秋冬低溫常常會使污水廠面臨嚴峻挑戰(zhàn)，尤其是對活性污泥生長、脫氮除磷效果有較大影響。為了平衡低溫帶來的不利影響，需要在溫度尚未發(fā)生較大變化的秋季就提前做好菌種的馴化，以較長的時間來抵消菌群組成變化帶來的影響。同時，在冬季污水處理廠運行時，要控制好運行參數(shù)，以適應(yīng)環(huán)境變化的需要。秋冬低溫常常會使污水廠面臨嚴峻挑戰(zhàn)，尤其是對活性污泥生長、脫氮除磷效果有較大影響。
比如，咱們前期辛辛苦苦馴化好的的可以適應(yīng)較高溫度生長的微生物，在面對突然而來的低溫時，會大量死去或失去活性。
而當(dāng)我們花費大量時間、人力、物力去馴化新微生物菌群時，期間又會造成污水處理廠污泥活性的降低甚至消失，使微生物系統(tǒng)崩潰，在產(chǎn)生大量剩余污泥的同時，引起污水處理廠處理效果急劇下降。
"相關(guān)研究表明，在一定溫度范圍內(nèi)，溫度每降低10℃，微生物活性隨之下降一倍，當(dāng)環(huán)境溫度低于4℃時，微生物幾乎停止生命活動，污水處理效果下降甚至完全消失。"
因此，為了平衡低溫帶來的不利影響，咱們需要在溫度尚未發(fā)生較大變化的秋季就提前做好菌種的馴化，以較長的時間來抵消菌群組成變化帶來的影響。
同時，在冬季污水處理廠運行時，要控制好運行參數(shù)，以適應(yīng)環(huán)境變化的需要。
1、秋冬低溫會減弱硝化、反硝化作用
硝化細菌的可生存環(huán)境溫度在4-45℃之間，亞硝化菌的最適溫度為35℃，硝酸菌的最適溫度是35-42℃。
在最適溫度以下隨著溫度降低硝化細菌的活性也隨之下降，當(dāng)溫度下降10℃，硝化細菌最大比增殖速率和活性至少降低一半，12℃時反映速率下降50%，在5℃時停止硝化作用。反硝化的最適溫度在15-20℃之間，低于此溫度時反硝化菌的代謝能力降低到較低水平，反硝化反應(yīng)收到明顯抑制，當(dāng)溫度低于5℃時反硝化作用幾乎停止。
2、秋冬低溫會間接影響生物除磷效果
聚磷菌為耐冷菌，通常正常運行時溫度降低對其影響應(yīng)該不大，但在實際運行過程中效果會確有明顯下降。在低溫環(huán)境下對生物除磷的影響主要有3個方面：
溫度降低影響微生物的新陳代謝和生理活性，微生物增殖速度下降，從而影響聚磷菌的釋磷和吸磷的效果，導(dǎo)致系統(tǒng)的除磷功能下降 。
低溫情況下，聚糖菌成為了生化系統(tǒng)中的優(yōu)勢菌群，聚磷菌的優(yōu)勢地位遭到破壞。
對于活性污泥和生物膜耦合的新型脫氮除磷工藝，在低溫條件下，總磷的去除率受有機負荷的影響比正常溫度更明顯。
3、秋冬低溫可能會引起污泥膨脹
當(dāng)氣溫較低時，污水中正常的活性菌群生長受到抑制，繁殖緩慢。而其中適合低溫生長的微絲菌屬微生物在適宜溫度下卻會大量繁殖生長。
這些菌屬會在生長過程中互相勾連、聚合成團，從而形成較大的顆粒，產(chǎn)生大量的剩余污泥，如不及時排除，就會引起污水處理廠的污泥膨脹。
4、秋冬低溫降低了污泥沉降性能
秋冬氣溫降低后，活性污泥中微生物菌群的活性降低，其細胞表面胞外聚合物的分泌量減少，微生物之間的相互作用降低，難以結(jié)合形成團狀聚合物。
這會導(dǎo)致活性污泥顆粒細碎，不易形成大顆粒絮狀物，從而使得污泥顆粒的沉降性能下降，降低了泥水分離的效果，導(dǎo)致出水中常有細小懸浮顆粒出現(xiàn)，影響了出水效果。
低溫會嚴重影響微生物的代謝，導(dǎo)致污泥活性下降。主要體現(xiàn)在以下3個方面：在低溫情況下活性污泥中的微生物表面蛋白質(zhì)的活性降低，其表面的原生質(zhì)膜流動性下降，從而不利于微生物進行營養(yǎng)物質(zhì)的運輸。
較低的溫度也抑制了微生物體內(nèi)酶的活性，阻礙了微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的利用，使微生物不能正常進行營養(yǎng)吸收，從而抑制了微生物的生長，使活性污泥中微生物菌群數(shù)量下降，活性大為降低。
