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(lái)說(shuō)，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(guò)程中，好氧狀態(tài)是一個(gè)非常重要的狀態(tài)，為了檢測(cè)活性污泥的好氧狀態(tài)，在污水廠的日常監(jiān)測(cè)中的有曝氣池的溶解氧(Dissloved Oxygen)DO的檢測(cè)一項(xiàng)，今天我們就來(lái)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(guò)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(guò)程，從溶解氧我們能看到什么呢?

我們來(lái)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(lái)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(lái)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(zhǎng)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(guò)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(guò)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(chǎng)合中也有用跌水曝氣的方式，通過(guò)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(lái)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(guò)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(lái)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(lái)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(guò)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(lái)說(shuō)，其實(shí)我們檢測(cè)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(shī)：嗟余老矣倦呼吸，起晏光景難瞻承。也就是說(shuō)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(zhǎng)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(shì)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(guó)BroadleyJames來(lái)說(shuō)是個(gè)重大利好。美國(guó)BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極制造商，必將為中國(guó)的環(huán)保事業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國(guó)BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，測(cè)試準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于各級(jí)環(huán)保污水監(jiān)測(cè)以及污水處理過(guò)程。

從上面的分析來(lái)看，污水廠的溶解氧檢測(cè)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(cè)，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(guò)長(zhǎng)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(shuō)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(shuō)明提供的氧氣過(guò)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(lái)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(lái)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(jiǎn)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(cè)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(lèi)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(kāi)始到下一個(gè)曝氣裝置之間，溶解氧是從高到低的消耗過(guò)程，要定時(shí)檢測(cè)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(yíng)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。