污水处理中溶解氧的控制

空气中的分子态氧溶解在水中称为溶解氧。水中的溶解氧的含量与空气中氧的分压、水的温度都有密切关系。在自然情况下，空气中的含氧量变动不大，故水温是主要的因素，水温愈低，水中溶解氧的含量愈高。溶解于水中的分子态氧称为溶解氧，通常记作DO，用每升水里氧气的毫克数表示。水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。

溶解氧通常有两个来源：一个来源是水中溶解氧未饱和时，大气中的氧气向水体渗入；另一个来源是水中植物通过光合作用释放出的氧。因此水中的溶解氧会由于空气里氧气的溶入及绿色水生植物的光合作用而得到不断补充。但当水体受到有机物污染，耗氧严重，溶解氧得不到及时补充，水体中的厌氧菌就会很快繁殖，有机物因腐败而使水体变黑、发臭。

溶解氧值是研究水自净能力的一种依据。水里的溶解氧被消耗，要恢复到初始状态，所需时间短，说明该水体的自净能力强，或者说水体污染不严重。否则说明水体污染严重，自净能力弱，甚至失去自净能力。

当今处理污水大多数是好氧-厌氧相结合的污水处理工艺，溶解氧在实际的废水处理操作中具有举足轻重的作用，这一指标的恶化或波动过大，会迅速导致活性污泥系统波动，进而影响处理效率。因此，需要在实际处理工艺中，严格控制溶解氧的含量。今天，我们就详细讨论一下什么是溶解氧。

一、溶解氧（DO）的定义及理解

应该说，理论上来讲，当曝气池各点监测到的ＤＯ值略大于0（如0.01ｍｇ/Ｌ）时，可以理解为充氧正好满足活性污泥中微生物对溶解氧的要求。但是事实上，我们还是没有简单的将溶解氧控制在大于０的水平，而是应用教科书中的做法，把ＤＯ控制在１～３ｍｇ/Ｌ的范围内。究其原因还是因为，整个曝气池而言，溶解氧的分布和各曝气池区域内的溶解氧需求是不一样的。为了保守的稳定活性污泥在分解有机物或自身代谢过程中对溶解氧的需求，才将ＤＯ控制在１～３ｍｇ/Ｌ。

但是，实际操作和书面上固定僵化的ＤＯ理论值往往是不同的，不能只是依照书面上理论值，还要充分结合实际情况！

从实际情况看，发现在实际运行中，很多情况下将溶解氧控制在１～３ｍｇ/Ｌ是没有必要的，特别是控制超过３ｍｇ/Ｌ更是毫无意义，唯一的结果只是导致电能的浪费和出水中含有细小悬浮颗粒。所以，在根据书面理论同时要结合实际情况合理控制溶解氧。

二、溶解氧（DO）过高有什么影响？

以常用的活性污泥系统为例，每天供给曝气池的COD的总量与曝气池中活性污泥的总量之比即为食微比（其中供给的COD可以看作是提供给微生物的食物），食微比计算公式如下：

F/M=Q*COD/(MLVSS*Va)

式中：

F：Food 代表食物，进入系统的食物量(BOD)M：Microorganism 代表活性物质量(污泥量)Q：水量，COD：进出水COD的差值MLVSS：活性污泥浓度Va：曝气池容积

通常食微比的合适范围为0.1-0.25kgBOD5/kgMLSS.d之间，食微比过高说明微生物食物过剩，曝气池处于高负荷运行状态，食微比过低则曝气池处于低负荷运行状态。

食微比过高与过低会出现什么结果呢？

当曝气池处于合适的食微比范围运行时，活性污泥絮体结构良好，沉降性能优良，出水清澈透明。

当曝气池处于高食微比运行状态时，甚至超负荷运行时，由于食物过剩，活性污泥沉降性能变差，出水浑浊，废水中的BOD难以被完全降解。

当曝气池处于低食微比运行状态时，由于食物不足，活性污泥容易出现老化现象。

长期低食微比运行，可能导致污泥发生解絮，甚至诱发活性污泥丝状菌膨胀。当活性污泥出现老化现象并引发污泥发生解絮时，活性污泥絮体结构会变得较为松散，出水中会携带很多细小的污泥碎片，导致出水的清澈度下降，水质恶化。

了解完食微比以后，我们来看溶解氧对于处理效果的影响。高溶解氧会加快微生物的代谢作用。

当曝气池处于高食微比运行状态时，维持相对较高的溶解氧是有利的，可加快废水中有机物的降解速率。

当曝气池处于低食微比运行状态时，如果仍然维持较高的溶解氧，由于食物不足，会促使活性污泥内源代谢的加快发生，最终导致活性污泥解絮现象的发生，即通常所说的过曝气现象。

所以，在好氧系统的运行中，溶解氧浓度的控制应与食微比的控制密切相关，高食微比可控制较高的溶解氧浓度，促使有机污染物的有效降解。而相反，当食微比不足时，则应控制相对较低的溶解氧浓度，降低内源代谢的速率，以避免污泥老化及污泥解絮现象的发生，同时也可以降低电耗和节约运行成本。

三、溶解氧（DO）的控制依据及优化

主要依据：原水水质(有机物、氮、磷）、活性污泥的浓度、污泥沉降比、pH、温度、食微比（F/M)等进行控制。

当然，书面上给的理论值：一般好氧条件下溶解氧浓度为≥2.0 mg/L,厌氧条件下溶解氧浓度为≤0.2 mg/L,缺氧条件下溶解氧浓度为0.2-0.5 mg/L。具体还是要根据实际情况来把握。

1、原水水质：

一般原水中有机物含量越多，微生物分解代谢的耗氧量越多，以及硝化反应等对溶解氧的需求，所以控制溶解氧时要注意进水水量的变化和进水中有机物的含量。

2、活性污泥浓度：

在达到去除污染物、并到达排放浓度的情况下要尽量的降低活性污泥的浓度，这对于降低曝气量、减少电力消耗非常有利。同时，在低活性污泥浓度情况下，更要注意不要过度曝气，否则会出现污泥膨胀，使得出水混浊；当然，高的活性污泥浓度需要较高的溶解氧，否则会出现缺氧现象，使得污水处理效果受到抑制。

3、污泥沉降比：

过度的曝气会使细小的起泡附着在活性污泥的菌胶团上，导致活性污泥上浮到液面，使得污泥沉降性能变差。在实际操作中应该注意这个问题，特别是发生污泥丝状膨胀时候，更容易导致曝气的细小气泡附着在菌胶团上，继而导致液面出现大量浮渣。

4、pH：

通过对活性污泥浓度及微生物等的影响，间接的影响到溶解氧量。所以在污水处理控制时，除了要充分了解调节池功能外，还要与排放单位建立联系，了解污水水质情况，以便投加合适的试剂中和异常的pH。

5、温度：

不同温度下，污水中的溶解氧浓度不同，会对活性污泥浓度及微生物等产生影响。低温、高温都会影响水中溶解氧和微生物活性，使得污水处理效率低下。对于北方的低温，通常是建立地下或半地下室或室内处理；对于高温天气，则是通过调节池来调节池内温度进而提高处理效率。

6、食微比（F/M)：

食微比越高，越低，需氧量相对就越高，这可以知道我们在水处理过程中通过食微比值来达到节能的目的，即在保证处理效果的前提下，尽量提高食微比，以避免不必要的曝气消耗。

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