關于溶解氧(DO)的詳解!
當(dang)前污水處理(li)(li)(li)(li)中的(de)生(sheng)(sheng)物處理(li)(li)(li)(li)大(da)多是(shi)采用厭氧(yang)與好氧(yang)相結合的(de)處理(li)(li)(li)(li)工藝,溶(rong)解(jie)氧(yang)在實際(ji)的(de)廢水生(sheng)(sheng)物處理(li)(li)(li)(li)操作中具有舉足(zu)輕重的(de)作用,這一指標的(de)不合適或(huo)波動(dong)過大(da),會(hui)迅速(su)導致活性污泥(ni)系(xi)統受到沖擊,進而影響處理(li)(li)(li)(li)效率。因此在實際(ji)生(sheng)(sheng)化處理(li)(li)(li)(li)工藝中,需嚴格控制溶(rong)解(jie)氧(yang)的(de)含量。
1、溶解氧的概述
溶(rong)氧(yang)(DO)是溶(rong)解氧(yang)(Dissolved Oxygen)的簡稱,是表征(zheng)水溶(rong)液中(zhong)氧(yang)的濃度(du)的參數(shu),是溶(rong)解在水中(zhong)的游離態氧(yang)。
溶解(jie)氧的單位(wei)為mg/L,用每升水(shui)里氧氣的毫克數表示(shi)。水(shui)中溶解(jie)氧的多少是表征(zheng)水(shui)體(ti)自凈能力的一個指標。溶解(jie)氧高有利(li)于對水(shui)體(ti)中各(ge)類污染物的降解(jie),從而使(shi)水(shui)體(ti)較(jiao)快(kuai)得(de)以(yi)凈化;反(fan)之(zhi),溶解(jie)氧低,水(shui)體(ti)中污染物降解(jie)較(jiao)緩慢。
2、影響溶解氧的因素
水(shui)中(zhong)溶解(jie)(jie)氧(yang)(yang)含量受到兩種(zhong)作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)影響:一種(zhong)是使(shi)DO下降的(de)(de)(de)(de)耗氧(yang)(yang)作(zuo)用(yong),包括好氧(yang)(yang)有(you)機(ji)物降解(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)耗氧(yang)(yang),先進代(dai)謝(xie)耗氧(yang)(yang);另一種(zhong)是使(shi)DO增加的(de)(de)(de)(de)復氧(yang)(yang)作(zuo)用(yong),主要有(you)空氣中(zhong)氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)溶解(jie)(jie),曝氣手段等。這兩種(zhong)作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)相互消長(chang),使(shi)水(shui)中(zhong)溶解(jie)(jie)氧(yang)(yang)含量呈現出(chu)時空變化。
影響水中溶解氧(yang)的含量的環境因(yin)素(su)有水溫,氧(yang)分(fen)壓(ya),鹽(yan)度等因(yin)素(su)。
1. 水溫
在氧氣分(fen)壓,含(han)(han)鹽量一定時,溶解氧的(de)飽和(he)含(han)(han)量隨(sui)著水(shui)溫(wen)的(de)升高而(er)降低(di)。低(di)溫(wen)下溶解氧的(de)飽和(he)含(han)(han)量隨(sui)溫(wen)度的(de)變(bian)化更加(jia)顯著。
2. 含鹽量
