污水處理知識(shí)篇：活性污泥法之曝氣池的DO

對(duì)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(nèi)，活性污泥處于好氧狀態(tài)，吸收分解有機(jī)污染物質(zhì)，zui終把污水轉(zhuǎn)變成潔凈的水排出系統(tǒng)。這樣的過程中，好氧狀態(tài)是一個(gè)非常重要的狀態(tài)，為了檢測活性污泥的好氧狀態(tài)，在污水廠的日常監(jiān)測中的有曝氣池的溶解氧(Dissloved Oxygen)DO的檢測一項(xiàng)，今天我們就來聊聊這個(gè)曝氣池內(nèi)的DO。

公眾號(hào)在污水水質(zhì)介紹中的《幕后英雄-BOD》談到了水中溶解氧對(duì)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?dāng)嗝娴娜芙庋醯淖兓€，溶解氧是從低到高的一個(gè)變化，這種變化就是反應(yīng)了自然界微生物對(duì)水體污染的降解的過程中對(duì)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(qiáng)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(jī)污染物，好氧微生物zui大的特點(diǎn)就是對(duì)氧氣的需求量極大，它們需要氧氣參與它們的生物反應(yīng)，需要氧氣來獲得氧化還原反應(yīng)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(chuàng)造出一個(gè)富含氧氣的環(huán)境。根據(jù)曝氣機(jī)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(fēng)機(jī)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(dòng)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(dá)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(gè)指標(biāo)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(dāng)這些低溶解氧的污水進(jìn)入到生物反應(yīng)的曝氣池內(nèi)時(shí)，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(shí)也要完成它們對(duì)進(jìn)水中有機(jī)污染物的降解，因此它們需要一個(gè)外界強(qiáng)加給進(jìn)水的富氧的環(huán)境。而污水廠里的曝氣池的設(shè)計(jì)就是通過人為的強(qiáng)制把氧氣充入污水內(nèi)，以達(dá)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(gè)推流式的曝氣池內(nèi)，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(gè)曝氣區(qū)域內(nèi)的設(shè)計(jì)都是均勻布置的，所以理論上，送到曝氣區(qū)域的每一個(gè)位置氧氣量都是一樣。但是在推流式的曝氣池內(nèi)，在曝氣池頭部由于有機(jī)污染物含量高，活性污泥需要進(jìn)行大量的生物反應(yīng)來降解這些高濃度的有機(jī)污染物，對(duì)氧氣的消耗量極大，因此在曝氣池的頭部的溶解氧會(huì)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(duì)污水中的有機(jī)污染物逐步吸收降解完成后，生物反應(yīng)速度和程度逐步下降，對(duì)溶解氧的消耗越來越少，理想的狀態(tài)就是到了出口處，活性污泥已經(jīng)*將混合液中的有機(jī)污染通過好氧反應(yīng)全部消耗完成，不再需要氧氣，這時(shí)的溶解氧應(yīng)該達(dá)到整個(gè)曝氣池的zui高值。從這個(gè)角度來說，其實(shí)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(yīng)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(gè)出口階段，好氧微生物已經(jīng)完成了它們的工作，生長周期也應(yīng)該進(jìn)入到了衰老期，已經(jīng)厭倦了呼吸氧氣，也進(jìn)入到了了一個(gè)難瞻承的階段，所以我們要進(jìn)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(biāo)，勢必成為供求的熱點(diǎn)，這對(duì)廣大的E-1312 pH電極制造商，比如美國BroadleyJames來說是個(gè)重大利好。美國BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極制造商，必將為中國的環(huán)保事業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，測試準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于各級(jí)環(huán)保污水監(jiān)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(yīng)該放在曝氣池的出口處，對(duì)出口的溶解氧進(jìn)行檢測，就能夠反映出整個(gè)曝氣區(qū)域內(nèi)活性污泥對(duì)有機(jī)污染物的降解程度。通過長期的經(jīng)驗(yàn)積累，在污水廠出口的溶解氧DO有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值2mg/L，低于這個(gè)數(shù)值意味著好氧反應(yīng)還在進(jìn)行，說明我們?nèi)藶閺?qiáng)加給曝氣區(qū)域的曝氣量不足，需要進(jìn)一步的提高充入曝氣池內(nèi)的風(fēng)量。如果高于這個(gè)數(shù)值，說明提供的氧氣過多，好氧微生物已經(jīng)在出口前段*反應(yīng)完成，造成了出口處的氧氣富裕，可以進(jìn)行下調(diào)曝氣裝置，來降低能耗。當(dāng)然這只是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)的指導(dǎo)數(shù)據(jù)，在實(shí)際運(yùn)行中還是要結(jié)合水廠自身的實(shí)際運(yùn)行效果來進(jìn)行這個(gè)數(shù)值的設(shè)定。在運(yùn)行管理中，對(duì)曝氣機(jī)械的投用臺(tái)數(shù)要靈活針對(duì)各種處理效果進(jìn)行調(diào)整，以微生物的良好活性和zui終的出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)為zui終的調(diào)整目的。

在一些變種的活性污泥法中，水流循環(huán)不是簡單的推流，有氧化溝的循環(huán)流方式，有多點(diǎn)進(jìn)水方式，有SBR工藝的模式，有A2O工藝的多點(diǎn)回流方式，往往曝氣區(qū)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(jié)合本廠的工藝實(shí)際，對(duì)曝氣區(qū)域進(jìn)行了解和詳細(xì)劃分，增加一些溶解氧的在線檢測點(diǎn)位。比如A2O工藝的厭氧區(qū)域和缺氧區(qū)域，由于不同功能種類的微生物對(duì)溶解氧需求都是不同的，因此會(huì)有不同的溶解氧的要求;還有氧化溝的循環(huán)流模式，曝氣裝置的安裝位置開始到下一個(gè)曝氣裝置之間，溶解氧是從高到低的消耗過程，要定時(shí)檢測溶解氧的濃度，以保證整個(gè)混流的氧化溝內(nèi)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(jìn)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(xiàn)出各種變化，對(duì)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(zhuǎn)移率)等等理論。作為污水廠的運(yùn)營管理人員，這些理論的實(shí)操性不強(qiáng)，我們應(yīng)該了解給活性污泥中的好氧微生物提供一個(gè)充足良好的好氧環(huán)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。