Oxygen hòa tan (DO) là gì

DO là viết tắt của Dissolved Oxygen (Oxy hòa tan), là một tham số mô tả nồng độ oxy trong dung dịch nước, là oxy tự do hòa tan trong nước.Đơn vị oxy hòa tan là mg/L, được thể hiện bằng miligram oxy trong mỗi lít nước. Lượng oxy hòa tan trong nước là một chỉ số thể hiện khả năng tự làm sạch của cơ thể. Nồng độ oxy hòa tan cao có lợi cho sự phân hủy các loại chất ô nhiễm trong nước, do đó làm cho nước được làm sạch nhanh hơn; ngược lại, oxy hòa tan thấp, sự phân hủy của chất ô nhiễm trong nước chậm hơn.

Trong việc quản lý hoạt động hàng ngày, giá trị DO không thể quá cao cũng không thể quá thấp. Hiện tại, giá trị DO được công nhận trong ngành nên được kiểm soát ở khoảng 2mg / L, trong hoạt động thực tế nên tùy thuộc vào tình huống cụ thể của mỗi nhà máy.

Tuy nhiên, các nhà máy xử lý với mục đích khử nitơ hóa sinh học, giá trị DO của nó thường cao hơn giá trị cần thiết cho xử lý thông thường, bởi vì vi khuẩn nitrat hóa là vi khuẩn hiếu khí chuyển đổi, không có oxy sẽ ngừng hoạt động, và tốc độ hấp thụ oxy của nó thấp hơn nhiều so với vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ, do đó, hệ thống nitrat hóa cần duy trì nồng độ DO cao.

Quy luật của sự thay đổi bất thường của oxy hòa tan (DO)

DO bất thường được biểu hiện bằng hai hiện tượng DO quá cao và quá thấp. Trong đó, hiện tượng DO quá thấp có thể được chia thành hai tình huống: DO giảm mạnh trong một khoảng thời gian nhất định và DO giảm dần trong điều kiện thổi tương tự.

Nguyên nhân chính của sự giảm mạnh

1) Chất lượng nước đột biến

Nước thải hữu cơ nồng độ cao (BOD hòa tan) chảy vào. Nồng độ nước thải hữu cơ cao chủ yếu đề cập đến nước thải chế biến thực phẩm, nước thải sản xuất bia, nước thải giấy, v.v., BOD dễ bị phân hủy bằng bùn hoạt tính, dẫn đến sự gia tăng tiêu thụ oxy, giảm DO.

của nước thải có hàm lượng oxy cao. Mạng lưới đường ống nước thải hoặc bể lắng đọng tích tụ bùn chảy vào, bể đậm đặc hoặc bể tiêu hóa dòng chảy của một lượng lớn chất tẩy trên, nước thải công nghiệp như nước thải dầu mỡ tiêu thụ oxy cao, nước thải công nghiệp của nhà máy chế biến da, in ấn, sợi, nước thải tổng hợp hóa học đều có thể dẫn đến DO giảm mạnh.

ảnh hưởng đến dòng chảy của nước thải chuyển ôxy. Chất hoạt động bề mặt trong nước thải (như axit béo chuỗi ngắn và ethanol, vv), chất dính cao, dầu mỡ, vv sẽ tập hợp trên giao diện khí, chất lỏng, cản trở sự khuếch tán và chuyển giao của phân tử oxy. Bởi vì chúng làm tăng sức đề kháng của quá trình chuyển oxy, do đó làm giảm hệ số chuyển oxy và giảm hiệu quả chuyển, do đó làm giảm DO.

dòng chảy của nước thải FeO nồng độ cao Nồng độ cao FeO nước thải chủ yếu đến từ nước ngầm hoặc các mỏ, nhà máy luyện sắt, nhà máy cáp và các doanh nghiệp công nghiệp và khai thác mỏ khác, những nước thải này chứa một lượng lớn oxit sắt, dễ bị oxy hóa thành Fe3 +, tiêu thụ một lượng lớn oxy, dẫn đến giảm DO.

2) Phản ứng nitrat hóa xảy ra trong bể khí

Công thức của phản ứng nitrat hóa là:

NH4 + 2O2 NO3- + 2H + + H2O→

Phản ứng nitrat hóa phải đáp ứng các điều kiện như sau: nhiệt độ nước thích hợp, pH và DO, và SRT > 1/Vn, trong đó SRT đề cập đến tuổi bùn, Vn đề cập đến tỷ lệ tăng trưởng của vi khuẩn nitrat hóa.

Nhà máy xử lý nước thải sử dụng cùng một SRT vận hành, tỷ lệ tăng trưởng của vi khuẩn nitrat hóa Vn tăng lên theo nhiệt độ tăng lên, hoặc do thải bùn còn lại giảm mạnh, khi đáp ứng các điều kiện xảy ra phản ứng nitrat hóa, phản ứng nitrat hóa sẽ đột ngột xảy ra, từ công thức trên có thể thấy, nitrat hóa sẽ đồng thời tiêu thụ oxy, dẫn đến DO giảm.

