冬季废水处理实现生化系统“低温不低效”的措施

我国幅员辽阔，不同地域间气候跨度巨大。尤其是北方地区的大部分污水处理设施，在冬季都要面临低温的考验。基于此，本文就污水生化处理系统在冬季如何实现“低温不低效”进行了系统分析和论述。并辅以具体案例，以供参考。

 

 

一、冬季污水处理设施受抑制的原因

生物净化技术具有成本低、对环境负面影响小等优点，已普遍成为污水处理的核心部分。温度是影响微生物和酶活性的重要因素，对微生物的生长繁殖及代谢活动都有着显著的影响，微生物对污染物的降解主要受胞内酶和胞外酶的催化作用影响，而酶更是对温度有着较高的敏感性。

研究表明，温度对酶活性具有双重影响：酶促反应速度在一定温度范围内，随温度升高而加快，当超过最适温度后，活性又会逐渐降低，最终发生不可逆变性。

“在污水处理系统中，温度低于10℃时，大部分微生物已不能代谢外源物质。而当温度降低至4℃或以下时，大部分活性污泥中的微生物活性受到抑制，微生物停止生长。

 

面临冬季低温，污水处理要确保出水达标，普遍采用的方法包括：建立保温系统提高污水温度、提高污泥浓度、延长沉淀时间、增加曝气量等，但这些方法都存在着效果欠佳或成本高昂的劣势。

面对低温这个难题，我们应该把解决方向放在关键性因素——菌。生化系统普遍采用活性污泥法，但污泥中耐冷菌数量较少，无法形成优势种群，这是导致低温出水达标难的原因之一。第二个原因：严格意义上的耐冷菌是一类可在低温生长繁殖，最适生长温度可达20℃以上的微生物。其生长温度维度较嗜冷菌更为广泛，应用也更为方便。但许多非严格意义的耐冷菌在经历20℃以上生长温度后，会减弱甚至丧失其在低温生长的特性。所以，寻找真正的能在宽维度温度下生长繁殖的耐冷菌，一直都是环保/生物公司的重点研究方向之一。

近年来，随着微生物筛选、固定技术的提高，耐冷菌通过驯化-定向筛选后，其具有以下特点：

生态分布较为广泛，不容易受到温度影响。

低温下具有较高的新陈代谢速率，保证在低温下保持良好治污能力。

能在常温下长距离运输。以往，耐冷菌较难筛选、运输保存，大大阻碍了其在实际工程中的广泛运用。

遗传稳定性好，可确保生化系统的稳定性。

以下是应用实例：

案例一：

鄂伦春自治旗某镇污水处理厂生物增效案例

亮点：

① 原系统基本丧失处理能力的情况下，通过投菌调试，一周内恢复系统的处理能力;

② 进水水质波动大的情况下，出水氨氮稳定达标，并且去除率保持在90%以上;

③ 系统进水温度较低(10℃)，微生物菌剂依旧保持有效的治污作用;

④ 经过调试，系统污泥的生物活性得以极大的提高。

该污水处理厂位于呼伦贝尔市东北部(年均气温在-2.7~0.8℃之间)，是当地重点基础设施项目工程，通过污水处理不但能够有效地改善地面水环境，减轻地下水污染，还为当地创造良好的投资环境。污水处理厂设计污水处理能力为6000m3/d，采用工艺为多级浮链AO工艺(百乐克)，下图是工艺流程：2022年7月7日进行现场勘察，发现该污水处理厂主要存在以下问题：

1、 进水水质不稳定，进水氨氮波动范围2—30mg/L，出水氨氮去除率较低;

2、 系统水温基本维持在10℃，给系统硝化造成一定难度;

3、 污水碳源不足，不利于微生物的生长和反硝化的进行;

4、 系统内部污泥量少、絮凝性差、活性弱，且多数污泥已为死泥。

该污水处理厂的要求：通过微生物技术增效技术，确保出水氨氮稳定在8mg/L以下，并且加强污泥活性。工程师驻场后，进行了一系列生化系统调试工作，如：调整曝气系统降低DO、排走系统死泥、调整系统营养比例等等。针对污水的性质，最终往系统投入了BZT硝化和BZT反硝化。2022年7月16日正式投菌，以下是8月4日呼伦贝尔环境检测中心的监测结果：

 

另外，通过显微镜检测对比，可发现：7月16日显微镜下基本寻找不到原生动物和后生动物，而调试一段时间后，7月27日已经看到较多的钟虫，指示生化系统工况趋近稳定，出水水质良好。案例二：某皮革园区污水处理厂冬季脱氮增效案例

亮点：

① 在低温情况下，氨氮稳定达标排放。

② 温度降至11℃，氨氮去除率依旧呈现上升趋势，为污水处理厂节省了冬季运行成本。

该皮革园区面积4053亩，内设制革区、皮革制品加工区、生产辅助、生活管理、产品贸易、污水处理等六个功能区，第一污水处理厂的设计规模为6000m3/d。现场照片

皮革废水是一类污染负荷很高的废水，其污染特点是臭味重、色度高、悬浮物多、有机物多、含有重金属离子和有毒物质，氨氮高。而且，在北方冬季气温较低的时候，硝化反应受到抑制。尽管阜新皮革园区污水处理厂有使用保温系统，水温达15℃，二沉池出水氨氮依旧不能达标排放。

以下是现有的污水处理工艺流程图：系统分析和技术支持下，投加了BZT硝化、BZT除氮、BZT反硝化，一个月内出水已稳定达标，以下是进出水水质情况对比：

 

出水达标后，为节能减排，减少了电能和蒸汽量的使用，生化池温度每天以1℃的速度下降(降至11℃)，但从下图可以看出，氨氮的去除率虽然波动性较大，但总体来说却呈现了上升趋势，证明了治污菌并没有受到低温的影响，依旧保持较好的降解和硝化强度。