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黎明
【中國環(huán)保在線 技術(shù)前沿】溫度對(duì)于污水廠來說，特別是北方地區(qū)，是一個(gè)重要的控制參數(shù)，如何針對(duì)溫度的變化，污水廠應(yīng)該主動(dòng)采取措施進(jìn)行運(yùn)行管理，而不是被動(dòng)的進(jìn)行調(diào)整，只有了解自然規(guī)律，了解微生物習(xí)性，才能更好的發(fā)揮活性污泥的特性，讓污水處理在溫度變化的環(huán)境條件下，處理水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
我國的地域遼闊，跨越緯度北緯20度到50度的區(qū)間，由于受到這么大緯度位置的影響 冬季陽光直射在南半球，而中國大部處于北溫帶，由太陽輻射獲得的熱量少，因此同時(shí)中國南北緯度相差達(dá)50℃，北方與南方太陽高度差別顯著，故造成北方大部地區(qū)氣溫低，且南北氣溫差別大還有 冬季風(fēng)的影響 冬季，從蒙古、西伯利亞一帶常有寒冷干燥的冬季風(fēng)吹來，北方地區(qū)首當(dāng)其沖，因此更加劇了北方嚴(yán)寒并使南北氣溫的差別增大。
污水廠所處理的污水來自于每家每戶排出的生活用水。由于生活用水是直接和人體接觸的，因此排水溫度通常在10到20攝氏度之間。而且一般來說，排出的的溫度將高于供水的溫度。這是因?yàn)閺拿恳粋€(gè)家庭中在使用中對(duì)水進(jìn)行了加熱升溫以適應(yīng)人體溫度。但是由于我國地域遼闊，根據(jù)地理位置的不同，氣溫的巨大差別，也就造成了北方地區(qū)污水處理廠所處的溫度隨季節(jié)變化不同，也就造成了生活污水的年平均溫度會(huì)有所不同。水的溫度在污水處理廠中是一個(gè)非常重要的參數(shù)，因?yàn)樗鼘?duì)活性污泥中的微生物的繁殖速度，微生物反應(yīng)和反應(yīng)速率，水中的溶解氧等等都會(huì)產(chǎn)生非常大的影響。
在污水處理廠的活性污泥中，通常遇到的微生物大致分為三個(gè)溫度組(1)低溫菌(低端溫度通常在0~30℃)，(2)嗜溫菌(中等溫度通常為15 - 40℃)，和(3)嗜熱菌(溫度從45 - 80℃)。可以看出北方地區(qū)的大多數(shù)污水處理廠在一年中的大部分時(shí)間都在嗜溫菌溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。
我們要注意每組中的微生物在一定的溫度范圍內(nèi)會(huì)出現(xiàn)重疊。這個(gè)從一個(gè)群體到另一個(gè)群體的過渡區(qū)域作為一般會(huì)出現(xiàn)“問題區(qū)域”，因?yàn)樵谶@個(gè)區(qū)域里面沒有一個(gè)群體完全處于其佳增長范圍內(nèi)，兩種微生物都在互相糾纏和抵制，造成了工藝上的控制復(fù)雜度增加。我們可以知道污水處理中的大多數(shù)微生物都是嗜溫微生物，這意味著它們?cè)?2-38攝氏度的溫度范圍內(nèi)生長好。
當(dāng)污水廠的生物池內(nèi)的水溫偏離了嗜溫微生物的范圍時(shí)，各種工藝異常就會(huì)開始發(fā)生，這是因?yàn)槲⑸锏恼w構(gòu)成開始偏向更適合低溫或高溫的生物，正是這種因?yàn)闇囟茸兓瘜?dǎo)致的生物結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致了春季和秋季的問題。這個(gè)我們都知道季節(jié)性的泡沫問題出現(xiàn)，季節(jié)交替期間的二沉池出水的懸浮物會(huì)有明顯的增加等問題。
污水處理在很大程度上依賴于微生物的活動(dòng)。而當(dāng)水體的溫度升高10攝氏度時(shí)，微生物活性就會(huì)翻倍。當(dāng)進(jìn)水溫度較高導(dǎo)致微生物活動(dòng)加倍時(shí)，活動(dòng)增加后的微生物對(duì)有機(jī)物的降解能力就會(huì)增加，當(dāng)增加了降解能力后，也就是說在夏天較高的溫度下曝氣池內(nèi)的氧氣吸收更快，需要以更高的速率更大的風(fēng)量給曝氣池供應(yīng)空氣。在夏天的溫度下，水中的有機(jī)物會(huì)更快地降解，活性污泥更新速率加快，因此在夏天時(shí)需要加大排泥，減緩活性污泥老化的速度。
