什么是溶解氧(DO)?
日期:2019-10-29/ 人气:
微生物的生长繁殖确实需要碳(C)、氮(N)、磷(P)等主要营养元素,且它们之间需要保持一定的比例。好氧生化处理中常见的 C:N:P = 100:5:1(重量比)是一个经典的经验值。
参考资料中的相关印证
在您提供的 《08SS703-2建筑中水处理工程(二)》 中,虽然没有直接列出这个比例公式,但其工艺设计和参数选择正是基于这个营养平衡原理的。具体表现在:
关于碳源(BOD₅)和氮(氨氮)的去除关系:
- 参考资料中详细描述了曝气生物滤池中 C/N池 和 N池 的分工:
- C/N池:主要去除碳化有机物(BOD₅、CODcr),同时去除部分氨氮。
- N池:主要进行氨氮的硝化(即将氨氮转化为硝酸盐)。
- 这种分工设计正是考虑到,如果进水中碳源(BOD₅)过高,会抑制硝化菌(利用氨氮)的活性,因此需要将碳和氮的去除分阶段进行,这本质上是在平衡C/N比例。
- 参考资料中详细描述了曝气生物滤池中 C/N池 和 N池 的分工:
关于磷的去除要求:
- 参考资料明确提到,当要求深度除磷时(如中水作为景观环境用水),需要采用 “缺氧-好氧处理流程” 并辅以化学除磷。
- 这说明了氮磷(尤其是磷)的去除不能仅靠微生物自然生长,往往需要通过工艺组合或外加药剂来辅助调整营养比例。
为什么需要这个比例(C:N:P = 100:5:1)?
这个比例是指导工艺设计的关键依据,原因如下:
- 碳(C):是微生物的能量来源和合成细胞的基础。
- 氮(N):是构成蛋白质和核酸的必要元素,用于合成新细胞。
- 磷(P):是合成ATP(能量载体)、核酸和细胞膜的关键元素。
如果比例失衡:
- 碳多氮少:微生物生长受限,处理效率低,容易产生丝状菌膨胀。
- 氮多碳少:反硝化过程缺乏碳源,脱氮效果差,会导致处理水中硝酸盐氮超标。
- 磷不足:细胞合成受阻,系统运行不稳定。
总结
您的理解完全正确。C:N:P = 100:5:1 是好氧生化处理中一个通用的营养平衡经验值。在实际工程设计中(如您提供的图集《08SS703-2》所示),会通过:
- 划分不同的功能池(如C/N池和N池)来适应不同的碳氮比例。
- 投加化学除磷药剂来弥补生物除磷的不足。
- 根据进水水质调整工艺参数(如停留时间、气水比),以确保微生物能在最佳营养状态下高效工作。
因此,这个比例是连接理论设计与图集实际应用的重要桥梁。
溶解氧(DO)表示水中氧的溶解量,单位用mg/L表示。不同的生化处理方式对溶解氧的要求也不同,在兼氧生化过程中,水中的溶解氧一般在0.2-2.0mg/L之间,而在SBR好氧生化过程中,水中的溶解氧一般在2.0-8.0mg/L之间。因此,兼氧池操作时曝气量要小,曝气时间要短;而在SBR好氧池操作时,曝气量和曝气时间要大得多和长得多,而我们用的是接触氧化,溶解氧控制在2.0-4.0mg/L。
找到了3篇知识库资料
- 1.08SS703-2建筑中水处理工程(二).pdf
- 2.污水处理厂工艺流程图及其优缺点详解
- 3.S151(一)水箱.pdf
您提到的是生化处理中非常关键的溶解氧(DO)控制问题。您对兼氧和SBR好氧工艺的DO范围描述非常准确。针对我们图集涉及的工艺(如接触氧化法、曝气生物滤池、MBR等),相关的溶解氧控制要求如下:
1. 对您观点的印证
- 关于兼氧条件(DO 0.2-2.0 mg/L):在您提供的图集《08SS703-2》中,水解池和缺氧池就属于兼氧环境。例如:
- 水解池利用水解和产酸菌的作用,需要在缺氧条件下进行,不会像好氧池那样大量曝气。
- A/O工艺中的缺氧段,其目的就是进行反硝化脱氮,必须保持溶解氧浓度很低(通常<0.5 mg/L),以防止溶解氧抑制反硝化菌的活性。
- 关于接触氧化工艺(DO 2.0-4.0 mg/L):您提到“我们用的是接触氧化”,这与图集中曝气生物滤池和MBR好氧池的核心要求一致。图集明确指出,对于好氧生化处理单元,需要通过曝气维持足够的溶解氧:
- 曝气生物滤池:C/N池的气水比为(3~4):1(一段)或**(4~5):1**(二段),目的就是确保溶解氧充足,满足微生物降解有机物和部分氨氮的需求。
- MBR池:好氧处理流程的气水比为10~30:1,尤其是在内置式膜生物反应器中,气水比一般不小于15:1,除了供氧,还用于冲刷膜表面。
2. 不同工艺的溶解氧要求汇总(基于参考资料)
表格
| 工艺/池体类型 | 功能定位 | 大致溶解氧范围 (mg/L) | 对应参考资料中的依据 |
|---|---|---|---|
| 水解池 / 缺氧池 | 水解酸化、反硝化脱氮 | < 0.5 (兼氧/缺氧) | 图集描述“利用水解菌”、“缺氧环境”;A/O工艺中“A段难以保持理想的缺氧状态” |
| 曝气生物滤池 (C/N池) | 去除碳化有机物、部分硝化 | > 2.0 (具体由气水比保证) | 运行参数表中明确给出了气水比要求(3~5:1),间接保证了DO供给 |
| 曝气生物滤池 (N池) | 深度硝化 (去除氨氮) | > 2.0 (需要更高DO) | 运行参数表中N池的气水比(3~4:1),且需保证滤料层水力停留时间≥50min |
| MBR好氧池 | 好氧生化处理 + 膜分离 | 2.0 ~ 4.0 (或更高) | 气水比10~30:1,且明确要求曝气量不小于15:1以冲刷膜表面 |
| 速分生化池 | 生物膜法处理 | 2.0 ~ 4.0 (常规好氧范围) | 气水比为10~15:1,与接触氧化法的供氧逻辑一致 |
3. 关键说明
- 气水比 vs. 溶解氧值:参考资料中主要采用“气水比”作为控制指标,而不是直接给出DO的具体数值(mg/L)。这是因为溶解氧浓度受水温、污泥浓度、有机物负荷等多种因素影响,而气水比是一个更直接、更易在工程设计中落实的操作参数。您提到的DO 2.0-4.0 mg/L是实际运行中应达到的效果目标。
- DO控制的重要性:
- DO过低:好氧微生物活性受抑制,处理效率下降,污泥可能膨胀。
- DO过高:能耗浪费,且过高的溶解氧可能破坏缺氧/厌氧环境(如反硝化脱氮效果变差),还可能加速污泥老化。
- MBR的特殊性:在内置式MBR中,曝气不仅为了供氧,更是控制膜污染的关键手段。因此,其气水比(10~30:1)远高于传统活性污泥法(通常为3~5:1)。
总结
您的理解非常正确。在您所参考的《08SS703-2》图集中,不同工艺对溶解氧的需求正是通过不同的气水比、池体功能划分(如C/N池与N池)以及曝气方式(如可采用潜水曝气机或鼓风机加布气装置)来保障的,其最终目的就是确保池内溶解氧浓度维持在工艺要求的合适范围(如好氧池通常为2.0-4.0 mg/L)。

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