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活性污泥处理法中的在线溶解氧分析仪发布日期：2024-12-13 浏览次数：9966
活性污泥处理法是一种污水的好氧生物处理法。
一、基本原理与组成1、基本原理
利用活性污泥（由细菌、真菌、原生动物等微生物群体与污水中的悬浮物质、胶体物质混杂形成的絮绒状污泥颗粒）的吸附、分解有机物能力和良好沉降性能，去除污水中的有机污染物。
2、系统组成
主要包括曝气池、二沉池、曝气系统、污泥回流及剩余污泥排放等部分。
二、处理过程
1、曝气池
污水和回流的活性污泥进入曝气池，通过曝气设备充入空气，使污水中的有机物在微生物的作用下进行好氧代谢反应，得到降解和去除。
2、二沉池
活性污泥混合液流入二沉池进行泥水分离，净化后的水排出，而污泥则部分回流至曝气池，部分作为剩余污泥排出系统。
三、特点与效果
1、特点
活性污泥法具有对水质水量的适应性广、运行方式灵活多样、可控制性好等特点。
2、效果
BOD和悬浮物去除率都很高，一般可达到90%—95%左右。
四、改进与优化
为克服普通活性污泥法的一些不足，如供氧与需氧不平衡等，还开发出了阶段曝气活性污泥法、渐减曝气法、吸附再生活性污泥法等改进方法，以提高处理效率和降低运行成本。
曝气池是活性污泥法污水处理工艺中的核心设施。它是一个利用活性污泥中的微生物来分解污水中有机污染物的场所，通过向污水中曝气（充入空气或氧气），为微生物提供足够的氧气，以维持其正常的新陈代谢活动，从而使污水中的有机物质被微生物吸附、氧化和分解，达到净化污水的目的。
1、结构组成
其一，池体
曝气池的池体形状多样，常见的有长方形、圆形等。长方形曝气池在实际应用中较为广泛，它的结构相对简单，施工方便，而且在水力条件方面比较容易控制。圆形曝气池则在某些特定的工艺布局或处理要求下使用，例如在一些小型污水处理厂中，圆形曝气池可以更好地利用空间。
池体的材质一般有钢筋混凝土、钢板等。钢筋混凝土曝气池具有坚固耐用、抗腐蚀性强的特点，适用于大型污水处理设施，能够承受较大的水压和土压力。钢板曝气池则具有建设周期短、可灵活拆卸和移动的优点，常用于一些临时性或小型的污水处理项目。
其二，曝气系统
这是曝气池的关键组成部分。曝气系统主要包括曝气头（或曝气器）和曝气管道。曝气头的种类繁多，如微孔曝气头、穿孔曝气头、旋混曝气头。
微孔曝气头能够产生微小的气泡，使氧气在水中的溶解效率更高。例如，橡胶膜片式微孔曝气头，其通过特殊的橡胶膜片，在气体压力作用下，膜片变形产生微小气泡。穿孔曝气头则是通过在管道上开设小孔来曝气，它的优点是结构简单、成本较低，但气泡较大，氧气传递效率相对较低。
曝气管道用于输送空气或氧气到曝气头。管道的材质一般有 UPVC（硬聚氯乙烯）、ABS（丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物）等，这些材质具有耐腐蚀、内壁光滑、阻力小的特点，能够保证气体的顺畅输送。
搅拌装置（在一些曝气池中存在）
当曝气产生的搅拌作用不足以使活性污泥和污水充分混合时，需要安装搅拌装置。搅拌装置通常采用机械搅拌的方式，如安装搅拌桨。搅拌桨的形状和安装位置会根据曝气池的形状和工艺要求进行设计。例如，在一些推流式曝气池中，搅拌桨可以沿着池长方向设置，以推动污水和污泥向前流动，同时保证它们的充分混合，避免污泥沉淀。
2、曝气池的工作原理
其一，微生物代谢
污水进入曝气池后，活性污泥中的微生物会利用污水中的有机污染物作为营养物质。微生物主要包括细菌、真菌、原生动物和后生动物等。其中，细菌是分解有机污染物的主力军。
例如，假单胞菌属（Pseudomonas）的细菌能够分解多种有机化合物，包括碳水化合物、蛋白质和脂肪等。
这些微生物在有氧的条件下，通过呼吸作用将有机污染物氧化分解。以葡萄糖（C₆H₁₂O₆）为例，在有氧呼吸过程中，葡萄糖会被微生物逐步分解，最终生成二氧化碳（CO₂）和水（H₂O），同时释放出能量，这些能量被微生物用于自身的生长、繁殖和维持生命活动。反应式大致为：C₆H₁₂O₆ + 6O₂→6CO₂ + 6H₂O + 能量。
其二，曝气的作用
曝气的主要目的是向污水中提供足够的氧气，以满足微生物代谢的需求。同时，曝气产生的气泡在上升过程中会带动污水上下翻腾，起到搅拌的作用，使活性污泥和污水充分混合。这样可以保证微生物与有机污染物有充分的接触机会，提高污水处理效率。
例如，在正常运行的曝气池中，溶解氧（DO）的浓度一般应保持在 2 - 4mg/L 左右，这个浓度范围能够为微生物提供适宜的生存和代谢环境。
3、曝气池的运行管理
其一，溶解氧控制
溶解氧浓度是曝气池运行的关键参数之一。如果溶解氧浓度过低，微生物的有氧代谢活动会受到抑制，导致污水处理效果下降。反之，如果溶解氧浓度过高，不仅会增加曝气成本，还可能使微生物因过氧化而受到损害。
因此，需要通过调节曝气设备的运行参数，如曝气强度、曝气时间等，来控制溶解氧浓度。
其二，活性污泥浓度管理
活性污泥浓度（MLSS - 混合液悬浮固体浓度）也是一个重要的指标。合适的活性污泥浓度能够保证有足够的微生物来分解有机污染物。一般需要定期监测MLSS，并通过污泥回流等方式来控制其浓度。例如，在一些污水处理厂中，MLSS 的控制范围可能在 2000 - 4000mg/L 之间。
其三，水质和水量变化应对
污水的水质和水量会随时间发生变化。当水质发生变化，如进水有机污染物浓度突然升高时，需要及时调整曝气池的运行参数，如增加曝气强度或延长曝气时间，以保证污水处理效果。
当水量发生变化时，要防止曝气池出现短流或溢流等情况，可能需要通过调节进水阀门或启用备用池等方式来应对。
六、在线溶解氧仪在活性污泥处理法中的应用
1、实时监测溶解氧浓度
在线溶解氧仪能够实时监测曝气池内的溶解氧浓度，为操作人员提供准确的数据参考。
2、优化曝气量调控
根据溶解氧仪的实时数据，操作人员可以精确调整曝气量，确保微生物获得充足的氧气进行代谢活动，从而提高污水处理效率并节约能源。
3、提高处理效果
通过维持适宜的溶解氧水平，活性污泥中的好氧微生物能够更有效地分解有机物，降低BOD和COD，同时促进硝化反应，降低氨氮含量，提高出水水质。
4、故障预警与诊断
溶解氧浓度的异常变化可能反映曝气系统或污水处理流程中的问题，如曝气机故障或管道泄漏。在线溶解氧仪的实时监测有助于及时发现并处理这些问题，减少故障停机时间。
5、工艺优化与科研支持
长期监测溶解氧数据，有助于科研人员深入了解活性污泥处理工艺的运行特性，为工艺优化和技术革新提供科学依据。
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