汙水處理必備！溶解氧（DO）全方位解析（xī）

當前汙水處理（lǐ）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（de）廢水生物處理操作中（zhōng）具有舉（jǔ）足輕重的作（zuò）用，這一指標的不合適或波動過大，會迅速（sù）導致活性汙泥係統受到衝擊，進而影響處（chù）理效率。因此在實際生化處理工藝中，需嚴格控製溶解（jiě）氧的含量。

1、溶解氧（yǎng）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（cān）數（shù），是溶解在水（shuǐ）中的遊離態氧。
溶解氧的（de）單位（wèi）為（wéi）mg/L,用每升水裏氧氣的毫克數表示（shì）。水中溶解氧的多少（shǎo）是表征水體自淨能力的一個指標。溶解（jiě）氧高有利於對水體中各類汙染物的降解，從而使水體（tǐ）較快得（dé）以淨化；反之（zhī），溶解（jiě）氧低，水體中汙染物降（jiàng）解較緩慢。 
2、影響溶解氧（yǎng）的因素 
水中溶解氧含量受到兩種作（zuò）用的影（yǐng）響：一種是使DO下降的耗氧（yǎng）作用（yòng），包（bāo）括好氧有機物降解的耗氧，先進代謝耗氧；另一種是使DO增加的複氧作用，主要有空氣中氧的（de）溶解，曝氣手段（duàn）等。這兩種作用（yòng）的相互消長，使水（shuǐ）中（zhōng）溶解（jiě）氧（yǎng）含量呈現（xiàn）出時（shí）空（kōng）變化。 
影響水中溶解氧（yǎng）的含量的環境因素有水溫，氧（yǎng）分（fèn）壓，鹽度等因素。 
1. 水（shuǐ）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（ér）降低。低溫下溶解氧（yǎng）的（de）飽和含量隨溫度的變化更加（jiā）顯著。 
2. 含鹽量
在（zài）水溫，氧分壓一定時，水的含鹽量越高，水中溶（róng）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（tiáo）件下，溶解氧在海水中的飽和含量（liàng）比在淡水中要低得多。天然（rán）淡水水體內含鹽量（liàng）的變化幅度很（hěn）小，所以含鹽（yán）量對溶解氧的飽（bǎo）和含量影響不大，可以近似以純水中的（de）飽和含量計算。  
3. 氧氣的分壓（yā）
在水溫（wēn）含鹽量一定時，水中溶解（jiě）氧的飽和含鹽量（liàng）隨著液麵上氧（yǎng）氣分壓（yā）的增大而（ér）增大。 

3、溶解（jiě）氧DO的監測
由於溶解氧容（róng）易受到空氣中氧氣、溫（wēn）度、濕度等因素影響，所以常常（cháng）是運（yùn）用在線檢測儀器或便攜式溶解氧（yǎng）檢測（cè）儀（yí）進行現場監測。在檢測時，應該將整個曝氣池劃分成若（ruò）幹（gàn）區域，就整個區域範（fàn）圍的（de）溶解氧監測值進行（háng）統計分析，用以摸清本係統的不同階段和時間點（diǎn）的溶解（jiě）氧分布，這對後續係統的整體把握以（yǐ）及活性汙泥故障分（fèn）析（xī）非常有益。如果不具備這樣的檢測條件，可（kě）以通過（guò）監測（cè）曝氣池出口端的（de）溶解氧作為活性汙泥係統對有機物降解進（jìn）程的最終結果判斷。通常情（qíng）況下，冬季充氧效果都要明顯優（yōu）於夏季。主要原因是冬季水溫較低，溶解氧的飽和度高，相反，在夏（xià）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（jiā）入硫酸錳和堿性碘化鉀，水中溶（róng）解氧（yǎng）將低價錳氧化成高價錳，生成四價錳的氫氧化物棕色沉澱。加酸後，氫（qīng）氧化物沉澱溶解，並與碘離子反應而釋放出（chū）遊（yóu）離碘。以澱粉為（wéi）指示劑，用硫代（dài）硫酸鈉標準溶液滴定釋放出的碘，據滴定（dìng）溶液消耗量計算（suàn）溶解氧含量。
2. 試劑
硫（liú）酸錳溶液:稱取480g硫酸錳(MnSO4·4H2O)溶於水，用水稀（xī）釋至1000mL。此（cǐ）溶液加至酸化過的碘化鉀溶液中，遇澱粉不得產生藍（lán）色。