同樣反過來也是如此：在冬季，微生物的活性下降，導(dǎo)致生物反應(yīng)中的耗氧量下降，空氣不需要快速供應(yīng)。但是由于微生物的活性減緩，進(jìn)水中的有機(jī)污染物需要更長的時(shí)間才能降解，因此在寒冷的月份需要用更長時(shí)間來處理，在實(shí)際的應(yīng)用中，有預(yù)留空間的條件下，我們可以在冬季使用更多的處理構(gòu)筑物，延長停留時(shí)間來彌補(bǔ)活性減弱的影響等方式進(jìn)行。
同時(shí)溫度對(duì)硝化和反硝化作用有顯著影響，細(xì)菌活性的佳溫度范圍為約25至35℃。當(dāng)溫度升至50℃時(shí)，好氧消化和硝化停止。當(dāng)溫度降至約15℃時(shí)，產(chǎn)生甲烷的細(xì)菌變得非常不活躍，并且在約50℃時(shí)，自養(yǎng)硝化細(xì)菌實(shí)際上停止起作用。在文后的文章鏈接中，大家可以查閱溫度對(duì)硝化作用的影響。
此外，氧氣在溫水中的溶解度低于在冷水中的溶解度。下表是水中溶解氧的隨溫度變化的數(shù)值表，黃色范圍是我們污水廠生物池內(nèi)的溫度范圍。
應(yīng)對(duì)溫度變化我們應(yīng)該采取那些工藝措施來進(jìn)行污水廠的運(yùn)行管理呢?一般來說，夏季的溫度較高，微生物的活性較強(qiáng)，工藝管控的難度不大，而冬季溫度下降到嗜溫菌的溫度范圍之外，進(jìn)行合理的工藝控制尤為重要，因此我們主要討論冬季到來，溫度下降應(yīng)采取的工藝管理措施：
1、進(jìn)行溫度的統(tǒng)計(jì)
污水廠所處的地區(qū)的溫度，一年四季變化是呈現(xiàn)一種規(guī)律性的變化，做好氣溫和水溫的變化的統(tǒng)計(jì)，為今后的運(yùn)行管理提供有指導(dǎo)意義的參數(shù)，是溫度管理的重要環(huán)節(jié)，需要各個(gè)污水廠認(rèn)真進(jìn)行。
2、增加MLSS(混合液懸浮固體濃度)
在北方的天氣可以在幾天內(nèi)從零上的溫度到零度以下。在冬季的低水溫下增加MLSS濃度，利用微生物的數(shù)量增加，抵消微生物反應(yīng)動(dòng)力減弱。
3、調(diào)整曝氣量，保證生物池內(nèi)的溶解氧
生物池內(nèi)的溶解氧的濃度受溫度影響較大。在較低溫度下，水具有較高的溶解氧的能力。同時(shí)微生物數(shù)量增加后，需要更多的氧氣來維持生存，這樣一方面受溫度的影響可以降低氣量，一方面又受到微生物的增加需要提高氣量，運(yùn)行人員需要在這兩者之間進(jìn)行平衡選擇，保持微生物對(duì)氧氣的正常需求。
4、加強(qiáng)鏡檢對(duì)微生物進(jìn)行管理
曝氣池中活性污泥中的微生物，在溫度變化期間，受到污水中有機(jī)污染物的特性和環(huán)境條件影響，容易出現(xiàn)污泥膨脹和污泥泡沫問題。因此強(qiáng)化生物鏡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)微生物異常情況，是冬季管理的重要手段之一。
5、冬季的保溫措施
根據(jù)污水處理廠曝氣池的大小，部分或完全覆蓋池體，可能是調(diào)節(jié)季節(jié)變化對(duì)曝氣池水溫的影響的一種手段。特別是冬季期間大氣壓力的變化可以影響生物池內(nèi)的溶解氧濃度。冬季低壓條件，例如冬天刮的強(qiáng)烈的西北風(fēng)，會(huì)使生物池內(nèi)的水體表面溫度和冷空氣發(fā)生較大的熱交換，降低生物池內(nèi)溫度，同時(shí)由于刮風(fēng)導(dǎo)致的低壓，還會(huì)降低生物池內(nèi)的溶解氧濃度。通過部分或完全覆蓋曝氣池，可以在一定程度上減緩由于冬季的氣候條件帶來的問題。