在(zai)(zai)水(shui)(shui)(shui)溫,氧分壓(ya)一定時(shi),水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)含(han)(han)(han)鹽(yan)量(liang)(liang)越(yue)高(gao),水(shui)(shui)(shui)中(zhong)溶解(jie)氧的(de)(de)飽和(he)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)越(yue)小(xiao)海水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)含(han)(han)(han)鹽(yan)量(liang)(liang)比淡(dan)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)含(han)(han)(han)鹽(yan)量(liang)(liang)高(gao)的(de)(de)多,在(zai)(zai)相同條件下(xia),溶解(jie)氧在(zai)(zai)海水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)飽和(he)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)比在(zai)(zai)淡(dan)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)要低得多。天然淡(dan)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)體內(nei)含(han)(han)(han)鹽(yan)量(liang)(liang)的(de)(de)變化幅(fu)度很小(xiao),所(suo)以含(han)(han)(han)鹽(yan)量(liang)(liang)對溶解(jie)氧的(de)(de)飽和(he)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)影響不(bu)大,可(ke)以近似以純水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)飽和(he)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)計算。
3. 氧氣的分壓
在水(shui)溫含鹽量一定(ding)時,水(shui)中溶解氧(yang)的飽和含鹽量隨著液面(mian)上氧(yang)氣(qi)分壓的增大而增大。
4、溶解氧DO的監測
由于溶(rong)解(jie)氧(yang)(yang)容易受到空氣中(zhong)氧(yang)(yang)氣、溫(wen)度(du)、濕度(du)等因(yin)素影響,所以(yi)(yi)常常是運(yun)用在(zai)線檢(jian)測(ce)(ce)(ce)儀器或(huo)便攜式溶(rong)解(jie)氧(yang)(yang)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)儀進行(xing)現場監測(ce)(ce)(ce)。在(zai)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)時,應(ying)該將整(zheng)個曝氣池(chi)劃(hua)分(fen)成若干(gan)區域,就整(zheng)個區域范圍的(de)(de)溶(rong)解(jie)氧(yang)(yang)監測(ce)(ce)(ce)值(zhi)進行(xing)統(tong)計分(fen)析(xi),用以(yi)(yi)摸清本系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)不(bu)同階段和(he)時間點的(de)(de)溶(rong)解(jie)氧(yang)(yang)分(fen)布,這(zhe)對(dui)后續系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)整(zheng)體把握以(yi)(yi)及(ji)活性(xing)污(wu)泥故(gu)障分(fen)析(xi)非常有益。如果不(bu)具備這(zhe)樣的(de)(de)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)條件,可以(yi)(yi)通(tong)過(guo)監測(ce)(ce)(ce)曝氣池(chi)出口(kou)端的(de)(de)溶(rong)解(jie)氧(yang)(yang)作為活性(xing)污(wu)泥系(xi)(xi)統(tong)對(dui)有機物(wu)降解(jie)進程的(de)(de)最終結果判斷。通(tong)常情況(kuang)下,冬季充氧(yang)(yang)效果都要明(ming)顯優(you)于夏季。主要原因(yin)是冬季水溫(wen)較低(di)(di),溶(rong)解(jie)氧(yang)(yang)的(de)(de)飽(bao)和(he)度(du)高,相反,在(zai)夏季溶(rong)解(jie)氧(yang)(yang)的(de)(de)飽(bao)和(he)度(du)低(di)(di)。