堿性碘化鉀溶液: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（hé）並，混（hún）勻（yún），用水稀釋至1000mL。如有沉澱，則放置過夜後，傾出上（shàng）層清液（yè），貯於棕色瓶中，用橡皮塞塞（sāi）緊（jǐn），避光保存。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（kě）溶（róng）性澱粉，用少（shǎo）量（liàng）水調成糊狀，再用剛煮沸的水稀釋至100mL。冷卻後（hòu），加入0.1g水楊酸或0.4g氯化鋅防腐。
0.02500mol/L(1/6K2Cr2O7)重鉻酸鉀標準溶液:稱取於105-110烘幹2h，並冷卻（què）的重鉻酸鉀1.2258g，溶於（yú）水，移入1000mL容量瓶（píng）中，用水稀釋至標線，搖（yáo）勻。
硫（liú）代硫酸鈉溶液（yè）:稱取3.2g硫代硫酸鈉(Na2S2O3·5H2O)溶於煮沸放（fàng）冷的水中，加0.2g碳酸鈉，用水（shuǐ）稀釋至（zhì）1000mL，貯於棕色瓶中，使用前用0.02500mol/L重鉻酸鉀標（biāo）準溶液（yè）標定。
硫酸，ρ=1.84。
3. 測定步驟
溶解（jiě）氧的固定:用吸液管插入溶解氧瓶（píng）的液麵下，加入1mL硫酸錳（měng）溶液，2mL堿性碘化鉀溶（róng）液（yè），蓋好瓶塞，顛倒混合數（shù）次，靜置。一般在取樣現場固（gù）定。
打開瓶塞，立即用吸管插入液麵下加（jiā）入2.0mL硫酸。蓋好瓶塞，顛（diān）倒混合搖勻，至沉澱物全部溶解，放（fàng）於暗處靜置5min
吸取100.00mL上述溶液於250mL錐形瓶中，用（yòng）硫代（dài）硫酸鈉標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
溶解氧(O2，mg/L)=M*V*8000/100
式中（zhōng）:
M--硫代硫酸鈉（nà）標準溶液的（de）濃度(mol/L);
V--滴定消耗硫代硫（liú）酸鈉標準溶液體積(mL)。
5. 注意事項
當（dāng）水樣中（zhōng）含有亞硝酸鹽時會幹擾測定，可加入疊氮（dàn）化鈉使水（shuǐ）中的亞硝酸鹽分解而消除幹擾（rǎo）。其（qí）加入方（fāng）法（fǎ）是預先將疊氮化鈉加入堿（jiǎn）性碘（diǎn）化鉀溶液中。
如水樣中含Fe3 達100-200mg/L時，可加入1mL40%氟化鉀溶液消除幹（gàn）擾。
如水樣中含氧化性（xìng）物（wù）質(如遊離氯等)，應預先（xiān）加入相當量（liàng）的硫代硫酸鈉去除
4、溶（róng）解氧和其（qí）他控製指標（biāo）的關係
1. 溶解氧與原水成分的關係
溶解氧和原（yuán）水（shuǐ）成分的關（guān）係，重點是原水成分中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，微生物（wù）為代（dài）謝分解這些有機物（wù）所需消耗的溶解氧就越多，相反就越（yuè）少了。所以在控製曝氣的時候，要注意水量和廢水中有機物的含量相匹配。
當進水量是（shì）平時的1.5倍時，若不調整曝氣量的話，會出現曝氣池出水溶解氧過（guò）低，有時甚至會低於0.5mg/L，不利於活性汙泥發揮高效（xiào）率處理效果（guǒ）。如（rú）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（huì）出現對溶（róng）解氧需求增（zēng）大，繼而出現曝氣池出水溶解氧過（guò）低的現象。原水中一些（xiē）特殊成分的存在，同樣（yàng）也會影響充（chōng）氧效果。比如水中洗滌劑的存（cún）在、使得（dé）曝氣池液麵存在隔絕大氣的隔離層，進而影響（xiǎng）曝氣效果的提升（shēng）。
2. 溶解氧與活（huó）性汙泥濃度的關係
溶解氧和活性汙泥濃度的關係還是（shì）比較密切的，通常看到（dào）的是高活性汙泥濃度對溶解氧的需求（qiú）明顯高於低活性汙泥濃度對溶解（jiě）氧的需求（qiú）。所以（yǐ），要達到去除汙染物，並達到排放（fàng）濃度的情況下，要盡量降低活性汙泥的濃度，這對降低曝氣量、減（jiǎn）少電力消耗是非常有利的。
同時，在低活性汙泥濃度（dù）情況下（xià），需注意不要過度曝氣，以（yǐ）免出（chū）現溶解氧過高，對僅有的活性汙泥出（chū）現過度（dù）氧化（huà）現象，這樣對二沉池的出（chū）水不利。
通常可以看到二沉池（chí）出（chū）水中夾雜較多的未沉降顆粒流出，這（zhè）就是被氧化的活性（xìng）汙（wū）泥解（jiě）體後分解在出水中的緣故。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（yī）直升高，這樣會出現供氧跟不上而出（chū）現缺氧現象，自然，活性汙泥的處理效果也就受到抑製了。
3. 溶解氧與活性汙泥沉降比的關係
溶解氧和活性汙（wū）泥沉降比的關係，可以理解為溶（róng）解氧對活性汙泥沉降性的影響。主要會出現以下2種情況：
過度曝氣容易使細小的空氣氣泡附著在活性汙泥（ní）的菌膠（jiāo）團上（shàng），導（dǎo）致活性汙泥上浮到液麵而產（chǎn）生浮渣。
活性汙泥（ní）的壓縮性變差（chà），特別是活（huó）性汙泥發生絲狀菌膨脹的時（shí）候，更加容易導（dǎo）致曝氣的細小氣泡附著在菌膠團上，繼而導致液麵產生大量浮渣。
5、溶解氧的控（kòng）製（zhì）依據（jù）及優化
主要依據：原（yuán）水水質(有機物、氮、磷）、活性汙泥的濃度、汙泥（ní）沉降比、pH、溫度、食微比（F/M)等進行控製。
當然，書麵上（shàng）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（tiáo）件下溶（róng）解氧濃度為≤0.2 mg/L,缺氧條（tiáo）件（jiàn）下溶解氧濃度為0.2-0.5 mg/L。具體（tǐ）還是要（yào）根據（jù）實際（jì）情況來把握。

