脱气池控制回流混合液溶解氧工艺

在活性污泥法污水处理系统中，回流混合液的溶解氧（DO）浓度直接影响缺氧段反硝化效果和系统整体脱氮性能。脱气池作为控制回流混合液DO的关键单元，通过物理除气与工艺调控的协同作用，成为提升污水处理效能的重要技术环节。

工艺原理与功能定位

脱气池的核心功能是通过降低回流混合液中的溶解氧浓度，为缺氧段创造有利的反硝化环境。其工作原理基于亨利定律，通过降低混合液静水压力或改变水温，促使DO从液相向气相转移。典型脱气池采用竖流式结构，混合液从底部进入后，通过释放器形成微小气泡，在上升过程中释放DO并溢流出水。

现代脱气池已从单一除气功能发展为集成化控制单元，通过在线DO监测仪与调节阀联动，实现DO浓度的动态精准调控。研究表明，将回流混合液DO控制在0.2-0.5mg/L时，缺氧段反硝化速率可提升40%-60%，显著提高总氮去除效率。

关键参数与控制策略

脱气池的效能受多重因素影响，需通过多维度参数优化实现精准控制：

水力停留时间（HRT）：HRT过短会导致DO去除不彻底，过长则可能引起硝酸盐过早消耗。工程实践表明，HRT控制在15-20分钟时，DO去除率可达85%以上，同时避免硝酸盐损失。

温度与压力调控：水温每升高1℃，DO饱和浓度增加约2%，需通过冷却系统维持适宜温度（通常20-25℃）。部分先进脱气池采用真空减压技术，进一步降低DO饱和浓度。

气泡释放器设计：微孔释放器（孔径0.1-0.3mm）可产生粒径小于3mm的微气泡，显著提升气液传质效率，较传统穿孔管提升DO去除率30%以上。

工艺优化与工程实践

在某5万吨/日污水处理厂的升级改造中，通过引入智能脱气池系统，实现了回流混合液DO的精准控制。项目采用以下优化措施：

三级梯度除气：设置串联式脱气池，逐级降低DO浓度，确保出水DO稳定在0.3mg/L以下；

动态反馈控制：基于在线DO监测数据，自动调节脱气池进气量与水流量，响应时间缩短至30秒；

节能设计：利用处理后的尾水作为冷却水源，降低脱气池能耗约25%。

运行数据显示，改造后系统总氮去除率从65%提升至82%，年节约碳源投加费用超80万元，同时减少污泥产量15%-20%。

技术挑战与发展方向

当前脱气池技术仍面临两大挑战：

微气泡稳定性控制：气泡聚并现象可能导致DO去除效率波动，需开发新型表面活性剂或纳米涂层技术；

多工艺耦合：探索脱气池与厌氧氨氧化（Anammox）或电化学除氧技术的集成应用，进一步提升脱氮效能。

未来发展趋势包括：

数字化与智能化：通过AI算法预测DO变化趋势，实现前馈控制；

材料创新：采用石墨烯增强复合材料制造释放器，延长使用寿命；

低碳化运行：耦合太阳能驱动的真空泵系统，降低碳排放。

结语

脱气池作为连接好氧段与缺氧段的关键纽带，其精准控制对污水处理系统的稳定运行至关重要。随着智能控制与材料科学的进步，脱气池技术将在污水深度脱氮领域发挥更大作用，为行业绿色低碳转型提供有力支撑。