汙水處理必備！溶解氧（DO）全方位解析

當前汙水處理中的生物處理大多是采用厭氧與好氧相結合的處理工藝，溶（róng）解氧在實際的（de）廢水生物處理操作（zuò）中具有舉足輕重的作用（yòng），這（zhè）一指標的不（bú）合適或波動過大，會迅速導致活性汙泥係統受到衝擊，進而影響處（chù）理（lǐ）效率（lǜ）。因此（cǐ）在實際生化（huà）處理工藝中，需嚴格控製溶解氧的含量。

1、溶（róng）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，是溶（róng）解（jiě）在水（shuǐ）中的遊離態氧。
溶解氧的單位為mg/L,用（yòng）每升水裏氧氣的（de）毫克數表示。水中溶（róng）解氧的多少是表征水體（tǐ）自淨能力的一個指標。溶解氧高有利於對水體中（zhōng）各類汙染物的降解，從而使水體較快得以淨化；反之，溶解氧低，水體中（zhōng）汙染物降解較緩慢。 
2、影響溶解氧的因素（sù） 
水中溶解氧含量受到兩種作用（yòng）的影響：一種（zhǒng）是使DO下降的耗氧作用，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（yǎng）的溶解，曝氣（qì）手段等。這兩種作用的相互消長，使水（shuǐ）中溶解氧含量（liàng）呈現出時空變化。 
影響（xiǎng）水中溶解氧的含量的環境因素有水溫（wēn），氧分壓，鹽度等因素（sù）。 
1. 水溫
在氧氣（qì）分壓，含鹽（yán）量一定時，溶解氧的飽和含量隨著水溫（wēn）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，水的含（hán）鹽量越高，水中溶（róng）解氧的飽和含量（liàng）越小海水的含鹽量比淡水（shuǐ）的含鹽量（liàng）高的多，在相（xiàng）同條件（jiàn）下，溶解氧在海水中的飽和含量比在淡水中要低得多。天然淡水水體內含鹽量的變（biàn）化幅度很小，所以含鹽量對溶解氧的飽（bǎo）和含量（liàng）影響（xiǎng）不大，可以近似以純水中的飽和含量計算。  
3. 氧氣的分壓
在（zài）水溫含鹽量一定時，水中溶解氧的飽和（hé）含鹽量隨著（zhe）液麵上氧氣分壓的增大（dà）而增大（dà）。 

3、溶（róng）解氧DO的監測
由於（yú）溶（róng）解（jiě）氧容易受到空氣中（zhōng）氧氣、溫度、濕（shī）度等因素（sù）影響，所以常常是運用在線檢測儀（yí）器或便攜式溶解（jiě）氧檢測儀進行現場（chǎng）監測。在檢測時，應該將整個（gè）曝氣池劃分成若幹區域，就整個（gè）區域範圍的溶解氧監測值進行統計分（fèn）析，用以摸清本係統的不同階段和時間點的溶解氧分布，這對後（hòu）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（cè）條件，可以通過（guò）監（jiān）測曝氣池出口端的溶解氧作為活性汙（wū）泥係統對有機物降解進程的最終結果判斷。通常情（qíng）況下，冬季充氧效果都要明顯優於夏季。主（zhǔ）要原因是冬季水溫（wēn）較低，溶（róng）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（suān）錳和堿性碘化鉀，水中溶解氧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，氫氧化物沉澱溶解，並與碘離子反應而釋放出遊離碘（diǎn）。以澱粉為指示劑，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定釋（shì）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(MnSO4·4H2O)溶於（yú）水（shuǐ），用（yòng）水稀（xī）釋至1000mL。此溶液加至酸（suān）化（huà）過的碘化鉀溶液中，遇（yù）澱粉不得產生藍色。

