污水處理如何做好應(yīng)對(duì)極寒天氣的準(zhǔn)備？

 導(dǎo)  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(huì)在2022年迎來(lái)極端冷冬。”



無(wú)獨(dú)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(yù)判——

今冬我國(guó)部分地區(qū)可會(huì)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(zāi)害的可能，需要大家時(shí)刻保持警惕，提高防范意識(shí)，做好應(yīng)對(duì)工作。

“拉尼娜”、“低溫”、“極寒”、“暴雪”、“冰凍”，當(dāng)這幾個(gè)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(dá)標(biāo)，就必須在溫度尚未發(fā)生較大變化的當(dāng)下提前準(zhǔn)備和干預(yù)。

01

“超冷寒冬”將會(huì)給污水處理帶來(lái)哪些影響？

1、低溫會(huì)降低生物處理反應(yīng)速率

由于低溫會(huì)引起微生物生長(zhǎng)緩慢和酶促反應(yīng)速度下降，必將導(dǎo)致活性污泥活性降低，使得生物處理反應(yīng)速率下降。

有關(guān)研究表明：當(dāng)水溫低于13℃時(shí)，生物處理效果開(kāi)始加速降低；當(dāng)水溫低于4℃時(shí)，幾乎無(wú)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(guò)程中，含氮化合物在微生物作用下相繼發(fā)生下列反應(yīng)：氨化反應(yīng)——硝化反應(yīng)——反硝化反應(yīng)，最終以N2形式從污水中脫離。

硝化反應(yīng)的適宜溫度是20℃~30℃，15℃以下時(shí)，硝化速度下降，5℃時(shí)完全停止。

反硝化反應(yīng)的適宜溫度是20℃～40℃，低于15℃時(shí)，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(dá)成硝化細(xì)菌以及反硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)要求，這便會(huì)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(huì)使生物菌繁殖能力下降，限制除磷效果

除磷過(guò)程中，所采用的聚磷菌具有耐冷的特性，當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，也可生長(zhǎng)和繁殖。

但在溫度為20℃左右時(shí)，其生長(zhǎng)和繁殖的速度最快。因此，可以認(rèn)為，環(huán)境溫度的降低也會(huì)對(duì)除磷效果造成不同程度的影響。

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

4、低溫會(huì)導(dǎo)致污泥膨脹嚴(yán)重

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

通過(guò)對(duì)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(chóng)(micmthrix parvicella)在低溫條件下會(huì)引起污泥膨脹。

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

低溫導(dǎo)致M·ParvieeIIa的過(guò)度生長(zhǎng)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(yīng)做哪些干預(yù)準(zhǔn)備和工藝調(diào)整？

為了平衡低溫帶來(lái)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(zhǎng)的時(shí)間來(lái)抵消菌群組成變化帶來(lái)的影響。

同時(shí)，在冬季污水處理廠運(yùn)行時(shí)，控制好運(yùn)行參數(shù)，以適應(yīng)環(huán)境變化的需要。

1、盡早人為干預(yù)，提高微生物對(duì)低溫適應(yīng)性

一般來(lái)說(shuō)，微生物會(huì)在生長(zhǎng)代謝的過(guò)程中逐漸適應(yīng)周圍環(huán)境的溫度，但這一適應(yīng)過(guò)程通常需要耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間。

目前，多數(shù)城市季節(jié)過(guò)渡不明顯，秋冬來(lái)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(lái)補(bǔ)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(kāi)始下降時(shí)，緩慢地進(jìn)行活性污泥的置換，穩(wěn)步提高微生物對(duì)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(dá)到冬季運(yùn)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(yùn)行。

2、關(guān)注污水營(yíng)養(yǎng)組分含量，調(diào)整有機(jī)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(shí)微生物的正常生長(zhǎng)會(huì)受到極大抑制。

為了保持低溫條件下微生物的生長(zhǎng)增殖、新陳代謝，污水處理廠需要密切關(guān)注污水中各營(yíng)養(yǎng)組分的含量，并根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整有機(jī)組分的比例。

比如，污水處理廠可通過(guò)補(bǔ)充碳源或者調(diào)整碳源、氮源等營(yíng)養(yǎng)組分比例。

這樣做可以為微生物的生長(zhǎng)提供充足的養(yǎng)分和合適的營(yíng)養(yǎng)，以保障微生物的正常生長(zhǎng)，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(yùn)行。

3、保證污泥穩(wěn)定排放，控制污泥泥齡

有經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)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(huì)選擇提高污泥濃度來(lái)保持活性，但這種做法常常伴有一些風(fēng)險(xiǎn)。

