一、溶解氧对硝化的影响


对于活性污泥法的供氧问题有很多研究，在活性污泥法中存在溶解氧临界浓度概念，高于这一浓度，溶解氧对生化反应速度不产生影响，当溶解氧超过0.5mg/L时，活性污泥对氧的利用速度与溶解氧无关。文献指出，许多研究者认为，以1mg/L溶解氧作为混合液的标准溶解氧是妥当的。在确定混合液溶解氧临界浓度这一问题上，不同研究者得出不同的结果，从0.2~0.5mg/L到2~3mg/L，溶解氧临界值取决于绒粒的大小、氧利用率的高低以及硝化程度等因素。溶解氧增高能够促进NO3-N的形成。据研究，当溶解氧超过5mg/L时，硝酸盐将以4.2mg/(L·h)的速度生成。文献也提出活性污泥系统的临界浓度一般为0.5~2mg/L，视活性污泥法类型及废水性质而异。在实际工作中，常采用溶解氧约2mg/I。，如果是硝化反应器中的溶解氧，至少要有2mg/L以上。



二、溶解氧对反硝化的影响


国内文献中关于溶解氧对反硝化的影响，有观点认为反硝化菌是兼性细菌，既可进行有氧呼吸，也可进行无氧呼吸，当同时存在分子态氧和硝酸盐时优先进行有氧呼吸，这是因为有氧呼吸将产生较多的能量 ，为了保证反硝化的顺利进行，必须保持缺氧状态。微生物从有氧呼吸转变为无氧呼吸关键是合成无氧呼吸的酶。在纯培养研究中发现，分子态氧的存在会抑制这类酶的合成。纯培养物从好氧状态转换到缺氧状态，这类酶的合成需2~3h。在活性污泥中，即使在有氧条件下，也存在这种酶，这是因为氧在活性污泥絮体中的传递使絮体中存在缺氧环境。



在纯培养条件下，0.2mg/L的溶解氧即可使反硝化过程停止进行。而在活性污泥系统中，使反硝化过程停止进行的溶解氧浓度可提高到0.3~1.5mg/L（颜胖子注：菌胶团的溶氧梯度），热力学数据表明，含碳有机物好氧生物氧化时产生的能量高于厌氧反硝化时产生的能量。这表明生物反硝化需要保持严格的缺氧条件，溶解氧对反硝化过程有抑制作用，主要是因为氧会与硝酸盐竞争电子供体，同时分子态氧也会抑制硝酸盐还原酶的合成及其活性。


根据溶解氧对反硝化抑制作用的对比试验结果表明，当溶解氧为零时，硝酸盐的去除率为100%，而溶解氧为0.2mg/L时，则无明显的反硝化作用。一般认为，活性污泥系统中，溶解氧应保持在0.5mg/L以下，才能使反硝化反应正常进行，另外有观点认为，溶解氧在0.5~1.0mg/I时，硝化反应和反硝化反应同时发生。



所以，应将运行条件控制为减少碳源在曝气阶段消耗的量，将碳源留在搅拌阶段(反硝化反应阶段)供给反硝化菌使用，因此控制溶解氧是必要的。



三、总结


从活性污泥物理学的角度来看，由于氧扩散的限制，微生物絮体内产生溶解氧梯度，微生物絮体的外表面氧较高，以好氧菌、硝化菌为主，深入絮体内部氧受阻及外部氧的大量消耗，产生缺氧区，反硝化菌占优势，因此将曝气池内溶解氧控制在较低水平将可能提高缺氧微环境所占比例，从而促进反硝化作用。并且F/M值较低的情况下，如果溶解氧较高，整个微生物絮体都保持好氧状态，不利于反硝化菌的脱氮反应。正如前文提到，在有分子态溶解氧存在时，反硝化菌利用分子氧作为最终电子受体，氧化分解有机物，只有在无分子态氧情况下，才利用硝酸盐或亚硝酸盐作为能量代谢中的电子受体，有机物作为碳源及电子供体提供能量并得到氧化稳定。

来源：环保工程师