溶解氧的測定方法:(碘量法)
1. 原理
水樣(yang)中(zhong)加(jia)入硫酸(suan)(suan)錳和堿性碘(dian)化(hua)(hua)鉀(jia),水中(zhong)溶(rong)解氧將低價(jia)錳氧化(hua)(hua)成高價(jia)錳,生成四價(jia)錳的(de)氫氧化(hua)(hua)物(wu)棕色沉(chen)淀。加(jia)酸(suan)(suan)后,氫氧化(hua)(hua)物(wu)沉(chen)淀溶(rong)解,并與碘(dian)離子反應而釋放(fang)出游離碘(dian)。以淀粉為指示劑(ji),用硫代硫酸(suan)(suan)鈉(na)標準溶(rong)液滴定釋放(fang)出的(de)碘(dian),據滴定溶(rong)液消耗量(liang)計(ji)算(suan)溶(rong)解氧含(han)量(liang)。
2. 試劑
硫(liu)酸(suan)錳溶(rong)液(ye):稱取480g硫(liu)酸(suan)錳(MnSO4·4H2O)溶(rong)于水(shui),用水(shui)稀釋至(zhi)1000mL。此溶(rong)液(ye)加至(zhi)酸(suan)化(hua)過的碘化(hua)鉀溶(rong)液(ye)中,遇淀(dian)粉不得產(chan)生藍色。
堿(jian)性碘(dian)化(hua)鉀溶液(ye)(ye):稱(cheng)取500g氫氧(yang)化(hua)鈉(na)溶解于(yu)300-400mL水(shui)中;另(ling)稱(cheng)取150g碘(dian)化(hua)鉀溶于(yu)200mL水(shui)中,待氫氧(yang)化(hua)鈉(na)溶液(ye)(ye)冷(leng)卻后(hou),將兩溶液(ye)(ye)合并,混勻(yun),用水(shui)稀釋至1000mL。如有沉(chen)淀,則放(fang)置過夜后(hou),傾出上層清液(ye)(ye),貯于(yu)棕色瓶中,用橡(xiang)皮塞(sai)塞(sai)緊,避(bi)光保(bao)存。此溶液(ye)(ye)酸化(hua)后(hou),遇淀粉應不(bu)呈藍色。
1+5硫(liu)酸溶液。
1%(m/V)淀(dian)粉溶(rong)液(ye):稱取1g可溶(rong)性淀(dian)粉,用少量水調成糊狀,再(zai)用剛(gang)煮沸(fei)的水稀(xi)釋(shi)至100mL。冷卻(que)后,加入0.1g水楊酸或0.4g氯化鋅防腐。
0.02500mol/L(1/6K2Cr2O7)重(zhong)鉻(ge)(ge)酸鉀標(biao)準溶(rong)液:稱取于105-110烘干2h,并冷(leng)卻的重(zhong)鉻(ge)(ge)酸鉀1.2258g,溶(rong)于水,移入(ru)1000mL容量瓶中,用(yong)水稀釋至標(biao)線,搖(yao)勻。
硫代硫酸(suan)鈉(na)(na)溶(rong)液:稱取3.2g硫代硫酸(suan)鈉(na)(na)(Na2S2O3·5H2O)溶(rong)于煮(zhu)沸放冷的水中,加(jia)0.2g碳酸(suan)鈉(na)(na),用水稀釋(shi)至1000mL,貯于棕色瓶(ping)中,使(shi)用前用0.02500mol/L重鉻酸(suan)鉀標準溶(rong)液標定。
硫酸,ρ=1.84。
3. 測定步驟
溶(rong)解氧的(de)固(gu)定:用吸液(ye)(ye)管(guan)插入(ru)溶(rong)解氧瓶的(de)液(ye)(ye)面(mian)下,加入(ru)1mL硫酸錳溶(rong)液(ye)(ye),2mL堿性(xing)碘化鉀溶(rong)液(ye)(ye),蓋好瓶塞(sai),顛倒混合數次,靜(jing)置(zhi)。一般在取樣現場固(gu)定。
打開瓶塞,立即(ji)用吸管插入(ru)液(ye)面下加入(ru)2.0mL硫酸。蓋(gai)好瓶塞,顛倒混合搖勻,至沉淀(dian)物全部溶解,放于暗處靜(jing)置5min
