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常見的測量水中溶解氧的幾種方法
閱讀：1097 發布時間：2023-1-16
溶解氧的概念可以理解為水中游離氧的含量，用DO表示，單位mg/L。溶解氧在實際的污水、廢水處理操作中具有舉足輕重的作用，這一指標的惡化或者波動過大，往往會導致活性污泥系統的穩定性大幅波動，自然對處理效率的影響也非常明顯。
一、溶解氧的定義
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，結果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。
二、溶解氧(DO)控制的過高，有什么危害？
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難以被完全降解。
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。
三、溶解氧的控制依據及優化
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。
四、水中溶解氧主要檢測方法
目前我國水中溶解氧測定的標準有兩種，其一是《水質溶解氧的測量碘量法》，其二是《水質溶解氧的測定電化學探頭法》。
1.碘量法測定
碘量法測定是目前水中溶解氧測定的主要方法之一。
主要是在水樣中加入硫酸錳和堿性碘化鉀，形成氫氧化錳。氫氧化錳的化學特性非常不穩定，能夠和水中的溶解氧快速反應，形成硫酸錳。
靜置15——20分鐘之后，加入濃硫酸，促使棕色的沉淀和溶液中加入的碘化鉀充分反應，從而逐步析出碘。水中溶解氧越多，則析出的碘也就越多，溶液的顏色也越深。通過高精度移液管取出一定量反應完成之后的水樣，然后用淀粉作為指示劑，通過標準溶液進行滴定，就可以獲知水中溶解氧的具體含量。
2.電極極譜法測定
相比于碘量法測定，電極極譜法測定更加*。
主要機理是在兩極之間加上恒定電壓，促進電子從陰極流向陽極，從而形成一定的量的擴散電流。
通過測量擴散電流就能獲知水中溶解氧的含量，因為一定溫度下，水樣中的擴散電流和水中溶解氧濃度成正比，通過定量分析，利用儀器就能讀出水樣中溶解氧的具體數值。
3.熒光法測定
熒光法測定的主要機理是利用熒光物質的猝滅作用，降低熒光物質中的熒光強度和縮短熒光維持的壽命，從而獲知水中溶解氧的含量。
水中溶解氧的含量越多，熒光的壽命也就越短。將調制好的藍光，照射到熒光物質上，可發出相應的紅光。水中溶解氧可帶走熒光能量，因此，紅光持續的時間和強度和溶解氧的濃度成反比，通過測量紅光和參比光之間的相位差，就能獲知水中的溶解氧的含量。
4.溶解氧分析儀法：溶解氧分析儀由溶解氧傳感器和顯示儀表兩個部分組成。溶解氧分析儀傳感部分是由金電極(陰極)和銀電極(陽極)及氯化鉀或氫氧化鉀電解液組成，氧通過膜擴散進人電解液與金電極和銀電極構成測量回路。