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應對超級寒冬汙水處理要做好準備！

2022-12-09

　　最近《自然》雜誌刊登了一篇文章，文章中非常確定提到：“北半球在經曆了2022年的極端熱夏之後，也將會(hui) 在2022年迎來極端冷冬”。

　　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年冬季將爆發第3次拉尼娜事件，並預判——今冬我國部分地區可會(hui) 出現階段性低溫，且有爆發極端寒潮和出現低溫、冰凍、雨雪等災害的可能，需要大家時刻保持警惕，提高防範意識，做好應對工作。“拉尼娜”、“低溫”、“極寒”、“暴雪”、“冰凍”，當這幾個(ge) 詞組合在一起，就意味著要想確保今年冬季汙水處理穩定達標，就必須在溫度尚未發生較大變化的當下提前準備和幹預。

　　01 “超冷寒冬”將會(hui) 給汙水處理帶來哪些影響?

　　1、低溫會(hui) 降低生物處理反應速率

　　由於(yu) 低溫會(hui) 引起微生物生長緩慢和酶促反應速度下降，必將導致活性汙泥活性降低，使得生物處理反應速率下降。有關(guan) 研究表明：當水溫低於(yu) 13℃時，生物處理效果開始加速降低;當水溫低於(yu) 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(cong) 汙水中脫離。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℃，低於(yu) 15℃時，反硝化菌的增殖速率降低，代謝速率也降低。很多地區冬季的汙水溫度在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(hui) 直接反映到汙水處理效率方麵，致使脫氮效率明顯降低。

　　3.低溫會(hui) 使生物菌繁殖能力下降，限製除磷效果

　　除磷過程中，所采用的聚磷菌具有耐冷的特性，當環境溫度低於(yu) 5℃時，也可生長和繁殖。但在溫度為(wei) 20℃左右時，其生長和繁殖的速度最快。因此，可以認為(wei) ，環境溫度的降低也會(hui) 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製作用，當環境溫度符合微生物的生長要求時，其便會(hui) 對聚磷菌造成抑製影響，致使除磷效果降低。

　　4、低溫會(hui) 導致汙泥膨脹嚴(yan) 重

　　有關(guan) 研究表明，在寒冷地區城市汙水廠，除低氧、低負荷外，溫度也是影響汙泥膨脹的重要因素。通過對膨脹汙泥的顯微觀察和生化分析，我們(men) 發現微絲(si) 菌屬的小胸蟲(micmthrix parvicella)在低溫條件下會(hui) 引起汙泥膨脹。此細菌適合的生長環境是低溫(≤12℃~15℃)、低負荷(≤0.1kg/kg·d)，在這種環境下它的絲(si) 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冬季和春季汙泥膨脹的主要原因。

　　02 秋冬降溫，應做哪些幹預準備和工藝調整?

　　為(wei) 了平衡低溫帶來的不利影響，咱們(men) 需要在溫度尚未發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，在冬季汙水處理廠運行時，控製好運行參數，以適應環境變化的需要。

　　1、盡早人為(wei) 幹預，提高微生物對低溫適應性

　　一般來說，微生物會(hui) 在生長代謝的過程中逐漸適應周圍環境的溫度，但這一適應過程通常需要耗費較長的時間。目前，多數城市季節過渡不明顯，秋冬來臨(lin) 常常伴隨環境溫度都突然降低。這種情況下，微生物很難在短期內(nei) 輕易適應，需要人為(wei) 來補充更適應環境的微生物。

　　因此，汙水廠應總結往年氣溫變化規律，據此提前做好相應預案，在秋季氣溫剛開始下降時，緩慢地進行活性汙泥的置換，穩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，逐漸提升汙泥濃度，直至達到冬季運行工況下的活性汙泥濃度，以保證生化處理工藝的穩定運行。

　　2、關(guan) 注汙水營養(yang) 組分含量，調整有機組分比例

　　活性汙泥中微生物的活性受環境溫度影響極大，低溫時微生物的正常生長會(hui) 受到極大抑製。為(wei) 了保持低溫條件下微生物的生長增殖、新陳代謝，汙水處理廠需要密切關(guan) 注汙水中各營養(yang) 組分的含量，並根據實際情況適當調整有機組分的比例。比如，汙水處理廠可通過補充碳源或者調整碳源、氮源等營養(yang) 組分比例。這樣做可以為(wei) 微生物的生長提供充足的養(yang) 分和合適的營養(yang) ，以保障微生物的正常生長，從(cong) 而使活性汙泥在秋冬季低溫條件下，依然保持足夠的活力，維持汙水處理廠的有效運行。

　　3、保證汙泥穩定排放，控製汙泥泥齡有經驗的運維人員肯定知道，秋冬季節活性 汙泥中的微生物活性較低，因此大多會(hui) 選擇提高汙泥濃度來保持活性，但這種做法常常伴有一些風險。

　　穩定運行的活性汙泥內(nei) 蘊含有大量微生物，如果短時間內(nei) 通過不脫泥或者少脫泥來實現汙泥濃度的提升，會(hui) 使微生物生長時間過長，從(cong) 而會(hui) 引起汙泥過度老化，最終導致產(chan) 生生物泡沫或者汙泥膨脹。因此，無論是任何工況調整，都必須保證剩餘(yu) 汙泥的穩定排放。汙水處理廠應該在保證汙泥穩定排放的前提下，采用一些較為(wei) 緩和的措施來控製汙泥泥齡，這需要一個(ge) 較長時間的工藝調整過程。

