當(dāng)前污水處理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(shí)際的廢水生物處理操作中具有舉足輕重的作用，這一指標(biāo)的不合適或波動(dòng)過(guò)大，會(huì)迅速導(dǎo)致活性污泥系統(tǒng)受到?jīng)_擊，進(jìn)而影響處理效率。因此在實(shí)際生化處理工藝中，需嚴(yán)格控制溶解氧的含量。那么什么是溶解氧，測(cè)量其濃度有何意義？今天就來(lái)了解下相關(guān)知識(shí)。

01溶解氧(DO)的定義及理解

溶解氧指溶解在水中的氧含量。又稱(chēng)氧飽和值，指水體與大氣中氧交換處于平衡時(shí)，水體中溶解氧的濃度。在通常的大氣壓力條件下，飽和溶解氧OS只隨水溫T而變化，飽和溶解氧還隨大氣壓力而變化，大氣壓力越低，OS值則越小。飽和溶解氧也隨水中的鹽度而變化，鹽度增高，OS 值減小。

應(yīng)該說(shuō)，理論上來(lái)講，當(dāng)曝氣池各點(diǎn)監(jiān)測(cè)到的DO值略大于0(如0.01mg/L)時(shí)，可以理解為充氧正好滿(mǎn)足活性污泥中微生物對(duì)溶解氧的要求。但是事實(shí)上，我們還是沒(méi)有簡(jiǎn)單的將溶解氧控制在大于0的水平，而是應(yīng)用教科書(shū)中的做法，把DO控制在1～3mg/L的范圍內(nèi)。究其原因還是因?yàn)椋麄€(gè)曝氣池而言，溶解氧的分布和各曝氣池區(qū)域內(nèi)的溶解氧需求是不一樣的。為了保守的穩(wěn)定活性污泥在分解有機(jī)物或自身代謝過(guò)程中對(duì)溶解氧的需求，才將DO控制在1～3mg/L。

但是，實(shí)際操作和書(shū)面上固定僵化的DO理論值往往是不同的，不能只是依照書(shū)面上理論值，還要充分結(jié)合實(shí)際情況!

從實(shí)際情況看，發(fā)現(xiàn)在實(shí)際運(yùn)行中，很多情況下將溶解氧控制在1～3mg/L是沒(méi)有必要的，特別是控制超過(guò)3mg/L更是毫無(wú)意義，唯一的結(jié)果只是導(dǎo)致電能的浪費(fèi)和出水中含有細(xì)小懸浮顆粒。所以，在根據(jù)書(shū)面理論同時(shí)要結(jié)合實(shí)際情況合理控制溶解氧。

02影響溶解氧的因素

所謂溶解氧就是指溶到水體中的分子氧。水中溶解氧的來(lái)源有兩個(gè)方面，其一是水體和大氣平衡狀態(tài)下溶解到水體中的氧，其二是在水體中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)、生物化學(xué)反應(yīng)而形成的氧。

溶解氧是水中動(dòng)物、植物、微生物生存的必要條件，通過(guò)溶解氧的測(cè)定，可獲知水體污染情況，為污水治理和保護(hù)提供必要的數(shù)據(jù)支持和理論指導(dǎo)。

水中溶解氧的含量和很多方面有關(guān)，比如：大氣壓力、水體溫度、含鹽量等。通常情況下，沒(méi)有受到污染的水體，溶解氧多呈現(xiàn)飽和狀態(tài)。

如果水體中的有機(jī)物含量比較多，水體生物耗氧速度大于溶解氧的補(bǔ)給速度，則水中溶解氧的含量會(huì)逐步降低，如果處理不及時(shí)，溶解氧可能降低到零，導(dǎo)致水體中的生物大量死亡，水體發(fā)生腐敗、發(fā)酵等問(wèn)題，致使水質(zhì)發(fā)生嚴(yán)重惡化。

影響水中溶解氧的因素主要包括兩個(gè)方面，其一是水中溶解氧下降時(shí)形成的耗氧作用，如：好氧有機(jī)物降解時(shí)會(huì)消耗水中的溶解氧;其二是溶解氧增加的復(fù)氧作用，比如：空氣中氧氣的溶解、水中植物自身的光合作用等。在這兩種因素的共同作用下，水中溶解氧的含量會(huì)發(fā)生不同程度的變化。

03溶解氧(DO)過(guò)高有什么影響?

