污水处理该如何做好应对极寒天气的准备

就在最近，《自然》杂志刊登了一篇文章，文章中非常确定提到：“北半球在经历了2022年的极端热夏之后，也将会在2022年迎来极端冷冬。”

无独有偶，中科院大气物理研究所的最新研究成果也指出，2022年冬季将爆发第3次拉尼娜事件，并预判——
今冬我国部分地区可会出现阶段性低温，且有爆发极端寒潮和出现低温、冰冻、雨雪等灾害的可能，需要大家时刻保持警惕，提高防范意识，做好应对工作。

“拉尼娜”、“低温”、“极寒”、“暴雪”、“冰冻”，当这几个词组合在一起，就意味着要想确保今年冬季污水处理稳定达标，就必须在温度尚未发生较大变化的当下提前准备和干预。01“超冷寒冬”将会给污水处理带来哪些影响？
1、低温会降低生物处理反应速率
由于低温会引起微生物生长缓慢和酶促反应速度下降，必将导致活性污泥活性降低，使得生物处理反应速率下降。
有关研究表明：当水温低于13℃时，生物处理效果开始加速降低；当水温低于4℃时，几乎无处理效果。
2、低温生物活性受限，脱氮效率偏低
在生物脱氮过程中，含氮化合物在微生物作用下相继发生下列反应：氨化反应——硝化反应——反硝化反应，最终以N2形式从污水中脱离。
硝化反应的适宜温度是20℃~30℃，15℃以下时，硝化速度下降，5℃时完全停止。
反硝化反应的适宜温度是20℃～40℃，低于15℃时，反硝化菌的增殖速率降低，代谢速率也降低。
很多地区冬季的污水温度在10℃左右甚至更低，难以达成硝化细菌以及反硝化细菌的生长要求，这便会直接反映到污水处理效率方面，致使脱氮效率明显降低。
3、低温会使生物菌繁殖能力下降，限制除磷效果

除磷过程中，所采用的聚磷菌具有耐冷的特性，当环境温度低于5℃时，也可生长和繁殖。

但在温度为20℃左右时，其生长和繁殖的速度最快。因此，可以认为，环境温度的降低也会对除磷效果造成不同程度的影响。

除此之外，在低温条件下进行除磷操作时，部分微生物对聚磷菌具有一定的抑制作用，当环境温度符合微生物的生长要求时，其便会对聚磷菌造成抑制影响，致使除磷效果降低。

4、低温会导致污泥膨胀严重
有关研究表明，在寒冷地区城市污水厂，除低氧、低负荷外，温度也是影响污泥膨胀的重要因素。
通过对膨胀污泥的显微观察和生化分析，我们发现微丝菌属的小胸虫(micmthrix parvicella)在低温条件下会引起污泥膨胀。
此细菌适合的生长环境是低温（≤12℃~15℃）、低负荷（≤0.1kg/kg·d），在这种环境下它的丝特别长，具有疏水性特点。