　　4、加強保溫措施提高進水溫度

　　從(cong) 上文可知，低溫會(hui) 使得活性汙泥中的微生物受到影響，從(cong) 而導致汙水處理效率降低。因此，可通過添加保溫措施，來提高汙水溫度，從(cong) 而提高汙泥中的微生物活性。

　　1) 保證設備連續運轉，避免外露設施上凍，一旦出現故障，及時排空;

　　2) 對厭氧池，缺氧池，好氧池及二沉池等池壁采用岩棉材質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) 對汙水廠地上管道采用電伴熱纏繞，保溫棉包裹等方式對汙水進行保溫，避免汙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、更改工藝參數以適應低溫環境

　　通過適當的工藝優(you) 化調整可以降低低溫對活性汙泥係統的影響，以此來確保出水水質穩定達標。

　　1) 適當提高汙泥濃度來提高處理效果。通過汙泥濃度的提高，使得更多的微生物參與(yu) 到有機物分解中，提高處理效率。

　　2) 適當增加汙水停留時間。在保溫措施完備的基礎上，適當增加汙水停留時間，延長汙泥與(yu) 汙水的接觸時間，從(cong) 而提高去除效果。

　　3) 減少剩餘(yu) 汙泥排放。通過減少剩餘(yu) 汙泥排放來降低硝化菌因低溫汙泥齡延長所帶來的影響。

　　4) 增加粉末活性炭等物質作為(wei) 載體(ti) 使得微生物在水中形成生物膜，與(yu) 水中懸浮活性汙泥共同去除汙水中的物質，提高處理效果。保證充足的碳源。必要時需向生化係統內(nei) 投加額外碳源以保證活性汙泥中的微生物在低溫條件下有足夠的營養(yang) 物質供其生長。進行適當的曝氣控製，保證曝氣充足，以確保活性汙泥中的微生物正常生長。

　　03 低溫條件下，常見的7個(ge) 設備管理問題

　　1、進水格柵出現上凍結冰問題怎麽(me) 解決(jue) ?

　　進水的粗細格柵在冬季氣溫持續0℃以下時，會(hui) 在耙齒上出現結冰現象，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，在環境溫度連續0攝氏度以下應保持連續運行。設備一旦上凍，禁止強行開啟，應在向螺旋中加融雪劑等人工解凍後再開啟運行。室內(nei) 格柵間可通過通風降低空氣濕度，防止限位開關(guan) 結冰。

　　2、低溫條件下，機泵類設備該如何維護?

　　由於(yu) 停留在泵體(ti) 內(nei) 的水在0℃以下結冰時體(ti) 積膨脹，易造成泵體(ti) 脹裂。

　　因此，對於(yu) 非連續運行的備用進水泵、回流泵等，應采取有效的防凍措施，包括停用時將泵體(ti) 內(nei) 水排空，保持長流水，加保溫伴熱，采用井下泵等。潛汙泵由於(yu) 泵體(ti) 置於(yu) 水下，雖然不會(hui) 結冰，但要對泵出口至水麵以上部分管道進行保溫。

　　3、冬季加藥間設備及管線需要保溫嗎?

　　加藥間由於(yu) 藥劑溶解度的要求，有條件的企業(ye) 應采用室內(nei) 布置。加藥設備、管路相對較小且相對較為(wei) 精密，應采取設備、管線保溫措施。

　　4、MBR膜係統在低溫條件下運行要注意什麽(me) ?

　　在MBR膜係統在冬季低溫條件下，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材質的中空纖維膜，在環境溫度降低時易於(yu) 破碎。在冬春交際，膜結構發生凍融現象，會(hui) 帶來一定的損壞隱患。

　　5、冬季運行，臭氧發生器應注意哪些方麵?

　　通常情況下臭氧發生器置於(yu) 室內(nei) ，環境溫度可以保證臭氧發生器的生產(chan) 使用。冬季低溫情況下停用，應檢查係統的冷卻水，將冷凝器和放電室冷卻水排空，以免凍裂設備機件。同時，低溫情況下應檢查尾氣破壞裝置的加熱係統運行是否正常，防止尾氣排放不合格。

　　6、泥冰出現凍結怎麽(me) 辦?

　　一般情況下汙泥脫水係統非24小時連續運行，在環境溫度低於(yu) 0℃以下停機，容易造成泥餅凍結等問題。在堆放泥餅的場地設置蒸汽加熱管線可以解決(jue) 泥餅凍結的問題。

　　7、如何給管線和設備解凍?

　　1) 管線解凍，應由兩(liang) 頭向中間緩慢、均勻解凍，先用少量熱水加溫，然後加大熱水量，防止驟然升溫而損壞管道。同時，需要做好解凍後的防護措施，以免發生管線破損及其它事故。

　　2) 設備解凍，先用少量熱水加溫，然後加大熱水量，應忌用蒸汽直接吹掃，防止驟然升溫而損壞設備元件。閥門等出現開關(guan) 費勁，不得強行開關(guan) ，應用熱水暖開後再開，以免損壞內(nei) 部構件。另外，各處理工段及加藥間、化驗室等室外斜坡、樓梯、走廊、平台等及巡檢通道要保持清潔，及時清除積雪，防止積水、結冰。