吸取100.00mL上述溶(rong)(rong)液于250mL錐形瓶(ping)中(zhong),用(yong)(yong)硫(liu)(liu)代(dai)(dai)硫(liu)(liu)酸鈉標(biao)準(zhun)溶(rong)(rong)液滴定(ding)至溶(rong)(rong)液呈淡(dan)黃色(se),加入(ru)1mL淀粉(fen)溶(rong)(rong)液,繼續滴定(ding)至藍色(se)剛好(hao)退去,記錄硫(liu)(liu)代(dai)(dai)硫(liu)(liu)酸鈉溶(rong)(rong)液用(yong)(yong)量。
4. 計算
溶解(jie)氧(O2,mg/L)=M*V*8000/100
式中:
M--硫(liu)代硫(liu)酸鈉標準溶液的濃度(mol/L);
V--滴定消耗硫(liu)代硫(liu)酸鈉(na)標準溶(rong)液體積(mL)。
5. 注意事項
當水(shui)樣中(zhong)含有(you)亞(ya)硝(xiao)酸鹽時(shi)會干擾(rao)測定,可加(jia)(jia)入(ru)疊氮(dan)化(hua)鈉使水(shui)中(zhong)的亞(ya)硝(xiao)酸鹽分解而消除干擾(rao)。其加(jia)(jia)入(ru)方(fang)法是預先將(jiang)疊氮(dan)化(hua)鈉加(jia)(jia)入(ru)堿性碘化(hua)鉀(jia)溶液中(zhong)。
如水(shui)樣中含(han)Fe3 達100-200mg/L時(shi),可加(jia)入1mL40%氟化鉀溶(rong)液(ye)消除干擾。
如水樣中(zhong)含氧化性物質(如游離氯等(deng)),應預先加入相(xiang)當量(liang)的(de)硫代硫酸鈉去除
5、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(jie)氧和原水(shui)(shui)成分(fen)的關系,重點是原水(shui)(shui)成分(fen)中有機物(wu)含量(liang)和溶解(jie)氧的關系。具體表現在原水(shui)(shui)中有機物(wu)含量(liang)越多,微生物(wu)為代謝分(fen)解(jie)這(zhe)些(xie)有機物(wu)所需消耗(hao)的溶解(jie)氧就越多,相反就越少了。所以在控制曝氣的時候,要注意水(shui)(shui)量(liang)和廢(fei)水(shui)(shui)中有機物(wu)的含量(liang)相匹配。
當進水(shui)(shui)量(liang)是平時(shi)的(de)1.5倍(bei)時(shi),若不調整(zheng)曝(pu)氣(qi)(qi)(qi)量(liang)的(de)話,會(hui)(hui)出現曝(pu)氣(qi)(qi)(qi)池(chi)出水(shui)(shui)溶(rong)解氧(yang)過(guo)低(di)(di),有時(shi)甚至會(hui)(hui)低(di)(di)于0.5mg/L,不利于活性污泥發揮(hui)高效(xiao)(xiao)率處理效(xiao)(xiao)果(guo)。如果(guo)進水(shui)(shui)流量(liang)沒有增(zeng)加,但是廢水(shui)(shui)中有機物濃度過(guo)高時(shi),同樣也會(hui)(hui)出現對溶(rong)解氧(yang)需(xu)求(qiu)增(zeng)大,繼(ji)而(er)出現曝(pu)氣(qi)(qi)(qi)池(chi)出水(shui)(shui)溶(rong)解氧(yang)過(guo)低(di)(di)的(de)現象。原(yuan)水(shui)(shui)中一些特(te)殊成分的(de)存(cun)在,同樣也會(hui)(hui)影(ying)響充氧(yang)效(xiao)(xiao)果(guo)。比如水(shui)(shui)中洗滌(di)劑的(de)存(cun)在、使(shi)得曝(pu)氣(qi)(qi)(qi)池(chi)液(ye)面存(cun)在隔絕大氣(qi)(qi)(qi)的(de)隔離層,進而(er)影(ying)響曝(pu)氣(qi)(qi)(qi)效(xiao)(xiao)果(guo)的(de)提升。
2. 溶解氧與活性污泥濃度的關系