2, DO dần giảm nguyên nhân chính

Giữ điều kiện thổi giống nhau, DO giảm dần, chủ yếu là do đầu khí bị tắc nghẽn hoặc màng khí lão hóa. Nguyên nhân có thể gây tắc nghẽn là quá nhiều bụi trong không khí, bộ lọc máy thổi không hoàn toàn, dầu làm mát máy thổi vào đường ống, gỉ gỉ bên trong ống sục khí, cặn gỉ nghẽn đầu sục khí dẫn đến DO giảm.

Lão hóa màng thoáng khí sẽ dẫn đến bong bóng trở nên dày, phân tán, bong bóng lớn hơn làm giảm diện tích tiếp xúc của pha khí và pha lỏng, rút ngắn thời gian tiếp xúc của cả hai, do đó làm giảm hiệu quả chuyển ôxy, trong trường hợp thoáng khí tương tự, DO sẽ giảm dần.

Nguyên nhân chính của sự gia tăng mạnh mẽ

Do một lượng lớn bùn dư thừa được thải ra, hoặc bùn bị giãn nở trong bể lắng đọng thứ hai và bùn bị mất đi cùng với nước ra, hoặc tải nước vào quá cao đều có thể dẫn đến nồng độ bùn hoạt tính của bể sục khí giảm, lượng tiêu thụ oxy cũng sẽ giảm theo, sau đó DO sẽ tăng.

Nồng độ nước vào quá thấp.Đối với hệ thống thoát nước của mưa và ô nhiễm hợp lưu, do mưa trong thời gian dài, lượng lớn nước tuyết tan chảy, sẽ gây ra tải trọng nước vào bể khí quá thấp, làm cho DO tăng lên.

của các chất độc hại. Do dòng chảy của nước thải công nghiệp sẽ dẫn đến sự xâm nhập của nước thải độc hại, dẫn đến tốc độ hiếu khí của bùn hoạt tính giảm và DO tăng. Ví dụ, kim loại nặng quá mức là chất ức chế vi khuẩn và thuốc diệt khuẩn, bột tẩy trắng, clo lỏng, vv có khả năng giết chết vi khuẩn rất mạnh, các chất này có thể gây ra một số lượng lớn vi khuẩn chết.

một lượng lớn nước thải có chứa chất oxy hóa mạnh. Các chất oxy hóa mạnh như kali permanganate có thể oxy hóa chất tế bào của vi khuẩn và làm cho sự trao đổi chất bình thường của vi khuẩn bị cản trở, thậm chí chết, kết quả của nó chắc chắn dẫn đến nhu cầu oxy của vi sinh vật giảm và DO tăng lên.

Phản ứng nitrat hóa đã dừng lại. Khi phản ứng nitri hóa dừng lại do nhiệt độ nước giảm hoặc tuổi bùn rút ngắn, mức tiêu thụ oxy giảm và DO tăng lên.

Ngoài các yếu tố trên, nhiệt độ nước cũng có ảnh hưởng đến DO. Trong phạm vi nhiệt độ mà hệ thống enzyme vi sinh không bị ảnh hưởng biến tính, nhiệt độ nước tăng sẽ làm cho hoạt động của vi sinh vật mạnh mẽ và tăng tốc độ phản ứng. Nhiệt độ nước tăng cũng có lợi cho các quá trình vật lý như trộn, khuấy, lắng đọng, nhưng không có lợi cho việc chuyển ôxy.

Đối với quá trình sinh hóa, thường cho rằng nhiệt độ nước là 20 ~ 30 °C hiệu quả tốt nhất, trên 35 °C và dưới 10 °C hiệu quả làm sạch sẽ giảm. Khi nhiệt độ nước tăng đột ngột, chẳng hạn như nhiệt độ nước vượt quá 40 °C, nó sẽ gây ra sự biến đổi protein, oxy mất hoạt động, dẫn đến chất lượng nước xử lý xấu đi.

Phương pháp giải quyết bất thường của oxy hòa tan (DO)

Oxy hòa tan là điều khiển vận hành bể sục khí quá trình bùn hoạt tính và chỉ số quan trọng của nó, hoạt tính của bùn hoạt tính có thể được phân biệt bằng tiêu thụ oxy hòa tan. Bùn hoạt tính tốt có nhu cầu oxy lớn, sau khi lấy mẫu, DO trong hỗn hợp nhanh chóng biến mất, ngay cả khi bão hòa oxy trong vài phút cũng sẽ tiêu thụ, trong khi bùn mất hoạt tính sau vài phút cũng sẽ không tiêu thụ.

