧DO的監測
由於溶解氧容易受（shòu）到空氣中氧氣、溫度（dù）、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場監測。在檢測時，應該將整個曝氣池劃分（fèn）成若幹（gàn）區域，就整個區（qū）域範圍的溶解（jiě）氧監測值進（jìn）行統計分析，用以摸清本係（xì）統的不同階段和時間點的溶解氧分（fèn）布，這對（duì）後續係統的整體把握以及活性汙泥故障分析非常有益。如果不具備這樣的檢測條件，可以通過監測曝氣池出口端的（de）溶解氧作為（wéi）活性汙泥係統對有機物降解進程的最（zuì）終結果判斷。通常情況（kuàng）下，冬季充氧效果都要明顯優於夏季。主要（yào）原因是冬季水（shuǐ）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（měng）和堿性碘化鉀，水中（zhōng）溶解（jiě）氧將低價錳氧（yǎng）化成高價錳，生成四價（jià）錳（měng）的氫氧化（huà）物棕色沉澱。加（jiā）酸後，氫氧化物沉澱溶解，並與（yǔ）碘離子反應而（ér）釋放出遊離碘。以（yǐ）澱（diàn）粉為指示劑，用硫代（dài）硫酸鈉標準溶液滴定釋放出（chū）的碘，據滴定溶液消耗量計算溶解氧含量。
2. 試劑
硫酸錳溶液:稱取480g硫酸錳（měng）(MnSO4·4H2O)溶於水，用水稀釋至1000mL。此溶液加（jiā）至酸（suān）化過的碘化鉀溶液中，遇澱粉（fěn）不得產生藍色。

堿性碘化（huà）鉀溶液:稱取500g氫氧化鈉溶解於300-400mL水中;另稱取150g碘化鉀溶於200mL水中，待氫氧化鈉溶液冷卻後，將兩溶液合並，混勻，用水（shuǐ）稀釋至1000mL。如（rú）有沉（chén）澱，則放置過夜後，傾（qīng）出上層清液，貯於棕色瓶中，用橡皮塞塞緊，避光保存。此溶液酸化後，遇澱粉應不呈藍色。
1+5硫酸（suān）溶液。
1%(m/V)澱粉溶液:稱取1g可溶性澱（diàn）粉，用少量水調成糊狀，再用剛煮沸的水稀釋至100mL。冷卻後，加入0.1g水楊酸或0.4g氯化鋅防腐。
0.02500mol/L(1/6K2Cr2O7)重鉻酸鉀（jiǎ）標準溶液（yè）:稱取於105-110烘幹2h，並（bìng）冷卻的重鉻酸鉀1.2258g，溶於水，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至標（biāo）線，搖勻。
硫代硫酸鈉（nà）溶液:稱取（qǔ）3.2g硫代硫酸（suān）鈉(Na2S2O3·5H2O)溶於煮沸放冷（lěng）的水中，加0.2g碳酸鈉，用水（shuǐ）稀釋至1000mL，貯於棕色瓶（píng）中，使用前用（yòng）0.02500mol/L重鉻酸鉀標準溶液標定。
硫酸，ρ=1.84。
3. 測定步驟
溶解氧的固（gù）定（dìng）:用吸液管插入溶解氧（yǎng）瓶的液麵下，加入1mL硫酸錳溶液（yè），2mL堿性碘化鉀溶（róng）液（yè），蓋好瓶塞，顛倒（dǎo）混合數次，靜置。一般在（zài）取樣現場固定。
打開瓶塞，立即用（yòng）吸管插（chā）入液麵（miàn）下（xià）加入2.0mL硫酸。蓋好瓶塞，顛倒混合搖勻，至沉（chén）澱物全部溶解，放於暗處靜置5min
吸取（qǔ）100.00mL上述溶（róng）液於（yú）250mL錐形瓶中，用硫代（dài）硫（liú）酸鈉標準溶液滴（dī）定至溶液呈淡黃色，加（jiā）入1mL澱粉溶液（yè），繼續滴定（dìng）至藍色剛（gāng）好退去，記錄硫代硫酸鈉溶液用量。
4. 計算
