污水處理如何做好應對極寒天氣的準備？

 導  讀  

就在最近，《自然》雜志刊登了一篇文章，文章中非常確定提到：“北半球在經(jīng)歷了2022年的極端熱夏之后，也將會在2022年迎來極端冷冬?！?/strong>



無獨有偶，中科院大氣物理研究所的最新研究成果也指出，2022年冬季將爆發(fā)第3次拉尼娜事件，并預判——

今冬我國部分地區(qū)可會出現(xiàn)階段性低溫，且有爆發(fā)極端寒潮和出現(xiàn)低溫、冰凍、雨雪等災害的可能，需要大家時刻保持警惕，提高防范意識，做好應對工作。

“拉尼娜”、“低溫”、“極寒”、“暴雪”、“冰凍”，當這幾個詞組合在一起，就意味著要想確保今年冬季污水處理穩(wěn)定達標，就必須在溫度尚未發(fā)生較大變化的當下提前準備和干預。

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“超冷寒冬”將會給污水處理帶來哪些影響？

1、低溫會降低生物處理反應速率

由于低溫會引起微生物生長緩慢和酶促反應速度下降，必將導致活性污泥活性降低，使得生物處理反應速率下降。

有關(guān)研究表明：當水溫低于13℃時，生物處理效果開始加速降低；當水溫低于4℃時，幾乎無處理效果。

2、低溫生物活性受限，脫氮效率偏低

在生物脫氮過程中，含氮化合物在微生物作用下相繼發(fā)生下列反應：氨化反應——硝化反應——反硝化反應，最終以N2形式從污水中脫離。

硝化反應的適宜溫度是20℃~30℃，15℃以下時，硝化速度下降，5℃時完全停止。

反硝化反應的適宜溫度是20℃～40℃，低于15℃時，反硝化菌的增殖速率降低，代謝速率也降低。

很多地區(qū)冬季的污水溫度在10℃左右甚至更低，難以達成硝化細菌以及反硝化細菌的生長要求，這便會直接反映到污水處理效率方面，致使脫氮效率明顯降低。

3、低溫會使生物菌繁殖能力下降，限制除磷效果

除磷過程中，所采用的聚磷菌具有耐冷的特性，當環(huán)境溫度低于5℃時，也可生長和繁殖。

但在溫度為20℃左右時，其生長和繁殖的速度最快。因此，可以認為，環(huán)境溫度的降低也會對除磷效果造成不同程度的影響。

除此之外，在低溫條件下進行除磷操作時，部分微生物對聚磷菌具有一定的抑制作用，當環(huán)境溫度符合微生物的生長要求時，其便會對聚磷菌造成抑制影響，致使除磷效果降低。

4、低溫會導致污泥膨脹嚴重

有關(guān)研究表明，在寒冷地區(qū)城市污水廠，除低氧、低負荷外，溫度也是影響污泥膨脹的重要因素。

通過對膨脹污泥的顯微觀察和生化分析，我們發(fā)現(xiàn)微絲菌屬的小胸蟲(micmthrix parvicella)在低溫條件下會引起污泥膨脹。

此細菌適合的生長環(huán)境是低溫（≤12℃~15℃）、低負荷（≤0.1kg/kg·d），在這種環(huán)境下它的絲特別長，具有疏水性特點。

低溫導致M·ParvieeIIa的過度生長是寒冷地區(qū)冬季和春季污泥膨脹的主要原因。

02

秋冬降溫，應做哪些干預準備和工藝調(diào)整？

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，控制好運行參數(shù)，以適應環(huán)境變化的需要。

1、盡早人為干預，提高微生物對低溫適應性

一般來說，微生物會在生長代謝的過程中逐漸適應周圍環(huán)境的溫度，但這一適應過程通常需要耗費較長的時間。

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，需要人為來補充更適應環(huán)境的微生物。

因此，污水廠應總結(jié)往年氣溫變化規(guī)律，據(jù)此提前做好相應預案，在秋季氣溫剛開始下降時，緩慢地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，污水處理廠需要密切關(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。