Bởi vì kích thước của bùn hoạt tính floculants khác nhau, nhu cầu tối thiểu nồng độ oxy hòa tan cũng không giống nhau, floculants càng nhỏ, và diện tích tiếp xúc với nước thải càng lớn, cũng càng thích hợp để lấy mẫu, nhu cầu nồng độ oxy hòa tan nhỏ; ngược lại, floculants càng lớn, nhu cầu nồng độ oxy hòa tan lớn.

Oxy hòa tan không thể quá thấp, bởi vì oxy hòa tan quá thấp không thể đáp ứng nhu cầu trao đổi chất oxy của vi sinh vật trong bể sục khí và dẫn đến giảm số lượng vi sinh vật, cản trở quá trình trao đổi chất bình thường, nuôi dưỡng nấm sợi, chức năng lọc bùn giảm, chất ô nhiễm hữu cơ phân hủy không hoàn toàn, ảnh hưởng đến hiệu quả nước. Nếu DO của phần nước ra quá thấp trong một thời gian dài, nó cũng có thể dẫn đến bể trầm trọng thứ hai xảy ra khử nitri hóa và làm cho bùn nổi lên.

Nồng độ oxy hòa tan cũng không thể quá cao, bởi vì oxy hòa tan quá cao có nghĩa là tiêu thụ quá nhiều năng lượng, cũng sẽ gây ra sự gia tăng quá liều của các loại vi khuẩn hoạt nấm thích DO cao, ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý.

Ngoài ra, quá trình sục khí sẽ dẫn đến một phần bùn không thể lắng đọng và trở thành bùn nổi, cũng có thể gây ra sự tan rã hoặc quá oxy hóa bùn, làm cho sự cân bằng dinh dưỡng sinh học của bùn hoạt tính bị phá hủy, làm giảm sinh khối vi sinh vật và mất hoạt tính, khả năng hấp thụ giảm, floculum thu hẹp khối lượng, chỉ số thể tích bùn giảm SVI; quá trình sục khí cũng sẽ xảy ra hiện tượng bất thường như tăng bọt bể sục khí. Do đó, ôxy hòa tan trong bể sục không phải là càng cao càng tốt

Đối với phương pháp bùn hoạt tính truyền thống và quá trình biến dạng của nó, trên tiền đề không ảnh hưởng đến nước thải, giá trị DO nên giảm càng nhiều càng tốt.Đối với phương pháp bùn hoạt tính truyền thống, nhu cầu oxy lớn nhất xuất hiện ở giai đoạn đầu của bể sục khí, tức khu vực I, nơi nước thải và bùn bắt đầu tiếp xúc với hỗn hợp.Đối với quá trình bùn hoạt tính không yêu cầu khử nitơ, ôxy hòa tan trong khu vực I (khu vực nước vào) được kiểm soát trong khoảng 0,8 ~ 1,2 mg / L, khu vực II (khu vực trung gian) được kiểm soát trong khoảng 1,0 ~ 1,5 mg / L, khu vực III (khu vực nước ra) được kiểm soát trong khoảng 2 mg / L có thể đáp ứng nhu cầu xử lý. Oxy hòa tan ở khu vực thoát nước cao hơn một chút là để hấp thụ đầy đủ phốt pho và ngăn chặn bùn nổi lên kỵ khí trong bể trầm định thứ hai.

Bất thường DO cũng gián tiếp phản ánh chất lượng nước hoặc kiểm soát quá trình bất thường, nên kết hợp với nguyên nhân của nó, áp dụng các biện pháp đối phó khác nhau. Nếu do vấn đề chất lượng nước, nên tăng cường giao tiếp với các bộ phận bảo vệ môi trường, tìm hiểu nguồn chất lượng nước, tăng cường quản lý nguồn, hoặc tránh thời điểm cao điểm, giảm lượng nước nhập vào theo thời gian. Nếu DO bất thường do kiểm soát quá trình, nó nên được điều chỉnh dựa trên nguyên nhân của hiện tượng trên.

Ngoài ra, mùa hè do nhiệt độ nước cao nên tăng lượng khí thích hợp, mùa đông thì ngược lại. Do tắc nghẽn hệ thống sục khí tạo ra sự giảm oxy hòa tan nên tiến hành sửa chữa toàn diện cho bể sục khí, làm sạch hoặc thay thế màng sục khí, làm sạch các chất tắc nghẽn bên trong ống sục khí, để không khí có thể đi vào bể sục khí trơn tru, cung cấp lượng oxy hòa tan bình thường cho vi sinh vật.

Tóm lại, oxy hòa tan DO là một phương tiện kiểm soát quá trình cực kỳ quan trọng trong phương pháp bùn hoạt tính, và kích thước của giá trị của nó sẽ ảnh hưởng đến một loạt các chỉ số. DO bất thường khi phải kết hợp với nguyên nhân của nó, phân tích cẩn thận, đáp ứng thuốc, điều chỉnh kịp thời, cố gắng để kiểm soát bất thường trong phạm vi tối thiểu, làm cho nước thải đạt tiêu chuẩn.