污水处理知识篇：活性污泥法之曝气池的DO

对于活性污泥法的污水处理厂来说，最主要的部分在于曝气池。在曝气池内，活性污泥处于好氧状态，吸收分解有机污染物质，最终把污水转变成洁净的水排出系统。这样的过程中，好氧状态是一个非常重要的状态，为了检测活性污泥的好氧状态，在污水厂的日常监测中的有曝气池的溶解氧(Dissloved Oxygen)DO的检测一项，今天我们就来聊聊这个曝气池内的DO。

公众号在污水水质介绍中的《幕后英雄-BOD》谈到了水中溶解氧对生物的影响作用，可以看到从在自然水体中污染断面到洁净水断面的溶解氧的变化曲线，溶解氧是从低到高的一个变化，这种变化就是反应了自然界微生物对水体污染的降解的过程中对溶解氧的需求情况。那么污水厂作为自然界的水污染降解的人工强化过程，从溶解氧我们能看到什么呢?

我们来了解活性污泥法的污水厂的曝气。由于活性污泥法中绝大部分都采用的是好氧微生物来降解有机污染物，好氧微生物最大的特点就是对氧气的需求量极大，它们需要氧气参与它们的生物反应，需要氧气来获得氧化还原反应的电子，所以为了保证这些微生物的良好生长我们就需要为它们创造出一个富含氧气的环境。根据曝气机械的安装方式，污水厂的曝气常用的底曝和表曝两种方式，底曝一般是指将曝气装置安装在曝气池底部，通过鼓风机等把高压气体送入到曝气池底部，然后逸出到曝气池的混合液中;

表曝是指曝气装置在曝气池水体表面，通过搅动水流方式把空气带入到曝气池的混合液中。

在一些特殊的场合中也有用跌水曝气的方式，通过水流的跌落，把空气溶解到水中，达到曝气的目的。

不论采用那种曝气方式，目的都是为了在水中溶解更多的氧气。在《BOD》一文里的氧垂曲线我们可以得知，水体污染的一个指标就是受污染水体的溶解氧几乎为零。那么污水处理厂由于正是处理的受污染的生活污水，其中的溶解氧是非常少的。当这些低溶解氧的污水进入到生物反应的曝气池内时，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气来维持它们的正常生存和繁殖，同时也要完成它们对进水中有机污染物的降解，因此它们需要一个外界强加给进水的富氧的环境。而污水厂里的曝气池的设计就是通过人为的强制把氧气充入污水内，以达到满足好氧微生物的氧气需求。

从活性污泥的理论上讲，在一个推流式的曝气池内，溶解氧的含量变化也是符合《BOD》一文中的水体污染降解的变化曲线的。由于一般的污水厂的曝气装置在整个曝气区域内的设计都是均匀布置的，所以理论上，送到曝气区域的每一个位置氧气量都是一样。但是在推流式的曝气池内，在曝气池头部由于有机污染物含量高，活性污泥需要进行大量的生物反应来降解这些高浓度的有机污染物，对氧气的消耗量极大，因此在曝气池的头部的溶解氧会很低，一般生活污水的头部在1mg/L以下。随着水流方向，活性污泥对污水中的有机污染物逐步吸收降解完成后，生物反应速度和程度逐步下降，对溶解氧的消耗越来越少，理想的状态就是到了出口处，活性污泥已经完全将混合液中的有机污染通过好氧反应全部消耗完成，不再需要氧气，这时的溶解氧应该达到整个曝气池的最高值。从这个角度来说，其实我们检测的溶解氧不是混合液中真正可以溶解的溶解氧，而是好氧微生物反应剩余的氧气的含量。所以题目用了这句诗：嗟余老矣倦呼吸，起晏光景难瞻承。也就是说到了这个出口阶段，好氧微生物已经完成了它们的工作，生长周期也应该进入到了衰老期，已经厌倦了呼吸氧气，也进入到了了一个难瞻承的阶段，所以我们要进行活性污泥的分离，然后回流，让它们重新获得新生。

从上面的分析来看，污水厂的溶解氧检测应该放在曝气池的出口处，对出口的溶解氧进行检测，就能够反映出整个曝气区域内活性污泥对有机污染物的降解程度。通过长期的经验积累，在污水厂出口的溶解氧DO有一个经验数值2mg/L，低于这个数值意味着好氧反应还在进行，说明我们人为强加给曝气区域的曝气量不足，需要进一步的提高充入曝气池内的风量。如果高于这个数值，说明提供的氧气过多，好氧微生物已经在出口前段完全反应完成，造成了出口处的氧气富裕，可以进行下调曝气装置，来降低能耗。当然这只是一个经验的指导数据，在实际运行中还是要结合水厂自身的实际运行效果来进行这个数值的设定。在运行管理中，对曝气机械的投用台数要灵活针对各种处理效果进行调整，以微生物的良好活性和最终的出水水质达标为最终的调整目的。

在一些变种的活性污泥法中，水流循环不是简单的推流，有氧化沟的循环流方式，有多点进水方式，有SBR工艺的模式，有A2O工艺的多点回流方式，往往曝气区域的溶解氧的变化不是依照推流式的方式变化的。因此在日常的管理中要结合本厂的工艺实际，对曝气区域进行了解和详细划分，增加一些溶解氧的在线检测点位。比如A2O工艺的厌氧区域和缺氧区域，由于不同功能种类的微生物对溶解氧需求都是不同的，因此会有不同的溶解氧的要求;还有氧化沟的循环流模式，曝气装置的安装位置开始到下一个曝气装置之间，溶解氧是从高到低的消耗过程，要定时检测溶解氧的浓度，以保证整个混流的氧化沟内的溶解氧满足各种微生物的需求。

曝气池的溶解氧受到多种因素的共同影响，有混合液的浓度MLSS，进水浓度，水温，气压，曝气装置等等。在这些影响因素的作用下，混合液的溶解氧往往呈现出各种变化，对于混合液中的溶解氧深入的理论还有OUR(Oxygenuptakerate微生物氧气摄取速率)，OTR(Oxygentransferrate氧气转移率)等等理论。作为污水厂的运营管理人员，这些理论的实操性不强，我们应该了解给活性污泥中的好氧微生物提供一个充足良好的好氧环境是很重要的工作，了解溶解氧的根源，从而更好的管理溶解氧以满足微生物的需求。

编辑：李姝乐