穩(wěn)定運(yùn)行的活性污泥內(nèi)蘊(yùn)含有大量微生物，如果短時(shí)間內(nèi)通過(guò)不脫泥或者少脫泥來(lái)實(shí)現(xiàn)污泥濃度的提升，會(huì)使微生物生長(zhǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，從而會(huì)引起污泥過(guò)度老化，最終導(dǎo)致產(chǎn)生生物泡沫或者污泥膨脹。

因此，無(wú)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(lái)控制污泥泥齡，這需要一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間的工藝調(diào)整過(guò)程。

4、加強(qiáng)保溫措施提高進(jìn)水溫度

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

因此，可通過(guò)添加保溫措施，來(lái)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(yùn)轉(zhuǎn)，避免外露設(shè)施上凍，一旦出現(xiàn)故障，及時(shí)排空；

2）對(duì)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(jìn)行保溫處理，池頂加蓋，架塑料大棚等保溫措施；

3）對(duì)污水廠地上管道采用電伴熱纏繞，保溫棉包裹等方式對(duì)污水進(jìn)行保溫，避免污水溫度過(guò)低進(jìn)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(shí)避免藥劑低溫進(jìn)入生化池。

5、更改工藝參數(shù)以適應(yīng)低溫環(huán)境

通過(guò)適當(dāng)?shù)墓に噧?yōu)化調(diào)整可以降低低溫對(duì)活性污泥系統(tǒng)的影響，以此來(lái)確保出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

1）適當(dāng)提高污泥濃度來(lái)提高處理效果。通過(guò)污泥濃度的提高，使得更多的微生物參與到有機(jī)物分解中，提高處理效率。

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

3）減少剩余污泥排放。通過(guò)減少剩余污泥排放來(lái)降低硝化菌因低溫污泥齡延長(zhǎng)所帶來(lái)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(shí)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供其生長(zhǎng)。

6）進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠貧饪刂疲ＷC曝氣充足，以確�；钚晕勰嘀械奈⑸镎ＩL(zhǎng)。

03

低溫條件下，常見(jiàn)的7個(gè)設(shè)備管理問(wèn)題

1、進(jìn)水格柵出現(xiàn)上凍結(jié)冰問(wèn)題怎么解決？

進(jìn)水的粗細(xì)格柵在冬季氣溫持續(xù)0℃以下時(shí)，會(huì)在耙齒上出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，導(dǎo)致粗格柵間距變小，細(xì)格柵堵塞。對(duì)策保持格柵高水位運(yùn)行，使柵條始終浸在水中防止上凍。

粗細(xì)格柵、螺旋輸送器、壓榨機(jī)應(yīng)加大開(kāi)啟頻次，在環(huán)境溫度連續(xù)0攝氏度以下應(yīng)保持連續(xù)運(yùn)行。

設(shè)備一旦上凍，禁止強(qiáng)行開(kāi)啟，應(yīng)在向螺旋中加融雪劑等人工解凍后再開(kāi)啟運(yùn)行。

室內(nèi)格柵間可通過(guò)通風(fēng)降低空氣濕度，防止限位開(kāi)關(guān)結(jié)冰。

2、低溫條件下，機(jī)泵類設(shè)備該如何維護(hù)？

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

因此，對(duì)于非連續(xù)運(yùn)行的備用進(jìn)水泵、回流泵等，應(yīng)采取有效的防凍措施，包括停用時(shí)將泵體內(nèi)水排空，保持長(zhǎng)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(huì)結(jié)冰，但要對(duì)泵出口至水面以上部分管道進(jìn)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(yīng)采用室內(nèi)布置。加藥設(shè)備、管路相對(duì)較小且相對(duì)較為精密，應(yīng)采取設(shè)備、管線保溫措施。

4、MBR膜系統(tǒng)在低溫條件下運(yùn)行要注意什么？

在MBR膜系統(tǒng)在冬季低溫條件下，應(yīng)考慮引進(jìn)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(shí)易于破碎。在冬春交際，膜結(jié)構(gòu)發(fā)生凍融現(xiàn)象，會(huì)帶來(lái)一定的損壞隱患。

5、冬季運(yùn)行，臭氧發(fā)生器應(yīng)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(yīng)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(jī)件。

同時(shí)，低溫情況下應(yīng)檢查尾氣破壞裝置的加熱系統(tǒng)運(yùn)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(shí)連續(xù)運(yùn)行，在環(huán)境溫度低于0℃以下停機(jī)，容易造成泥餅凍結(jié)等問(wèn)題。

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

7、如何給管線和設(shè)備解凍？

1）管線解凍，應(yīng)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(shí)，需要做好解凍后的防護(hù)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(yīng)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(kāi)關(guān)費(fèi)勁，不得強(qiáng)行開(kāi)關(guān)，應(yīng)用熱水暖開(kāi)后再開(kāi)，以免損壞內(nèi)部構(gòu)件。

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