低温环境污水厂污泥膨胀、氨氮超标的应对策略

 

 

一、各地污水厂，“难熬”秋冬低温期

对于各地污水厂而言，亦是如此。

低温期也是大家不得不面对的“难熬时期”，进水超标、水质波动大、污泥活性低、氨氮超标、二沉池跑泥......其中，当属生化段存在问题最多、运行压力最大、管理运维最困难。

尤其是要面临近半年低温期的北方污水厂，一到冬天，生化段处理能力极速下降，甚至直接崩溃，使得秋冬季运行水处理系统的技术人员苦不堪言。别说达到一级A、Ⅳ水的提标要求，能稳定运行、达标排放就已经很让人满足。

二、低温期，生化系统常遇“四难”

温度降低会严重影响污水处理厂生化池微生物的代谢，导致污泥活性下降。

1.在低温情况下活性污泥中的微生物表面蛋白质的活性降低，其表面的原生质膜流动性下降，从而不利于微生物进行营养物质的运输。

2.脱氮除磷过程中硝化菌、聚磷菌等微生物的活性也会受到温度的影响，生长速率降低，导致污泥龄增长，从而出现这些活性微生物流失的现象。较低的温度也抑制了微生物体内酶的活性，阻碍了微生物对营养物质的利用，使微生物不能正常进行营养吸收，从而抑制了微生物的生长，使活性污泥中微生物菌群数量下降，活性大为降低。当温度降低到4℃时以下时，微生物将逐渐出现死亡。

3.除了低氧、低负荷因素，低温也是影响污泥膨胀的一个重要因素。丝状菌中部分原生动物很适合在低温、低负荷条件下生长，具有疏水性特点。

所以，低温成为丝状菌过度生长产生污泥膨胀的主要原因。

4.低温条件下，COD降解菌代谢繁殖能力下降直接导致糖类物质代谢效率降低，部分糖类物质无法在生化装置内完全代谢，吸附于细菌表面，从而导致污泥沉降比升高，污泥和水难以分离，出水带泥流泥概率大大增加，将会导致出水COD、氨氮、总氮超标情况发生。

以硝化菌为例硝化细菌对水温较为敏感，硝化细菌低于4℃生长停歇或者死亡，水温在10~40℃范围内能够正常生长繁殖，在10~15℃生长繁殖较缓慢。随着温度增高而繁殖加快，25~37℃最适宜生长繁殖。

三、污水厂“安稳过冬”，其实不难

针对生化低温环境运行中出现的各种问题，造成的污水厂运行困难，水质超标等问题。需要从各种不利因素的原因着手分析，对污水污泥的各项指标进行全面分析，进而有针对地解决。通常采取的措施有以下几点：

1.加盖保温，外墙保温措施

大部分污水处理厂（站）建设初期曝气沉砂池、生化池多为露天敞开式，在运行中剧烈曝气，和冷空气的热交换频率高，有失温，尤其是氧化沟工艺，这种现象发生影响明显。

建议对曝气沉砂池、生化池进行加盖保温，从诸多已经加盖的污水厂（站）冬季运行监测数据反馈，通常可以将生化池水温提升2~3℃。

2.对来水进行加温

针对高纬度地区污水处理设施的极低温（低于4℃）运行问题，建议采用污水加热升温和对反应器继续维持反应器或反应池内微生物的最佳生化反应温度。

处理后的“洁净”污水回流通过换热器将“多余”的温度用于提高进水温度，从而减少用于污水加热的运行费用，此项措施已有多个成功运行案例。

 

对加温设施，建议提温后的污水温度不低于10℃即可满足运行需求，大幅度提升水温的动力消耗比较高，尽可能减少运行费用。

3.提高污泥浓度

常温下对生活污水处理厂而言，污泥浓度MLSS维持在3000~4000mg/L，由于低温环境下污泥活性降低，建议将污泥浓度在低温季节来临之前提升到5000mg/L以上，通过增加有效污泥数量的手段弥补污泥活性降低带来的降解效率下降的问题，通过诸多污水处理厂的实践，该手段卓有成效；

4.驯化耐低温微生物

对于国内部分位于高纬度地区污水处理厂，低温通常会维持6个月左右，也就是每年有一半时间处于低温环境中运行，因此活性污泥的适应性是决定污水处理生化设施运行水平的决定因素。

国内外的诸多研究机构和菌剂开发商业公司在过去30年间做了大量基础研发和商品成品使用，取得了诸多成功案例，在北美的美国东北部、加拿大东部、北欧的许多市政和食品加工废水处理厂有诸多应用。

在我国部分菌种也得到了非常广泛的应用推广，主要是硝化菌和反硝化菌。特种低温微生物能够在4-6℃的环境中正常的生长代谢，保证各种污染物有效去除的同时，还能维持自身污泥浓度（数量）不下降。

5.投加生物靶向助沉剂

在不具备改造条件的污水处理场站已经发生了污泥沉降比升高或是泥水不分离的设施中，一旦长时间污泥出现跑泥，流泥的情况，将会导致生化池内污泥增殖量远低于跑泥流泥量，污泥浓度迅速降低，各项指标难以满足排放要求。

为了保证出水满足排放要求，需要通过其他措施在深度处理阶段大幅增加处理手段和处理费用，还不一定100%保证出水合格。

在此种条件下，在生化池末端原位应急投加可生物降解的生物靶向助沉剂，可以提高泥水分离效果，二沉池污泥高度维持在可控范围，出水清澈不带泥，保障生化池正常运行。与投加PAC、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺相比，具有投加量少、费用低廉安全无毒、效果迅速、无依赖性等特点。

6.污泥活性提高与改善

从微生物生长因子角度分析，通过在单一营养或者营养缺乏的废水中投加微量元素、维生素、碱基、嘌呤、嘧啶、生物素和烟酸等，都可以在微生物活性受到抑制的条件下不同程度的提升其繁殖代谢能力，维持微生物具备较高的活性，保证生化装置内的微生物繁殖代谢能力，能够有效对污染物进行降解。

因此在冬季低温期间定期投加含有以上生长因子成分的特种营养剂也是提高污泥活性，保障污水处理厂（站）能够正常运营运行的的重要手段和措施。