脫氮除磷過程中硝化菌、聚磷菌等微生物的活性也會受到溫度的影響，生長速率降低，導(dǎo)致污泥齡增長，從而出現(xiàn)這些活性微生物流失的現(xiàn)象。
6、秋冬低溫會影響微生物所需養(yǎng)料溶解度低溫通常會使有機物在水中的溶解度下降，然而不同有機物在水中的溶解度不同，其溶解度受到溫度變化而變化的趨勢也不盡相同。
較低的水溫使得活性污泥中各種微生物生長所需的養(yǎng)料溶解度發(fā)生變化- 可能會使不同營養(yǎng)組分之間的比例發(fā)生變化，可能偏離了微生物生長所需的最佳比例，不利于微生物的代謝過程；
- 較低的水溫整體降低了水中微生物生長所需的營養(yǎng)來源的含量，相比水溫較高的情況下，可能需要投加更多的營養(yǎng)物質(zhì)才能保證活性污泥中微生物的正常生長，增加了污水處理廠的運營成本；
- 大量本應(yīng)作為能量來源的有機物不能溶解于水中被微生物利用，也可能會導(dǎo)致產(chǎn)生大量污泥，影響活性污泥的濃度。
1、盡早人為干預(yù)，提高微生物對低溫適應(yīng)性一般來說，微生物會在生長代謝的過程中逐漸適應(yīng)周圍環(huán)境的溫度，但這一適應(yīng)過程通常需要耗費較長的時間。
上文提到，目前多數(shù)城市季節(jié)過渡不明顯，秋冬來臨常常伴隨環(huán)境溫度都突然降低。這種情況下，微生物很難在短期內(nèi)輕易適應(yīng)，需要人為來補充更適應(yīng)環(huán)境的微生物。因此，污水廠應(yīng)總結(jié)往年氣溫變化規(guī)律，據(jù)此提前做好相應(yīng)預(yù)案，在秋季氣溫剛開始下降時，緩慢的進行活性污泥的置換，穩(wěn)步提高微生物對低溫天氣的適應(yīng)性。值得一提的是，該操作最好能在秋末冬初完成置換，逐漸提升污泥濃度，直至達到冬季運行工況下的活性污泥濃度，以保證生化處理工藝的穩(wěn)定運行。
2、關(guān)注污水營養(yǎng)組分含量，調(diào)整有機組分比例
活性污泥中微生物的活性受環(huán)境溫度影響極大，低溫時微生物的正常生長會受到極大抑制。
為了保持低溫條件下微生物的生長增殖、新陳代謝，需要污水處理廠密切關(guān)注污水中各營養(yǎng)組分的含量，并根據(jù)實際情況適當(dāng)調(diào)整有機組分的比例。比如，污水處理廠可通過補充碳源或者調(diào)整碳源、氮源等營養(yǎng)組分比例。這樣做可以為微生物的生長提供充足的養(yǎng)分和合適的營養(yǎng)，以保障微生物的正常生長，從而使活性污泥在秋冬季低溫條件下，依然保持足夠的活力，維持污水處理廠的有效運行。
3、保證污泥穩(wěn)定排放，控制污泥泥齡
有經(jīng)驗的運維人員肯定知道，秋冬季節(jié)活性污泥中的微生物活性較低，因此大多會選擇提高污泥濃度來保持活性。
但這種做法常常伴有一些風(fēng)險。穩(wěn)定運行的活性污泥內(nèi)蘊含有大量微生物，如果短時間內(nèi)通過不脫泥或者少脫泥來實現(xiàn)污泥濃度的提升，會使微生物生長時間過長，從而會引起污泥過度老化，最終導(dǎo)致產(chǎn)生生物泡沫或者污泥膨脹。
因此，無論是任何工況調(diào)整，都必須保證剩余污泥的穩(wěn)定排放。污水處理廠應(yīng)該在保證污泥穩(wěn)定排放的前提下，采用一些較為緩和的措施來控制污泥泥齡，這需要一個較長時間的工藝調(diào)整過程。來源：
[1] 吳成強，楊金翠，楊敏，等. 運行溫度對活性污泥特性的影響[J]. 中國給水排水，2003, 19(09): 5-7.
[2] 馮振濤. 秋冬季節(jié)污水處理廠活性污泥運行問題及對策[J].
[3] 霍唐燃，潘玨君，劉思彤. 基于代謝組的厭氧氨氧化菌群對溫度的響應(yīng)機制[J]. 微生物學(xué)通報，2019, 46(08): 1936-1945.
編輯 | 匡宋堯
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