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（jiǎ）溶於（yú）200mL水中（zhōng），待氫氧（yǎng）化鈉（nà）溶液（yè）冷卻後，將兩溶液合並，混勻，用水（shuǐ）稀釋至1000mL。如（rú）有沉澱，則放置（zhì）過夜後，傾出上層清液（yè），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（fěn）應不呈藍色。
1+5硫酸溶液。
1%(m/V)澱粉溶液:稱取1g可溶（róng）性澱粉（fěn），用少量水（shuǐ）調成糊狀，再用剛煮沸的水稀釋至100mL。冷卻（què）後，加入0.1g水楊酸或0.4g氯化（huà）鋅防腐。
0.02500mol/L(1/6K2Cr2O7)重鉻酸鉀標準溶液:稱取於105-110烘幹2h，並冷卻的重（chóng）鉻酸（suān）鉀1.2258g，溶於水，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至標線，搖勻。
硫代硫酸鈉溶液:稱取（qǔ）3.2g硫代硫（liú）酸鈉(Na2S2O3·5H2O)溶於煮沸放冷的水中，加0.2g碳酸鈉，用水稀釋至1000mL，貯（zhù）於棕色瓶中，使用前用0.02500mol/L重鉻酸鉀標準溶液標定。
硫酸，ρ=1.84。
3. 測定步驟
溶解氧的固定:用吸液管插入溶解氧瓶的液麵下，加入1mL硫酸錳溶液，2mL堿性碘化鉀溶液，蓋好瓶塞，顛倒混合數次，靜置。一般在取樣現場固定。
打開（kāi）瓶塞，立即用吸管插入液麵下加入（rù）2.0mL硫酸（suān）。蓋好瓶塞，顛倒混合搖勻，至沉澱物全部溶解，放於暗處靜置5min
吸取100.00mL上（shàng）述（shù）溶液（yè）於250mL錐形瓶中，用（yòng）硫代硫酸（suān）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（qù），記錄硫（liú）代硫酸鈉溶液用量（liàng）。
4. 計算
溶解氧(O2，mg/L)=M*V*8000/100
式中:
M--硫代硫酸鈉（nà）標準（zhǔn）溶液的濃（nóng）度(mol/L);
V--滴定消耗硫代（dài）硫酸鈉（nà）標準溶（róng）液體積(mL)。
5. 注意事項
當水樣中含有亞硝酸鹽時會（huì）幹擾（rǎo）測定，可（kě）加（jiā）入（rù）疊（dié）氮化鈉（nà）使水中的亞（yà）硝酸鹽分解而消除幹擾。其加入方（fāng）法是預先將疊氮化鈉加入堿性碘化鉀溶液中。
如水樣中含Fe3 達100-200mg/L時，可加入1mL40%氟化鉀溶液消（xiāo）除幹擾。
如（rú）水樣中含氧化性物質(如遊離氯等)，應預先加入相當量的硫代硫酸鈉（nà）去除
4、溶解氧和其他控製指標的關係
1. 溶解氧與原水成分的關（guān）係
溶解氧和原水成分的關係，重點是（shì）原水成（chéng）分中有（yǒu）機物含量和溶解氧的關係。具（jù）體表現在原水中（zhōng）有機物含量越多，微生物為代謝分解這些有機物所需消耗的溶解氧（yǎng）就越多，相反就（jiù）越少了。所以（yǐ）在控製曝（pù）氣的時候，要（yào）注意水量和廢水中有機物的含量相匹配。
當進水量是平時的1.5倍時，若不（bú）調整（zhěng）曝氣量的話，會出現曝氣池出水溶解氧過低，有時甚至（zhì）會低於0.5mg/L，不利於活性汙泥發揮高（gāo）效率處理效果。如果進水流量沒有增加，但（dàn）是廢水中有機物濃度過高時，同樣也會出現對溶解氧需求增大，繼而出現（xiàn）曝（pù）氣池出水溶解氧過低的現象。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、使得曝氣池液麵存在隔絕（jué）大氣的隔離層（céng），進而影響（xiǎng）曝氣效果的提升。
2. 溶解氧與活（huó）性汙泥濃（nóng）度的關係（xì）
溶解氧和活性汙泥濃度的關係還是比較密切的，通常看到的是高活（huó）性汙泥濃度對溶解氧的需求明顯高於低活性汙泥濃度對（duì）溶（róng）解氧的需（xū）求。所以，要達到去除汙染（rǎn）物，並達到排放濃度的情（qíng）況下，要盡量降低活性汙泥的濃（nóng）度，這（zhè）對（duì）降低（dī）曝氣量、減少電力消耗是非常有利的。
同時，在低活性汙泥濃（nóng）度情況下（xià），需（xū）注（zhù）意不要過度曝氣（qì），以免出現（xiàn）溶解氧過高，對僅有（yǒu）的（de）活性汙泥出現過度氧化現象（xiàng），這樣對二（èr）沉池的出水不利。
通常可以看到二沉池出水中夾雜較多的未沉（chén）降顆粒流出，這就是被氧化的活性汙泥解體後分解在出水中的緣故。同樣高活性汙（wū）泥濃度對溶解氧（yǎng）的需求是很高的，不（bú）能（néng）不加控製（zhì）的將活性汙泥濃度一直升高，這樣會（huì）出現供氧跟不上而出現缺（quē）氧現象，自然，活性汙泥的處理效果也就受到抑製了（le）。
3. 溶解氧與活性汙泥沉降比的關（guān）係
溶解氧和活性汙泥沉降比的關係，可以理（lǐ）解為（wéi）溶解氧對活性汙泥（ní）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（kōng）氣氣泡附著在活（huó）性汙泥的菌膠團上，導致活性汙泥上浮到液麵而產生浮渣。
活性汙泥的壓縮性變差，特別是活性汙泥發生絲狀菌（jun1）膨脹的時候，更加容易導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、溶解氧的控製依據及優化
主要依據：原水水質(有機物（wù）、氮、磷）、活（huó）性汙（wū）泥的濃度、汙泥沉降比、pH、溫度、食微比（F/M)等（děng）進行控製。
當然，書（shū）麵上給的理論值：一般好氧條件下溶解氧濃度為（wéi）≥2.0 mg/L,厭氧條件下溶解氧濃度為≤0.2 mg/L,缺氧條（tiáo）件下溶解氧濃度為0.2-0.5 mg/L。具體還是要根據實際情（qíng）況來把握。

