- 溶解氧對脫氮反應的影響!
- 發布時間: 2023-11-25 點擊次數:755
空氣中的分子態氧溶解在水中稱為溶解氧。水中的溶解氧的含量與空氣中氧的分壓、水的溫度都有密切關系。在自然情況下,空氣中的含氧量變動不大,故水溫是主要的因素,水溫愈低,水中溶解氧的含量愈高。溶解于水中的分子態氧稱為溶解氧,通常記作DO,用每升水里氧氣的毫克數表示。水中溶解氧的多少是衡量水體自凈能力的一個指標。
溶解氧通常有兩個來源:一個來源是水中溶解氧未飽和時,大氣中的氧氣向水體滲入;另一個來源是水中植物通過光合作用釋放出的氧。因此水中的溶解氧會由于空氣里氧氣的溶入及綠色水生植物的光合作用而得到不斷補充。但當水體受到有機物污染,耗氧嚴重,溶解氧得不到及時補充,水體中的厭氧菌就會很快繁殖,有機物因腐敗而使水體變黑、發臭。
溶解氧值是研究水自凈能力的一種依據。水里的溶解氧被消耗,要恢復到初始狀態,所需時間短,說明該水體的自凈能力強,或者說水體污染不嚴重。否則說明水體污染嚴重,自凈能力弱,甚至失去自凈能力。
當今處理污水大多數是好氧-厭氧相結合的污水處理工藝,溶解氧在實際的廢水處理操作中具有舉足輕重的作用,這一指標的惡化或波動過大,會迅速導致活性污泥系統波動,進而影響處理效率。因此,需要在實際處理工藝中,嚴格控制溶解氧的含量。
01 溶解氧DO的定義
溶解氧字面意思是水體中氧的含量,用DO表示,單位為mg/L。從理論上理解,當曝氣池各點監測到的溶解氧值大于0.5時,可以認為充氧正好達到活性污泥中微生物對溶解氧的要求。
就整個曝氣池而言,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,所以為了確保滿足活性污泥在分解有機物以及自身代謝過程中對溶解氧的需求,理論上需要將曝氣池出水溶解氧控制在1~3mg/L范圍。
然而,實際運行中發現,若將出水溶解氧控制在1~3mg/L范圍,不僅會增加電耗更可能會導致出水含有細小懸浮顆粒,是沒有必要的。所以,只需要將出水溶解氧控制在1.0mg/L左右即可,合理又節能。
02 溶解氧對硝化的影響
對于活性污泥法的供氧問題有很多研究,在活性污泥法中存在溶解氧臨界濃度概念,高于這一濃度,溶解氧對生化反應速度不產生影響,當溶解氧超過0.5mg/L時,活性污泥對氧的利用速度與溶解氧無關。文獻指出,許多研究者認為,以1mg/L溶解氧作為混合液的標準溶解氧是妥當的。
在確定混合液溶解氧臨界濃度這一問題上,不同研究者得出不同的結果,從0.2~0.5mg/L到2~3mg/L,溶解氧臨界值取決于絨粒的大小、氧利用率的高低以及硝化程度等因素。溶解氧增高能夠促進NO3-N的形成。
據研究,當溶解氧超過5mg/L時,硝酸鹽將以4.2mg/(L·h)的速度生成。文獻也提出活性污泥系統的臨界濃度一般為0.5~2mg/L,視活性污泥法類型及廢水性質而異。在實際工作中,常采用溶解氧約2mg/I。,如果是硝化反應器中的溶解氧,至少要有2mg/L以上。
03 溶解氧對反硝化的影響
國內文獻中關于溶解氧對反硝化的影響,有觀點認為反硝化菌是兼性細菌,既可進行有氧呼吸,也可進行無氧呼吸,當同時存在分子態氧和硝酸鹽時優先進行有氧呼吸,這是因為有氧呼吸將產生較多的能量,為了保證反硝化的順利進行,必須保持缺氧狀態。
微生物從有氧呼吸轉變為無氧呼吸關鍵是合成無氧呼吸的酶。在純培養研究中發現,分子態氧的存在會抑制這類酶的合成。純培養物從好氧狀態轉換到缺氧狀態,這類酶的合成需2~3h。在活性污泥中,即使在有氧條件下,也存在這種酶,這是因為氧在活性污泥絮體中的傳遞使絮體中存在缺氧環境。
在純培養條件下,0.2mg/L的溶解氧即可使反硝化過程停止進行。而在活性污泥系統中,使反硝化過程停止進行的溶解氧濃度可提高到0.3~1.5mg/L(顏胖子注:菌膠團的溶氧梯度),熱力學數據表明,含碳有機物好氧生物氧化時產生的能量高于厭氧反硝化時產生的能量。
這表明生物反硝化需要保持嚴格的缺氧條件,溶解氧對反硝化過程有抑制作用,主要是因為氧會與硝酸鹽競爭電子供體,同時分子態氧也會抑制硝酸鹽還原酶的合成及其活性。
根據溶解氧對反硝化抑制作用的對比試驗結果表明,當溶解氧為零時,硝酸鹽的去除率為100%,而溶解氧為0.2mg/L時,則無明顯的反硝化作用。一般認為,活性污泥系統中,溶解氧應保持在0.5mg/L以下,才能使反硝化反應正常進行,另外有觀點認為,溶解氧在0.5~1.0mg/I時,硝化反應和反硝化反應同時發生。
所以,應將運行條件控制為減少碳源在曝氣階段消耗的量,將碳源留在攪拌階段(反硝化反應階段)供給反硝化菌使用,因此控制溶解氧是必要的。
04 結尾
總而言之,溶解氧DO是活性污泥法中極其重要的工藝控制手段,其值的大小會對一系列指標產生影響。公司的HJDL工藝以強化生化反應為核心,通過投加復合微生物菌劑和生物增效載體,在高效厭氧,兼氧,好氧反應器的獨特造粒功能作用下,全天候、無死角、全時段的在反應池產生具有外部好氧,中部兼氧,內部厭氧特殊結構的顆粒化污泥,給微生物構造了一個優良的生存環境、具有新陳代謝速度快及優勢菌群富集度高的特點,可大幅提高微生物數量種群及活性,污泥濃度根據進水水質不同,工業污水MLSS可達13000-18000mg/L,COD、氨氮、總氮、總磷的去除率大幅提升,溶解氧濃度有效提高,工業污水因行業不同,工業污水可達或優于GB4287-2012、GB3544-2008、GB21904-2008、GB16889-2006、GB30486-2013等行業排放標準。
HJDL工藝通過生物增效載體發達的孔隙完成DO與基質(C:N:P)的傳遞,可承受DO5mg/L-9mg/L,而普通處理工藝是無法承受的。高難度、高指標廢水或高出水標準廢水(如GB3838-2002四類水標準)可增加高效厭氧、兼氧、好氧孵化器。同時,永續環境還可提供設計、施工、運營全流程環境管家服務,確保客戶全方位獲益。
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