低温导致M·ParvieeIIa的过度生长是寒冷地区冬季和春季污泥膨胀的主要原因。

02秋冬降温，应做哪些干预准备和工艺调整？

为了平衡低温带来的不利影响，咱们需要在温度尚未发生较大变化的秋季就提前做好菌种的驯化，以较长的时间来抵消菌群组成变化带来的影响。
同时，在冬季污水处理厂运行时，控制好运行参数，以适应环境变化的需要。
1、尽早人为干预，提高微生物对低温适应性
一般来说，微生物会在生长代谢的过程中逐渐适应周围环境的温度，但这一适应过程通常需要耗费较长的时间。、
目前，多数城市季节过渡不明显，秋冬来临常常伴随环境温度都突然降低。这种情况下，微生物很难在短期内轻易适应，需要人为来补充更适应环境的微生物。
因此，污水厂应总结往年气温变化规律，据此提前做好相应预案，在秋季气温刚开始下降时，缓慢地进行活性污泥的置换，稳步提高微生物对低温天气的适应性。
值得一提的是，该操作最好能在秋末冬初完成置换，逐渐提升污泥浓度，直至达到冬季运行工况下的活性污泥浓度，以保证生化处理工艺的稳定运行。
2、关注污水营养组分含量，调整有机组分比例
活性污泥中微生物的活性受环境温度影响极大，低温时微生物的正常生长会受到极大抑制。为了保持低温条件下微生物的生长增殖、新陈代谢，污水处理厂需要密切关注污水中各营养组分的含量，并根据实际情况适当调整有机组分的比例。
比如，污水处理厂可通过补充碳源或者调整碳源、氮源等营养组分比例。
这样做可以为微生物的生长提供充足的养分和合适的营养，以保障微生物的正常生长，从而使活性污泥在秋冬季低温条件下，依然保持足够的活力，维持污水处理厂的有效运行。
3、保证污泥稳定排放，控制污泥泥龄
有经验的运维人员肯定知道，秋冬季节活性污泥中的微生物活性较低，因此大多会选择提高污泥浓度来保持活性，但这种做法常常伴有一些风险。
稳定运行的活性污泥内蕴含有大量微生物，如果短时间内通过不脱泥或者少脱泥来实现污泥浓度的提升，会使微生物生长时间过长，从而会引起污泥过度老化，最终导致产生生物泡沫或者污泥膨胀。
因此，无论是任何工况调整，都必须保证剩余污泥的稳定排放。
污水处理厂应该在保证污泥稳定排放的前提下，采用一些较为缓和的措施来控制污泥泥龄，这需要一个较长时间的工艺调整过程。
4、加强保温措施提高进水温度
从上文可知，低温会使得活性污泥中的微生物受到影响，从而导致污水处理效率降低。
因此，可通过添加保温措施，来提高污水温度，从而提高污泥中的微生物活性。
1）保证设备连续运转，避免外露设施上冻，一旦出现故障，及时排空；
2）对厌氧池，缺氧池，好氧池及二沉池等池壁采用岩棉材质保温棉或苯板进行保温处理，池顶加盖，架塑料大棚等保温措施；
3）对污水厂地上管道采用电伴热缠绕，保温棉包裹等方式对污水进行保温，避免污水温度过低进入各处理阶段；
4）加药间安装暖气供暖，悬挂棉门帘，以确保药剂充分溶解，同时避免药剂低温进入生化池。
5、更改工艺参数以适应低温环境
通过适当的工艺优化调整可以降低低温对活性污泥系统的影响，以此来确保出水水质稳定达标。
1）适当提高污泥浓度来提高处理效果。通过污泥浓度的提高，使得更多的微生物参与到有机物分解中，提高处理效率。
2）适当增加污水停留时间。在保温措施完备的基础上，适当增加污水停留时间，延长污泥与污水的接触时间，从而提高去除效果。
3）减少剩余污泥排放。通过减少剩余污泥排放来降低硝化菌因低温污泥龄延长所带来的影响。
4）增加粉末活性炭等物质作为载体使得微生物在水中形成生物膜，与水中悬浮活性污泥共同去除污水中的物质，提高处理效果。
5）保证充足的碳源。必要时需向生化系统内投加额外碳源以保证活性污泥中的微生物在低温条件下有足够的营养物质供其生长。
6）进行适当的曝气控制，保证曝气充足，以确保活性污泥中的微生物正常生长。

03低温条件下，常见的7个设备管理问题
1、进水格栅出现上冻结冰问题怎么解决？
进水的粗细格栅在冬季气温持续0℃以下时，会在耙齿上出现结冰现象，导致粗格栅间距变小，细格栅堵塞。对策保持格栅高水位运行，使栅条始终浸在水中防止上冻。
粗细格栅、螺旋输送器、压榨机应加大开启频次，在环境温度连续0摄氏度以下应保持连续运行。
设备一旦上冻，禁止强行开启，应在向螺旋中加融雪剂等人工解冻后再开启运行。
室内格栅间可通过通风降低空气湿度，防止限位开关结冰。
2、低温条件下，机泵类设备该如何维护？
由于停留在泵体内的水在0℃以下结冰时体积膨胀，易造成泵体胀裂。
因此，对于非连续运行的备用进水泵、回流泵等，应采取有效的防冻措施，包括停用时将泵体内水排空，保持长流水，加保温伴热，采用井下泵等。
潜污泵由于泵体置于水下，虽然不会结冰，但要对泵出口至水面以上部分管道进行保温。
3、冬季加药间设备及管线需要保温吗？
加药间由于药剂溶解度的要求，有条件的企业应采用室内布置。加药设备、管路相对较小且相对较为精密，应采取设备、管线保温措施。
4、MBR膜系统在低温条件下运行要注意什么？
在MBR膜系统在冬季低温条件下，应考虑引进热源，保持温度以维持较高的膜通量和混合液中微生物的活性。
值得一提的是，采用PTEE材质的中空纤维膜，在环境温度降低时易于破碎。在冬春交际，膜结构发生冻融现象，会带来一定的损坏隐患。
5、冬季运行，臭氧发生器应注意哪些方面？
通常情况下臭氧发生器置于室内，环境温度可以保证臭氧发生器的生产使用。
冬季低温情况下停用，应检查系统的冷却水，将冷凝器和放电室冷却水排空，以免冻裂设备机件。
同时，低温情况下应检查尾气破坏装置的加热系统运行是否正常，防止尾气排放不合格。
6、泥冰出现冻结怎么办？
一般情况下污泥脱水系统非24小时连续运行，在环境温度低于0℃以下停机，容易造成泥饼冻结等问题。
在堆放泥饼的场地设置蒸汽加热管线可以解决泥饼冻结的问题。
7、如何给管线和设备解冻？
1）管线解冻，应由两头向中间缓慢、均匀解冻，先用少量热水加温，然后加大热水量，防止骤然升温而损坏管道。
同时，需要做好解冻后的防护措施，以免发生管线破损及其它事故。、
2）设备解冻，先用少量热水加温，然后加大热水量，应忌用蒸汽直接吹扫，防止骤然升温而损坏设备元件。
阀门等出现开关费劲，不得强行开关，应用热水暖开后再开，以免损坏内部构件。
另外，各处理工段及加药间、化验室等室外斜坡、楼梯、走廊、平台等及巡检通道要保持清洁，及时清除积雪，防止积水、结冰。

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