溶解氧(O2，mg/L)=M*V*8000/100
式中:
M--硫（liú）代硫酸鈉標準溶液的濃度(mol/L);
V--滴定消耗硫代（dài）硫酸鈉標準溶液體積(mL)。
5. 注意事項
當水樣中含有亞硝（xiāo）酸鹽時（shí）會幹擾測定，可加入疊氮化鈉使水中的亞硝酸鹽分解而消除幹擾。其加入方法是預先將疊氮化鈉（nà）加入堿性碘化鉀溶液中。
如水樣中（zhōng）含（hán）Fe3 達100-200mg/L時，可加入1mL40%氟化鉀溶液消除幹擾。
如水樣中（zhōng）含氧化性物質(如遊離氯等)，應預（yù）先加（jiā）入相當量的硫代硫酸鈉去除
4、溶解（jiě）氧和其他控製指標的關係
1. 溶解氧與原水成分的關係
溶解氧和（hé）原水成（chéng）分的關係，重點（diǎn）是（shì）原水成分中（zhōng）有機物含量和溶解氧的關係。具體表現在原水中有機物含量越多（duō），微生物（wù）為（wéi）代謝分解這（zhè）些有機物所需消耗的溶解（jiě）氧（yǎng）就越多，相反就越少了。所以（yǐ）在控製（zhì）曝氣的時候（hòu），要注意水量和廢（fèi）水中有（yǒu）機物的含（hán）量相匹配。
當進水量是平時的1.5倍（bèi）時，若不調整曝氣量的話，會出（chū）現曝氣池出水溶解氧過低，有時甚至會低於0.5mg/L，不利於活性汙泥發（fā）揮高效（xiào）率處理效果。如果進水流量沒有增加（jiā），但（dàn）是廢水中有機物（wù）濃（nóng）度過高時，同樣也會出現對溶解氧需求增大，繼（jì）而出現曝氣池（chí）出水溶解氧（yǎng）過低的現象。原水中一些特殊成分的存在，同樣也會影響充氧效果。比（bǐ）如水中洗滌劑的存在、使（shǐ）得曝氣池（chí）液麵存在隔絕大氣的隔離層（céng），進而影響曝氣效果的提升。
2. 溶解氧與活性汙泥濃度的關係
溶（róng）解氧和（hé）活性汙泥濃度的關係還是比較密切的，通常看到的是高活性汙泥（ní）濃度對溶解氧的需求明顯高於低活性汙泥濃（nóng）度對溶解（jiě）氧的（de）需（xū）求。所以，要達到去除汙染物，並達（dá）到排放濃（nóng）度的情（qíng）況下，要盡量降低活性汙泥的濃度（dù），這對降低曝氣（qì）量（liàng）、減少電力消耗是（shì）非常（cháng）有利的（de）。
同時，在（zài）低活性汙泥（ní）濃度情況下，需注意不要（yào）過度曝氣，以免出現溶（róng）解氧過高，對僅有的活性（xìng）汙泥出（chū）現過度氧化現象（xiàng），這（zhè）樣對二沉池的出水不利。
通常可以看到二沉池出水（shuǐ）中夾雜較多的未（wèi）沉降顆粒流出，這就是被氧化的（de）活性汙泥解（jiě）體（tǐ）後分解在（zài）出水中的緣（yuán）故。同樣高活性汙泥濃度對溶解氧的需求是很高的，不能不加控製的（de）將活性汙泥濃度一直升高，這樣會出現供氧跟不上而（ér）出現缺氧現象，自然，活性汙泥的處理效果也（yě）就受到抑製了。
3. 溶解氧與活性汙泥沉降（jiàng）比的關係
溶解氧（yǎng）和活性汙泥沉降比的關係，可以理解為溶解氧對活（huó）性汙泥沉（chén）降性的影響。主（zhǔ）要會出現以下（xià）2種情況：
過度曝氣容易使細小的空氣氣泡附著在活性汙泥的菌膠團上，導致活性汙泥上浮到液（yè）麵而產生浮渣。
活（huó）性汙泥的壓縮性變差，特別是活性汙泥發生絲狀菌膨脹的（de）時候，更加容易（yì）導致曝氣的細小氣泡附（fù）著在菌膠團上，繼而導（dǎo）致液麵產生大量浮渣。
5、溶解（jiě）氧的控製依據及（jí）優化