1. 原水水質
一般原水中（zhōng）有機物含量越多，微生物分解代謝的耗氧（yǎng）量越（yuè）多，以及硝化反應等對溶（róng）解氧的需求（qiú），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（nóng）度
在達到去除汙染物、並到達排放濃度的情況下要盡量的降（jiàng）低活性汙泥的濃度，這對於降低曝（pù）氣量、減少電力消耗非（fēi）常有利。同時，在（zài）低活性汙泥濃度情況下，更要注意不要過度曝氣，否則會出現（xiàn）汙泥膨脹，使得出水混濁；當（dāng）然，高的活性汙泥濃度需要較高的溶解氧，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（chén）降比
過度的曝氣（qì）會使細小的起泡附著在活性汙泥（ní）的菌膠團上，導致活性汙泥上浮到液麵，使得汙泥沉降性能變差。在實際（jì）操作中應該注意這個問題，特別是發生汙泥絲狀膨脹時（shí）候，更容易導（dǎo）致曝氣的細小氣泡附著在菌膠團上（shàng），繼而導致液麵出現大量浮渣。
4. 溫度
不同溫度下，汙（wū）水（shuǐ）中的溶解氧濃度不（bú）同，會對活（huó）性汙泥濃（nóng）度及微生（shēng）物等產生影響。低（dī）溫、高溫（wēn）都會（huì）影響（xiǎng）水中溶解氧和微生物活性，使得（dé）汙水處理效率低（dī）下。對於北方的低溫，通常是建立地下（xià）或半地下室或室內處理；對於高溫天氣（qì），則（zé）是通過調節池來調節池內溫度進（jìn）而提高處理效（xiào）率。
5. 食微比（F/M)
食微比越高，越低（dī），需氧（yǎng）量相對就越（yuè）高，這可以知道我們在水處理過程中通過食微比值來達到節能的（de）目（mù）的，即在保證處理效果的前提下，盡量（liàng）提高食微比，以避免（miǎn）不（bú）必要（yào）的曝氣（qì）消耗。
6、厭氧與缺氧池的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；缺氧反應是兼性菌參與的生化反應（yīng），兼性菌是可以在好氧也可以在（zài）缺氧的情（qíng）況下反應，為了（le）反（fǎn）硝化（huà）的（de）進行（háng）要求係統（tǒng）的溶解氧在0.5mg/L以下（xià），一般小於0.2mg/L就（jiù）稱為厭氧段，大於0.2mg/L小於0.5mg/L稱為（wéi）缺氧段。
為減少厭氧（yǎng）或者缺氧（yǎng）池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（guǒ）經過曝氣沉砂池或進水前有跌落充（chōng）氧就要考慮（lǜ）控製減（jiǎn）少氣量或減少落差，以減少充氧。
2. 回流汙泥
沉澱池進水的溶解氧夠用就好，隻要沉澱池不發生反硝化就好，太多（duō）的溶解（jiě）氧會使回流汙泥（ní）溶解氧（yǎng）過高。
3. 內回流（liú）
AO/AAO都設計有內回流，可以通（tōng）過控製（zhì）內回流泵附近的曝氣使曝氣池這一段氣量（liàng）少於（yú）其他段，則內回流帶回去的溶（róng）解氧也會較（jiào）少。