以常用的活性污泥系統(tǒng)為例，每天供給曝氣池的COD的總量與曝氣池中活性污泥的總量之比即為食微比(其中供給的COD可以看作是提供給微生物的食物)，食微比計(jì)算公式如下：

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

式中：F：Food代表食物，進(jìn)入系統(tǒng)的食物量(BOD)M：Microorganism代表活性物質(zhì)量(污泥量)

Q：水量，

COD：進(jìn)出水COD的差值

MLVSS：活性污泥濃度

Va：曝氣池容積通常食微比的合適范圍為0.1-0.25kgBOD5/kgMLSS.d之間，食微比過(guò)高說(shuō)明微生物食物過(guò)剩，曝氣池處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，食微比過(guò)低則曝氣池處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。

食微比過(guò)高與過(guò)低會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果呢?當(dāng)曝氣池處于合適的食微比范圍運(yùn)行時(shí)，活性污泥絮體結(jié)構(gòu)良好，沉降性能優(yōu)良，出水清澈透明。

當(dāng)曝氣池處于高食微比運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，甚至超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于食物過(guò)剩，活性污泥沉降性能變差，出水渾濁，廢水中的BOD難以被完全降解

當(dāng)曝氣池處于低食微比運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，由于食物不足，活性污泥容易出現(xiàn)老化現(xiàn)象。

長(zhǎng)期低食微比運(yùn)行，可能導(dǎo)致污泥發(fā)生解絮，甚至誘發(fā)活性污泥絲狀菌膨脹。當(dāng)活性污泥出現(xiàn)老化現(xiàn)象并引發(fā)污泥發(fā)生解絮時(shí)，活性污泥絮體結(jié)構(gòu)會(huì)變得較為松散，出水中會(huì)攜帶很多細(xì)小的污泥碎片，導(dǎo)致出水的清澈度下降，水質(zhì)惡化。

了解完食微比以后，我們來(lái)看溶解氧對(duì)于處理效果的影響。高溶解氧會(huì)加快微生物的代謝作用。

當(dāng)曝氣池處于高食微比運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，維持相對(duì)較高的溶解氧是有利的，可加快廢水中有機(jī)物的降解速率。

當(dāng)曝氣池處于低食微比運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如果仍然維持較高的溶解氧，由于食物不足，會(huì)促使活性污泥內(nèi)源代謝的加快發(fā)生，最終導(dǎo)致活性污泥解絮現(xiàn)象的發(fā)生，即通常所說(shuō)的過(guò)曝氣現(xiàn)象。

所以，在好氧系統(tǒng)的運(yùn)行中，溶解氧濃度的控制應(yīng)與食微比的控制密切相關(guān)，高食微比可控制較高的溶解氧濃度，促使有機(jī)污染物的有效降解。而相反，當(dāng)食微比不足時(shí)，則應(yīng)控制相對(duì)較低的溶解氧濃度，降低內(nèi)源代謝的速率，以避免污泥老化及污泥解絮現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)也可以降低電耗和節(jié)約運(yùn)行成本。

04溶解氧(DO)的控制

依據(jù)及優(yōu)化主要依據(jù)：原水水質(zhì)(有機(jī)物、氮、磷)、活性污泥的濃度、污泥沉降比、pH、溫度、食微比(F/M)等進(jìn)行控制。

當(dāng)然，書(shū)面上給的理論值：一般好氧條件下溶解氧濃度為≥2.0 mg/L,厭氧條件下溶解氧濃度為≤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(jù)實(shí)際情況來(lái)把握。

1、原水水質(zhì)：一般原水中有機(jī)物含量越多，微生物分解代謝的耗氧量越多，以及硝化反應(yīng)等對(duì)溶解氧的需求，所以控制溶解氧時(shí)要注意進(jìn)水水量的變化和進(jìn)水中有機(jī)物的含量。

2、活性污泥濃度：在達(dá)到去除污染物、并到達(dá)排放濃度的情況下要盡量的降低活性污泥的濃度，這對(duì)于降低曝氣量、減少電力消耗非常有利。同時(shí)，在低活性污泥濃度情況下，更要注意不要過(guò)度曝氣，否則會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹，使得出水混濁;當(dāng)然，高的活性污泥濃度需要較高的溶解氧，否則會(huì)出現(xiàn)缺氧現(xiàn)象，使得污水處理效果受到抑制。

3、污泥沉降比：過(guò)度的曝氣會(huì)使細(xì)小的起泡附著在活性污泥的菌膠團(tuán)上，導(dǎo)致活性污泥上浮到液面，使得污泥沉降性能變差。在實(shí)際操作中應(yīng)該注意這個(gè)問(wèn)題，特別是發(fā)生污泥絲狀膨脹時(shí)候，更容易導(dǎo)致曝氣的細(xì)小氣泡附著在菌膠團(tuán)上，繼而導(dǎo)致液面出現(xiàn)大量浮渣。