主要依據：原水水質(有機物、氮（dàn）、磷）、活性汙泥的濃度（dù）、汙泥沉降比、pH、溫度（dù）、食（shí）微比（F/M)等進行控製。
當然，書麵（miàn）上給的理論值：一般好氧（yǎng）條件下溶解氧濃（nóng）度為≥2.0 mg/L,厭氧條件下溶（róng）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。具體還是要根據實際情況來把握。

1. 原水水質
一般原水中有機物含量越（yuè）多，微生（shēng）物分解代謝的耗（hào）氧量越（yuè）多，以及（jí）硝（xiāo）化反應等對溶解氧的需求，所以控製溶（róng）解（jiě）氧時（shí）要注（zhù）意進水水量（liàng）的變化和進水中有機物的含量。
2. 活性汙泥濃度
在（zài）達到去除（chú）汙染物、並到達排放濃度的情況下要盡量的降低活性汙泥的濃度，這對於降低曝（pù）氣量、減少電力消耗非常有利。同時（shí），在（zài）低活性汙（wū）泥濃度情況下，更（gèng）要注意不要過度曝氣，否則會出現（xiàn）汙泥膨脹，使得出水（shuǐ）混濁；當然，高的活性汙泥濃度需要較高的（de）溶（róng）解氧，否則會出現缺氧現象，使得汙水處理效果受到抑製。
3. 汙泥沉降比
過度的曝氣會（huì）使（shǐ）細小（xiǎo）的起泡附著在活性汙泥的菌膠團上，導致活性汙泥上浮（fú）到液麵，使得汙泥沉降性（xìng）能變差。在實（shí）際操作中應該注意這個問題（tí），特別是發（fā）生（shēng）汙泥絲狀膨脹時候，更容易（yì）導致（zhì）曝氣的細小氣泡附著在菌膠團（tuán）上，繼而導致液麵出（chū）現大量浮渣。
4. 溫（wēn）度
不同溫度下，汙水中的溶解氧濃度不同，會對活性汙泥濃度及微生物等產生影響（xiǎng）。低溫（wēn）、高溫都會影響水（shuǐ）中溶解（jiě）氧和微生物（wù）活性，使得汙（wū）水處理效率低下。對於北（běi）方的低溫，通常（cháng）是建立地下或（huò）半地（dì）下室或室內處理；對於高溫天氣，則（zé）是（shì）通過調節池來調節池（chí）內溫度進而提高處理效率（lǜ）。
5. 食微比（F/M)
食微比（bǐ）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（guò）食微比值來達到節（jiē）能的目的，即在保證（zhèng）處理效果的前提下（xià），盡量提高食微（wēi）比，以避免不（bú）必要的曝氣消耗（hào）。
6、厭（yàn）氧與（yǔ）缺氧池的DO控製
厭氧（yǎng）菌代謝不需要氧氣，可以說氧氣對他們是有毒物質，因此要求係統內溶解氧等於零；缺氧反應（yīng）是兼（jiān）性菌參與的生化反應，兼性菌（jun1）是可以在好氧也可以在（zài）缺氧（yǎng）的情況下反應，為了反硝化的進行要求係統的溶解氧在0.5mg/L以下，一般小於0.2mg/L就稱為厭氧段，大於0.2mg/L小於0.5mg/L稱為缺氧段。
為減少（shǎo）厭氧或者缺氧池（chí）DO含量可以從一下幾個方麵做工作。

1. 進水
汙水一般溶解氧很少，但是如果經過曝氣沉（chén）砂池或進水前有跌落（luò）充氧就要考慮控製減少氣量或（huò）減少落差，以（yǐ）減少充氧（yǎng）。
2. 回流汙泥
沉澱池（chí）進水的溶解氧夠用就好，隻要沉澱池不發生反硝化就好，太（tài）多的溶解氧會使回（huí）流汙泥溶解氧（yǎng）過高。
3. 內回流
AO/AAO都設計有（yǒu）內回流，可以通過控製內回流（liú）泵附近的曝氣使曝氣池這一段氣量少於其（qí）他段，則內（nèi）回流帶回去的溶解氧也會（huì）較少。