1. 原水水質
一般原水中有機物含量越多，微生物分解代謝的耗氧（yǎng）量越多，以及硝化反應等對溶解（jiě）氧的需求，所以控製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. 活性汙泥濃度
在達到去除汙染物、並到達排放濃度的情況下要（yào）盡（jìn）量（liàng）的降低活性汙泥的濃度，這（zhè）對於降低曝氣（qì）量、減少電力消耗非常有利。同時，在低活性汙泥濃度情況下，更要注（zhù）意（yì）不要過（guò）度曝氣，否則會出現汙泥膨脹，使得出水混濁；當然，高的活（huó）性汙泥濃度需要較高（gāo）的溶解氧，否則會出現缺氧（yǎng）現象，使得汙水處理（lǐ）效果受到抑製。
3. 汙（wū）泥沉降比（bǐ）
過度的曝氣會使細小的起泡（pào）附著在活性汙泥（ní）的菌膠團上，導致活性汙泥（ní）上浮到液麵，使（shǐ）得汙泥沉降性能變差。在實際操作中應該注意（yì）這個問題，特別是（shì）發（fā）生汙泥絲狀膨脹（zhàng）時候，更（gèng）容易（yì）導（dǎo）致曝氣（qì）的細（xì）小氣（qì）泡附著在菌膠團上，繼而導致液麵出現大量浮渣。
4. 溫度
不同（tóng）溫度下，汙水中的溶解氧濃度不同，會對活性（xìng）汙泥濃度及微生物等產生影響。低溫（wēn）、高溫都會影響水中溶解氧和微生物活性，使得汙水（shuǐ）處理效率低下。對於北方的（de）低溫，通常是建立地下或半地下室或室內處（chù）理（lǐ）；對於高溫天（tiān）氣，則是通過調（diào）節池來調節池內溫度進而提高處理效率。
5. 食（shí）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（zhōng）通過食微比值來達到節能的目的，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。
6、厭氧與缺（quē）氧池的（de）DO控製
厭氧菌代謝不需要氧氣，可以（yǐ）說氧氣對他們是有毒物質，因此要求係統內溶解氧等於零；缺氧反應是兼（jiān）性菌參與的生化反應，兼性菌是可以在好氧也可以（yǐ）在缺氧的情況（kuàng）下反（fǎn）應，為了反（fǎn）硝化的進行要求（qiú）係統的溶解氧在0.5mg/L以下，一般（bān）小於（yú）0.2mg/L就稱為厭氧段，大於0.2mg/L小於0.5mg/L稱為缺氧段。
為減少厭氧或者缺氧（yǎng）池DO含量（liàng）可以從一（yī）下幾個方麵做工作。

1. 進水
汙水（shuǐ）一般溶解氧很少，但是如果經過曝氣沉砂池或進水前有跌落充氧就要考（kǎo）慮控製減少氣量或減少落差，以減少（shǎo）充氧。
2. 回（huí）流汙泥
沉澱池進水（shuǐ）的溶解氧夠用就好，隻要沉澱池不發（fā）生反硝（xiāo）化就好，太多（duō）的溶解氧會使回（huí）流汙泥（ní）溶解氧過高（gāo）。
3. 內回流（liú）
AO/AAO都設計有內回流，可以通過控製內（nèi）回流泵附近的曝氣使曝氣池這一段氣量少於其他段，則（zé）內回流帶回（huí）去的溶解氧也會較少（shǎo）。