4、pH：通過(guò)對(duì)活性污泥濃度及微生物等的影響，間接的影響到溶解氧量。所以在污水處理控制時(shí)，除了要充分了解調(diào)節(jié)池功能外，還要與排放單位建立聯(lián)系，了解污水水質(zhì)情況，以便投加合適的試劑中和異常的pH。

5、溫度：不同溫度下，污水中的溶解氧濃度不同，會(huì)對(duì)活性污泥濃度及微生物等產(chǎn)生影響。低溫、高溫都會(huì)影響水中溶解氧和微生物活性，使得污水處理效率低下。對(duì)于北方的低溫，通常是建立地下或半地下室或室內(nèi)處理;對(duì)于高溫天氣，則是通過(guò)調(diào)節(jié)池來(lái)調(diào)節(jié)池內(nèi)溫度進(jìn)而提高處理效率。

6、食微比(F/M)：食微比越高，越低，需氧量相對(duì)就越高，這可以知道我們?cè)谒幚磉^(guò)程中通過(guò)食微比值來(lái)達(dá)到節(jié)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。

05溶解氧和其他控制指標(biāo)的關(guān)系

1.溶解氧與原水成分的關(guān)系溶解氧和原水成分的關(guān)系，重點(diǎn)是原水成分中有機(jī)物含量和溶解氧的關(guān)系。具體表現(xiàn)在原水中有機(jī)物含量越多，微生物為代謝分解這些有機(jī)物所需消耗的溶解氧就越多，相反就越少了。所以在控制曝氣的時(shí)候，要注意水量和廢水中有機(jī)物的含量相匹配。

當(dāng)進(jìn)水量是平時(shí)的1.5倍時(shí)，若不調(diào)整曝氣量的話(huà)，會(huì)出現(xiàn)曝氣池出水溶解氧過(guò)低，有時(shí)甚至?xí)陀?.5mg/L，不利于活性污泥發(fā)揮高效率處理效果。如果進(jìn)水流量沒(méi)有增加，但是廢水中有機(jī)物濃度過(guò)高時(shí)，同樣也會(huì)出現(xiàn)對(duì)溶解氧需求增大，繼而出現(xiàn)曝氣池出水溶解氧過(guò)低的現(xiàn)象。原水中一些特殊成分的存在，同樣也會(huì)影響充氧效果。比如水中洗滌劑的存在、使得曝氣池液面存在隔絕大氣的隔離層，進(jìn)而影響曝氣效果的提升。

2.溶解氧與活性污泥濃度的關(guān)系溶解氧和活性污泥濃度的關(guān)系還是比較密切的，通?？吹降氖歉呋钚晕勰酀舛葘?duì)溶解氧的需求明顯高于低活性污泥濃度對(duì)溶解氧的需求。所以，要達(dá)到去除污染物，并達(dá)到排放濃度的情況下，要盡量降低活性污泥的濃度，這對(duì)降低曝氣量、減少電力消耗是非常有利的。

同時(shí)，在低活性污泥濃度情況下，需注意不要過(guò)度曝氣，以免出現(xiàn)溶解氧過(guò)高，對(duì)僅有的活性污泥出現(xiàn)過(guò)度氧化現(xiàn)象，這樣對(duì)二沉池的出水不利。

通常可以看到二沉池出水中夾雜較多的未沉降顆粒流出，這就是被氧化的活性污泥解體后分解在出水中的緣故。同樣高活性污泥濃度對(duì)溶解氧的需求是很高的，不能不加控制的將活性污泥濃度一直升高，這樣會(huì)出現(xiàn)供氧跟不上而出現(xiàn)缺氧現(xiàn)象，自然，活性污泥的處理效果也就受到抑制了。

3.溶解氧與活性污泥沉降比的關(guān)系溶解氧和活性污泥沉降比的關(guān)系，可以理解為溶解氧對(duì)活性污泥沉降性的影響。主要會(huì)出現(xiàn)以下2種情況：

過(guò)度曝氣容易使細(xì)小的空氣氣泡附著在活性污泥的菌膠團(tuán)上，導(dǎo)致活性污泥上浮到液面而產(chǎn)生浮渣。

活性污泥的壓縮性變差，特別是活性污泥發(fā)生絲狀菌膨脹的時(shí)候，更加容易導(dǎo)致曝氣的細(xì)小氣泡附著在菌膠團(tuán)上，繼而導(dǎo)致液面產(chǎn)生大量浮渣。