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污水處理知識篇：活性污泥法與溶氧的關系
污水處理知識篇：活性污泥法之曝氣池的DO
對于活性污泥法的污水處理廠來說，zui主要的部分在于曝氣池。在曝氣池內，活性污泥處于好氧狀態，吸收分解有機污染物質，zui終把污水轉變成潔凈的水排出系統。這樣的過程中，好氧狀態是一個非常重要的狀態，為了檢測活性污泥的好氧狀態，在污水廠的日常監測中的有曝氣池的溶解氧(Dissloved Oxygen)DO的檢測一項，今天我們就來聊聊這個曝氣池內的DO。
公眾號在污水水質介紹中的《幕后英雄-BOD》談到了水中溶解氧對生物的影響作用，可以看到從在自然水體中污染斷面到潔凈水斷面的溶解氧的變化曲線，溶解氧是從低到高的一個變化，這種變化就是反應了自然界微生物對水體污染的降解的過程中對溶解氧的需求情況。那么污水廠作為自然界的水污染降解的人工強化過程，從溶解氧我們能看到什么呢?
我們來了解活性污泥法的污水廠的曝氣。由于活性污泥法中絕大部分都采用的是好氧微生物來降解有機污染物，好氧微生物zui大的特點就是對氧氣的需求量極大，它們需要氧氣參與它們的生物反應，需要氧氣來獲得氧化還原反應的電子，所以為了保證這些微生物的良好生長我們就需要為它們創造出一個富含氧氣的環境。根據曝氣機械的安裝方式，污水廠的曝氣常用的底曝和表曝兩種方式，底曝一般是指將曝氣裝置安裝在曝氣池底部，通過鼓風機等把高壓氣體送入到曝氣池底部，然后逸出到曝氣池的混合液中;
表曝是指曝氣裝置在曝氣池水體表面，通過攪動水流方式把空氣帶入到曝氣池的混合液中。
在一些特殊的場合中也有用跌水曝氣的方式，通過水流的跌落，把空氣溶解到水中，達到曝氣的目的。
不論采用那種曝氣方式，目的都是為了在水中溶解更多的氧氣。在《BOD》一文里的氧垂曲線我們可以得知，水體污染的一個指標就是受污染水體的溶解氧幾乎為零。那么污水處理廠由于正是處理的受污染的生活污水，其中的溶解氧是非常少的。當這些低溶解氧的污水進入到生物反應的曝氣池內時，和回流污泥中的微生物溶合在一起后，活性污泥中的好氧微生物需要大量的氧氣來維持它們的正常生存和繁殖，同時也要完成它們對進水中有機污染物的降解，因此它們需要一個外界強加給進水的富氧的環境。而污水廠里的曝氣池的設計就是通過人為的強制把氧氣充入污水內，以達到滿足好氧微生物的氧氣需求。
從活性污泥的理論上講，在一個推流式的曝氣池內，溶解氧的含量變化也是符合《BOD》一文中的水體污染降解的變化曲線的。由于一般的污水廠的曝氣裝置在整個曝氣區域內的設計都是均勻布置的，所以理論上，送到曝氣區域的每一個位置氧氣量都是一樣。但是在推流式的曝氣池內，在曝氣池頭部由于有機污染物含量高，活性污泥需要進行大量的生物反應來降解這些高濃度的有機污染物，對氧氣的消耗量極大，因此在曝氣池的頭部的溶解氧會很低，一般生活污水的頭部在1mg/L以下。隨著水流方向，活性污泥對污水中的有機污染物逐步吸收降解完成后，生物反應速度和程度逐步下降，對溶解氧的消耗越來越少，理想的狀態就是到了出口處，活性污泥已經*將混合液中的有機污染通過好氧反應全部消耗完成，不再需要氧氣，這時的溶解氧應該達到整個曝氣池的zui高值。從這個角度來說，其實我們檢測的溶解氧不是混合液中真正可以溶解的溶解氧，而是好氧微生物反應剩余的氧氣的含量。所以題目用了這句詩：嗟余老矣倦呼吸，起晏光景難瞻承。也就是說到了這個出口階段，好氧微生物已經完成了它們的工作，生長周期也應該進入到了衰老期，已經厭倦了呼吸氧氣，也進入到了了一個難瞻承的階段，所以我們要進行活性污泥的分離，然后回流，讓它們重新獲得新生。pH做為zui基本的污水指標，勢必成為供求的熱點，這對廣大的E-1312 pH電極制造商，比如美國BroadleyJames來說是個重大利好。美國BroadleyJames做為老牌的E-1312pH電極制造商，必將為中國的環保事業帶來可觀的經濟效益。我們美國BroadleyJames生產的E-1312 pH電極經久耐用，質量可靠，測試準確，廣泛應用于各級環保污水監測以及污水處理過程。
從上面的分析來看，污水廠的溶解氧檢測應該放在曝氣池的出口處，對出口的溶解氧進行檢測，就能夠反映出整個曝氣區域內活性污泥對有機污染物的降解程度。通過長期的經驗積累，在污水廠出口的溶解氧DO有一個經驗數值2mg/L，低于這個數值意味著好氧反應還在進行，說明我們人為強加給曝氣區域的曝氣量不足，需要進一步的提高充入曝氣池內的風量。如果高于這個數值，說明提供的氧氣過多，好氧微生物已經在出口前段*反應完成，造成了出口處的氧氣富裕，可以進行下調曝氣裝置，來降低能耗。當然這只是一個經驗的指導數據，在實際運行中還是要結合水廠自身的實際運行效果來進行這個數值的設定。在運行管理中，對曝氣機械的投用臺數要靈活針對各種處理效果進行調整，以微生物的良好活性和zui終的出水水質達標為zui終的調整目的。
在一些變種的活性污泥法中，水流循環不是簡單的推流，有氧化溝的循環流方式，有多點進水方式，有SBR工藝的模式，有A2O工藝的多點回流方式，往往曝氣區域的溶解氧的變化不是依照推流式的方式變化的。因此在日常的管理中要結合本廠的工藝實際，對曝氣區域進行了解和詳細劃分，增加一些溶解氧的在線檢測點位。比如A2O工藝的厭氧區域和缺氧區域，由于不同功能種類的微生物對溶解氧需求都是不同的，因此會有不同的溶解氧的要求;還有氧化溝的循環流模式，曝氣裝置的安裝位置開始到下一個曝氣裝置之間，溶解氧是從高到低的消耗過程，要定時檢測溶解氧的濃度，以保證整個混流的氧化溝內的溶解氧滿足各種微生物的需求。
曝氣池的溶解氧受到多種因素的共同影響，有混合液的濃度MLSS，進水濃度，水溫，氣壓，曝氣裝置等等。在這些影響因素的作用下，混合液的溶解氧往往呈現出各種變化，對于混合液中的溶解氧深入的理論還有OUR(Oxygenuptakerate微生物氧氣攝取速率)，OTR(Oxygentransferrate氧氣轉移率)等等理論。作為污水廠的運營管理人員，這些理論的實操性不強，我們應該了解給活性污泥中的好氧微生物提供一個充足良好的好氧環境是很重要的工作，了解溶解氧的根源，從而更好的管理溶解氧以滿足微生物的需求。
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