溶(rong)解(jie)氧和活性污泥(ni)濃度(du)的(de)關系還是(shi)比較密切(qie)的(de),通常(chang)看到的(de)是(shi)高活性污泥(ni)濃度(du)對(dui)溶(rong)解(jie)氧的(de)需求明(ming)顯高于低活性污泥(ni)濃度(du)對(dui)溶(rong)解(jie)氧的(de)需求。所以,要達到去除污染(ran)物,并達到排放濃度(du)的(de)情(qing)況下,要盡(jin)量降(jiang)(jiang)低活性污泥(ni)的(de)濃度(du),這對(dui)降(jiang)(jiang)低曝(pu)氣(qi)量、減少電力消耗是(shi)非常(chang)有利的(de)。
同時,在低(di)活性污(wu)泥濃度情況下,需注意不要過度曝氣,以免(mian)出(chu)現(xian)溶解氧(yang)過高,對僅有的活性污(wu)泥出(chu)現(xian)過度氧(yang)化(hua)現(xian)象,這樣(yang)對二沉池的出(chu)水不利。
通常(chang)可以看(kan)到(dao)二(er)沉池出水中夾雜較多的(de)(de)(de)未(wei)沉降顆粒流出,這(zhe)就(jiu)是(shi)被氧(yang)化的(de)(de)(de)活性(xing)污泥(ni)解(jie)體后(hou)分解(jie)在出水中的(de)(de)(de)緣(yuan)故。同樣(yang)高活性(xing)污泥(ni)濃度對(dui)溶解(jie)氧(yang)的(de)(de)(de)需(xu)求(qiu)是(shi)很高的(de)(de)(de),不能不加控制(zhi)的(de)(de)(de)將活性(xing)污泥(ni)濃度一(yi)直升高,這(zhe)樣(yang)會(hui)出現供氧(yang)跟不上(shang)而出現缺氧(yang)現象,自然,活性(xing)污泥(ni)的(de)(de)(de)處理效果也(ye)就(jiu)受(shou)到(dao)抑制(zhi)了。
3. 溶解氧與活性污泥沉降比的關系
溶(rong)解氧和活性污泥沉降比(bi)的關系(xi),可以理解為(wei)溶(rong)解氧對(dui)活性污泥沉降性的影響(xiang)。主要會出現以下2種情況:
過度曝(pu)氣容易使細小的空氣氣泡附(fu)著在活性污泥(ni)的菌膠團上,導致活性污泥(ni)上浮到液面而產生浮渣(zha)。
活性污泥的(de)壓縮性變差,特別是(shi)活性污泥發(fa)生絲狀(zhuang)菌膨(peng)脹的(de)時候(hou),更加容易導(dao)致曝氣的(de)細小氣泡附著在菌膠團上,繼而導(dao)致液面產生大量浮渣(zha)。
6、溶解氧的控制依據及優化
主要(yao)依(yi)據:原水水質(zhi)(有機物、氮、磷(lin))、活性污泥(ni)的(de)濃度、污泥(ni)沉降比、pH、溫度、食微(wei)比(F/M)等進行控制。
當然,書面上給的理論值:一般好氧條(tiao)件(jian)下溶解(jie)氧濃(nong)(nong)度為≥2.0 mg/L,厭氧條(tiao)件(jian)下溶解(jie)氧濃(nong)(nong)度為≤0.2 mg/L,缺氧條(tiao)件(jian)下溶解(jie)氧濃(nong)(nong)度為0.2-0.5 mg/L。具體還是要根據實際情況來把(ba)握。
1. 原水水質
一(yi)般原水(shui)中(zhong)有(you)機(ji)物(wu)含(han)量越多,微生物(wu)分解代謝的(de)(de)耗氧(yang)(yang)量越多,以及硝(xiao)化(hua)反應(ying)等對溶解氧(yang)(yang)的(de)(de)需求,所以控制溶解氧(yang)(yang)時(shi)要注(zhu)意進水(shui)水(shui)量的(de)(de)變化(hua)和進水(shui)中(zhong)有(you)機(ji)物(wu)的(de)(de)含(han)量。
2. 活性污泥濃度
在(zai)達(da)到(dao)去除污(wu)(wu)染物、并到(dao)達(da)排(pai)放濃(nong)度的情況下要盡量的降(jiang)低(di)(di)(di)活(huo)性污(wu)(wu)泥的濃(nong)度,這對于降(jiang)低(di)(di)(di)曝(pu)氣(qi)量、減少電力消耗非(fei)常有利。同時,在(zai)低(di)(di)(di)活(huo)性污(wu)(wu)泥濃(nong)度情況下,更要注(zhu)意(yi)不(bu)要過度曝(pu)氣(qi),否則會出(chu)(chu)現(xian)(xian)污(wu)(wu)泥膨脹,使得出(chu)(chu)水混濁;當(dang)然,高的活(huo)性污(wu)(wu)泥濃(nong)度需(xu)要較高的溶解氧,否則會出(chu)(chu)現(xian)(xian)缺(que)氧現(xian)(xian)象(xiang),使得污(wu)(wu)水處理(li)效果受到(dao)抑制(zhi)。