4、加強保溫措施提高進水溫度

從上文可知，低溫會使得活性污泥中的微生物受到影響，從而導致污水處理效率降低。

因此，可通過添加保溫措施，來提高污水溫度，從而提高污泥中的微生物活性。

1）保證設(shè)備連續(xù)運轉(zhuǎn)，避免外露設(shè)施上凍，一旦出現(xiàn)故障，及時排空；

2）對厭氧池，缺氧池，好氧池及二沉池等池壁采用巖棉材質(zhì)保溫棉或苯板進行保溫處理，池頂加蓋，架塑料大棚等保溫措施；

3）對污水廠地上管道采用電伴熱纏繞，保溫棉包裹等方式對污水進行保溫，避免污水溫度過低進入各處理階段；

4）加藥間安裝暖氣供暖，懸掛棉門簾，以確保藥劑充分溶解，同時避免藥劑低溫進入生化池。

5、更改工藝參數(shù)以適應低溫環(huán)境

通過適當?shù)墓に噧?yōu)化調(diào)整可以降低低溫對活性污泥系統(tǒng)的影響，以此來確保出水水質(zhì)穩(wěn)定達標。

1）適當提高污泥濃度來提高處理效果。通過污泥濃度的提高，使得更多的微生物參與到有機物分解中，提高處理效率。

2）適當增加污水停留時間。在保溫措施完備的基礎(chǔ)上，適當增加污水停留時間，延長污泥與污水的接觸時間，從而提高去除效果。

3）減少剩余污泥排放。通過減少剩余污泥排放來降低硝化菌因低溫污泥齡延長所帶來的影響。

4）增加粉末活性炭等物質(zhì)作為載體使得微生物在水中形成生物膜，與水中懸浮活性污泥共同去除污水中的物質(zhì)，提高處理效果。

5）保證充足的碳源。必要時需向生化系統(tǒng)內(nèi)投加額外碳源以保證活性污泥中的微生物在低溫條件下有足夠的營養(yǎng)物質(zhì)供其生長。

6）進行適當?shù)钠貧饪刂?，保證曝氣充足，以確保活性污泥中的微生物正常生長。

03

低溫條件下，常見的7個設(shè)備管理問題

1、進水格柵出現(xiàn)上凍結(jié)冰問題怎么解決？

進水的粗細格柵在冬季氣溫持續(xù)0℃以下時，會在耙齒上出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，導致粗格柵間距變小，細格柵堵塞。對策保持格柵高水位運行，使柵條始終浸在水中防止上凍。

粗細格柵、螺旋輸送器、壓榨機應加大開啟頻次，在環(huán)境溫度連續(xù)0攝氏度以下應保持連續(xù)運行。

設(shè)備一旦上凍，禁止強行開啟，應在向螺旋中加融雪劑等人工解凍后再開啟運行。

室內(nèi)格柵間可通過通風降低空氣濕度，防止限位開關(guān)結(jié)冰。

2、低溫條件下，機泵類設(shè)備該如何維護？

由于停留在泵體內(nèi)的水在0℃以下結(jié)冰時體積膨脹，易造成泵體脹裂。

因此，對于非連續(xù)運行的備用進水泵、回流泵等，應采取有效的防凍措施，包括停用時將泵體內(nèi)水排空，保持長流水，加保溫伴熱，采用井下泵等。

潛污泵由于泵體置于水下，雖然不會結(jié)冰，但要對泵出口至水面以上部分管道進行保溫。

3、冬季加藥間設(shè)備及管線需要保溫嗎？

加藥間由于藥劑溶解度的要求，有條件的企業(yè)應采用室內(nèi)布置。加藥設(shè)備、管路相對較小且相對較為精密，應采取設(shè)備、管線保溫措施。

4、MBR膜系統(tǒng)在低溫條件下運行要注意什么？

在MBR膜系統(tǒng)在冬季低溫條件下，應考慮引進熱源，保持溫度以維持較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材質(zhì)的中空纖維膜，在環(huán)境溫度降低時易于破碎。在冬春交際，膜結(jié)構(gòu)發(fā)生凍融現(xiàn)象，會帶來一定的損壞隱患。

5、冬季運行，臭氧發(fā)生器應注意哪些方面？

通常情況下臭氧發(fā)生器置于室內(nèi)，環(huán)境溫度可以保證臭氧發(fā)生器的生產(chǎn)使用。

冬季低溫情況下停用，應檢查系統(tǒng)的冷卻水，將冷凝器和放電室冷卻水排空，以免凍裂設(shè)備機件。

同時，低溫情況下應檢查尾氣破壞裝置的加熱系統(tǒng)運行是否正常，防止尾氣排放不合格。

6、泥冰出現(xiàn)凍結(jié)怎么辦？

一般情況下污泥脫水系統(tǒng)非24小時連續(xù)運行，在環(huán)境溫度低于0℃以下停機，容易造成泥餅凍結(jié)等問題。

在堆放泥餅的場地設(shè)置蒸汽加熱管線可以解決泥餅凍結(jié)的問題。

7、如何給管線和設(shè)備解凍？

1）管線解凍，應由兩頭向中間緩慢、均勻解凍，先用少量熱水加溫，然后加大熱水量，防止驟然升溫而損壞管道。

同時，需要做好解凍后的防護措施，以免發(fā)生管線破損及其它事故。

2）設(shè)備解凍，先用少量熱水加溫，然后加大熱水量，應忌用蒸汽直接吹掃，防止驟然升溫而損壞設(shè)備元件。

閥門等出現(xiàn)開關(guān)費勁，不得強行開關(guān)，應用熱水暖開后再開，以免損壞內(nèi)部構(gòu)件。

另外，各處理工段及加藥間、化驗室等室外斜坡、樓梯、走廊、平臺等及巡檢通道要保持清潔，及時清除積雪，防止積水、結(jié)冰。