01溶解氧(DO)的定義及理解

應該說，理論上來講，當曝氣池各點監測到的DO值略大于0(如0.01mg/L)時，可以理解為充氧正好滿足活性污泥中微生物對溶解氧的要求。但是事實上，我們還是沒有簡單的將溶解氧控制在大于0的水平，而是應用教科書中的做法，把DO控制在1～3mg/L的范圍內。究其原因還是因為，整個曝氣池而言，溶解氧的分布和各曝氣池區域內的溶解氧需求是不一樣的。為了保守的穩定活性污泥在分解有機物或自身代謝過程中對溶解氧的需求，才將DO控制在1～3mg/L。

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

從實際情況看，發現在實際運行中，很多情況下將溶解氧控制在1～3mg/L是沒有必要的，特別是控制超過3mg/L更是毫無意義，的結果只是導致電能的浪費和出水中含有細小懸浮顆粒。所以，在根據書面理論同時要結合實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。水中溶解氧的來源有兩個方面，其一是水體和大氣平衡狀態下溶解到水體中的氧，其二是在水體中進行化學反應、生物化學反應而形成的氧。

溶解氧是水中動物、植物、微生物生存的必要條件，通過溶解氧的測定，可獲知水體污染情況，為污水治理和保護提供必要的數據支持和理論指導。

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

如果水體中的有機物含量比較多，水體生物耗氧速度大于溶解氧的補給速度，則水中溶解氧的含量會逐步降低，如果處理不及時，溶解氧可能降低到零，導致水體中的生物大量死亡，水體發生、發酵等問題，致使水質發生嚴重惡化。

影響水中溶解氧的因素主要包括兩個方面，其一是水中溶解氧下降時形成的耗氧作用，如：好氧有機物降解時會消耗水中的溶解氧;其二是溶解氧增加的復氧作用，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發生不同程度的變化。

03溶解氧(DO)過高有什么影響?

以常用的活性污泥系統為例，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)，食微比計算公式如下：

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

式中：

F：Food 代表食物，進入系統的食物量(BOD)

M：Microorganism 代表活性物質量(污泥量)

Q：水量，

COD：進出水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，食微比過高說明微生物食物過剩，曝氣池處于高負荷運行狀態，食微比過低則曝氣池處于低負荷運行狀態。

食微比過高與過低會出現什么結果呢?

當曝氣池處于合適的食微比范圍運行時，活性污泥絮體結構良好，沉降性能優良，出水清澈透明。

當曝氣池處于高食微比運行狀態時，甚至超負荷運行時，由于食物過剩，活性污泥沉降性能變差，出水渾濁，廢水中的BOD難以被降解

當曝氣池處于低食微比運行狀態時，由于食物不足，活性污泥容易出現老化現象。

長期低食微比運行，可能導致污泥發生解絮，甚至誘發活性污泥絲狀菌膨脹。當活性污泥出現老化現象并引發污泥發生解絮時，活性污泥絮體結構會變得較為松散，出水中會攜帶很多細小的污泥碎片，導致出水的清澈度下降，水質惡化。

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

當曝氣池處于高食微比運行狀態時，維持相對較高的溶解氧是有利的，可加快廢水中有機物的降解速率。

當曝氣池處于低食微比運行狀態時，如果仍然維持較高的溶解氧，由于食物不足，會促使活性污泥內源代謝的加快發生，最終導致活性污泥解絮現象的發生，即通常所說的過曝氣現象。

所以，在好氧系統的運行中，溶解氧濃度的控制應與食微比的控制密切相關，高食微比可控制較高的溶解氧濃度，促使有機污染物的有效降解。而相反，當食微比不足時，則應控制相對較低的溶解氧濃度，降低內源代謝的速率，以避免污泥老化及污泥解絮現象的發生，同時也可以降低電耗和節約運行成本。

04溶解氧(DO)的控制依據及優化

主要依據：原水水質(有機物、氮、磷)、活性污泥的濃度、污泥沉降比、pH、溫度、食微比(F/M)等進行控制。

當然，書面上給的理論值：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。具體還是要根據實際情況來把握。

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量越多，以及硝化反應等對溶解氧的需求，所以控制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、活性污泥濃度：

在達到去除污染物、并到達排放濃度的情況下要盡量的降低活性污泥的濃度，這對于降低曝氣量、減少電力消耗非常有利。同時，在低活性污泥濃度情況下，更要注意不要過度曝氣，否則會出現污泥膨脹，使得出水混濁;當然，高的活性污泥濃度需要較高的溶解氧，否則會出現缺氧現象，使得污水處理效果受到抑制。

3、污泥沉降比：

過度的曝氣會使細小的起泡附著在活性污泥的菌膠團上，導致活性污泥上浮到液面，使得污泥沉降性能變差。在實際操作中應該注意這個問題，特別是發生污泥絲狀膨脹時候，更容易導致曝氣的細小氣泡附著在菌膠團上，繼而導致液面出現大量浮渣。

4、pH：

通過對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，除了要充分了解調節池功能外，還要與排放單位建立聯系，了解污水水質情況，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，會對活性污泥濃度及微生物等產生影響。低溫、高溫都會影響水中溶解氧和微生物活性，使得污水處理效率低下。對于北方的低溫，通常是建立地下或半地下室或室內處理;對于高溫天氣，則是通過調節池來調節池內溫度進而提高處理效率。

6、食微比(F/M)：

食微比越高，越低，需氧量相對就越高，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的關系

1. 溶解氧與原水成分的關系

溶解氧和原水成分的關系，重點是原水成分中有機物含量和溶解氧的關系。具體表現在原水中有機物含量越多，微生物為代謝分解這些有機物所需消耗的溶解氧就越多，相反就越少了。所以在控制曝氣的時候，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低，有時甚至會低于0.5mg/L，不利于活性污泥發揮高效率處理效果。如果進水流量沒有增加，但是廢水中有機物濃度過高時，同樣也會出現對溶解氧需求增大，繼而出現曝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，進而影響曝氣效果的提升。

2. 溶解氧與活性污泥濃度的關系

溶解氧和活性污泥濃度的關系還是比較密切的，通常看到的是高活性污泥濃度對溶解氧的需求明顯高于低活性污泥濃度對溶解氧的需求。所以，要達到去除污染物，并達到排放濃度的情況下，要盡量降低活性污泥的濃度，這對降低曝氣量、減少電力消耗是非常有利的。

同時，在低活性污泥濃度情況下，需注意不要過度曝氣，以免出現溶解氧過高，對僅有的活性污泥出現過度氧化現象，這樣對二沉池的出水不利。

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，這樣會出現供氧跟不上而出現缺氧現象，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系

溶解氧和活性污泥沉降比的關系，可以理解為溶解氧對活性污泥沉降性的影響。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污泥的菌膠團上，導致活性污泥上浮到液面而產生浮渣。

活性污泥的壓縮性變差，特別是活性污泥發生絲狀菌膨脹的時候，更加容易導致曝氣的細小氣泡附著在菌膠團上，繼而導致液面產生大量浮渣。