3. 污泥沉降比
過度的曝氣(qi)會(hui)使細小的起(qi)泡附(fu)著(zhu)在(zai)活性污(wu)泥(ni)的菌膠(jiao)(jiao)團上,導(dao)致(zhi)活性污(wu)泥(ni)上浮到(dao)液面,使得(de)污(wu)泥(ni)沉降性能變差(cha)。在(zai)實際(ji)操作中(zhong)應該注意這個問題,特別是發生污(wu)泥(ni)絲狀膨脹(zhang)時候(hou),更容易導(dao)致(zhi)曝氣(qi)的細小氣(qi)泡附(fu)著(zhu)在(zai)菌膠(jiao)(jiao)團上,繼而導(dao)致(zhi)液面出現大量浮渣。
4. 溫度
不同(tong)(tong)溫度(du)下,污水中的(de)溶(rong)(rong)解氧濃度(du)不同(tong)(tong),會對活性污泥濃度(du)及微(wei)生(sheng)物等產生(sheng)影響。低(di)溫、高溫都會影響水中溶(rong)(rong)解氧和微(wei)生(sheng)物活性,使(shi)得污水處理(li)效率(lv)低(di)下。對于北方的(de)低(di)溫,通常是(shi)建立地(di)(di)下或半地(di)(di)下室或室內(nei)處理(li);對于高溫天氣,則是(shi)通過調節池來調節池內(nei)溫度(du)進(jin)而提(ti)高處理(li)效率(lv)。
5. 食微比(F/M)
食微比越高,越低,需氧(yang)量相對就越高,這可以知道我們在水處理(li)過程中通過食微比值來達到節能的(de)目的(de),即在保證處理(li)效果的(de)前(qian)提下,盡量提高食微比,以避免(mian)不必(bi)要的(de)曝氣(qi)消耗。
7、厭氧與缺氧池的DO控制
厭氧菌(jun)代謝不需(xu)要氧氣,可以(yi)(yi)說氧氣對(dui)他(ta)們是有毒物(wu)質,因此要求(qiu)系(xi)統內溶解氧等于(yu)零(ling);缺(que)氧反(fan)(fan)應是兼(jian)(jian)性菌(jun)參與的(de)生化反(fan)(fan)應,兼(jian)(jian)性菌(jun)是可以(yi)(yi)在(zai)好氧也可以(yi)(yi)在(zai)缺(que)氧的(de)情況下反(fan)(fan)應,為了(le)反(fan)(fan)硝化的(de)進行要求(qiu)系(xi)統的(de)溶解氧在(zai)0.5mg/L以(yi)(yi)下,一般小于(yu)0.2mg/L就稱為厭氧段(duan)(duan),大(da)于(yu)0.2mg/L小于(yu)0.5mg/L稱為缺(que)氧段(duan)(duan)。
為減少厭氧或者(zhe)缺氧池DO含量可以(yi)從一下(xia)幾個方(fang)面(mian)做(zuo)工作。
1. 進水
污水一(yi)般溶解(jie)氧(yang)(yang)很少(shao),但(dan)是如果(guo)經過曝氣(qi)沉(chen)砂池(chi)或(huo)進(jin)水前有跌落充氧(yang)(yang)就(jiu)要考慮控制減(jian)(jian)少(shao)氣(qi)量或(huo)減(jian)(jian)少(shao)落差,以減(jian)(jian)少(shao)充氧(yang)(yang)。
2. 回流污泥
沉淀(dian)池進水的溶(rong)解(jie)氧(yang)夠用(yong)就好(hao),只要沉淀(dian)池不發生(sheng)反(fan)硝化就好(hao),太多(duo)的溶(rong)解(jie)氧(yang)會使回流污泥溶(rong)解(jie)氧(yang)過高。
3. 內回流
AO/AAO都設計有內(nei)回(hui)(hui)流(liu)(liu),可以通過(guo)控制內(nei)回(hui)(hui)流(liu)(liu)泵(beng)附近的曝氣使曝氣池這一(yi)段氣量少于其他段,則內(nei)回(hui)(hui)流(liu)(liu)帶回(hui)(hui)去的溶(rong)解氧(yang)也(ye)會較少。

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