温度对二次沉淀池运行的影响

在采用二沉池的活性污泥法的污水厂中，工艺运行人员最为头疼的一项工艺问题是生化池的混合液在沉淀池中沉淀性能对后续工艺的影响。这个问题随着各地针对污水厂出水水质的不断提标升级，生化池保持高浓度运行已经越来越成为普遍的工艺操作，但是生化池的高浓度的运行给具备二沉池的生化系统的运行也造成了复杂的影响。

具备二沉池的生化系统中，二沉池是构成生物处理系统的重要 沉淀池中进行泥水分离后，上清液通过二沉池表面的溢流槽进入到后续处理构筑物内进一步处理，沉淀到底部的污泥通过刮泥设备或者吸泥设备收集进入到外回流泵房内，通过外回流泵提升回到生物池内，保持了生化处理系统的污泥浓度。二沉池在生物处理过程中是将微生物截流到系统内的关键构筑物，活性污泥在二沉池中的沉淀性能的好坏，决定了生物处理系统运行状态。

而对于污水厂的运行管理人员来说，最为困惑的问题是二沉池内的活性污泥沉淀性能的各种变化，沉淀性能变差可能会受到很多外界因素的影响而发生改变，比如进水浓度的变化，曝气量的变化，排泥系统的变化，污泥浓度的变化等等。这些因素多数可以追溯到工艺控制的源头上来，但是今天想和大家讨论的一点是新的科学研究，关于温度和二沉池沉淀性能之间的问题。   

在污水厂的运行良好的季节，主要集中在高温的夏季，在一天中最热的时候，二沉池光线透射较深，在二沉池观察中，有时运行人员会发现成云团状絮状物从池底上升到表面，出现在沉淀池的表面。到达表面后，云团会随着二沉池表面水流方向缓慢地移动到二沉池的出水槽的区域，伴随着出水流入到出水槽内，这会造成悬浮固体的溢出，从而影响后续处理构筑物的水质。这种现象一般会被理解成为污泥老化或者中心配水周边出水造成的异重流影响，但是也有和这两种情况不相符的污泥漂浮的情况出现。在二沉池运行的一些相关研究表明，这种情况也与大规模的外部温度波动有关，夏天池体表面受到太阳直射，表面水温局部的温度可能会会高达30°C，而二沉池底部的温度和从中心或者周边配水进入的混合液的温度只有20℃左右，这种较大的温度差异，对活性污泥中的絮凝体的沉淀性能的影响就会凸显出来。越来越多的研究表明，温度对沉降速度和沉降的影响是较为明显的，在沉淀理论中，随着水温升高，颗粒沉降得更快。有相关的理论认为一个特定的沉淀池在夏季的固体通量是冬季的两倍。这种说法受到污水厂环境因素的复杂多变可能无法得出一个准确的运行验证，但温差对沉淀池性能的影响已经是很明确的了。夏季出现大团云雾状污泥上升的情况，正是二沉池内不同的温度梯度对活性污泥沉降性能的影响，表面快速沉降的污泥颗粒可能会造成底部污泥的扰动，造成已沉淀污泥的成团上浮的情况出现。

还有科研人员深入的地研究了大气和二沉池之间的水表面的冷却过程发现，通过大气冷却后的水体积减小，使这部分的水的密度变大，在沉淀池中密度大的水会下沉，下沉出现的空隙就会被上升的温暖水所取代，这种情况加剧了二沉池内水流的复杂性，使二沉池的沉淀性能不单单受到活性污泥微生物本身特性的影响，还受到了温度各异的水流因素影响，这就会导致二沉池的固体去除效率可能会随着一年的温度变化而变化，在大气对二沉池水面冷却率最高的冬季，二沉池的固体去除效率最低。这个在研究中也发现了，二沉池出水中的悬浮固体会随着空气温度的降低而增加，当进水的日变化约为± 0.2°C，可能会导致沉淀池发生短路，在二次沉淀池中流入的混合液和沉淀后清水之间形成的密度流的方向会受到流入流体温度和环境流体温度之间的差异的影响。在夏季二沉池受到照射温度较高，相对来说生化池内的混合液的温度较低，混合液在二沉池中形成较冷的流入物，这会产生二沉池底部的密度流，而在冬季，二沉池受到大气低温的影响，水温较低，生化池内的混合液流入相对温度较高，二沉池内较温暖的混合液流入物的情况下，所产生的密度流沿着表面流动，这也说明了为什么冬季二沉池出水的所带的悬浮物颗粒会远高于夏季，而严重的出水带泥现象也明显高于夏季运行。这个现象是受到温度差异对沉淀池内异重流体的影响所造成，当然在这个前提下，往往又会结合到冬季的高浓度运行，微生物的低温特性等共同作用，会使冬季二沉池的出水带泥情况更为严重，也更难以有效控制，因此冬季的二沉池管理在污水厂的运行管理中是较为困难的一项工作。在这方面，从根源上污水厂的设计人员应充分考虑在沉淀池中存在温度梯度的情况下，要计算在冬季冷却期间，温度影响的因素，应包含在沉淀池的建模和设计计算中；采用更为合理的二沉池布局，比如周进周出的二沉池结构等。对于运行管理人员来说，保持二沉池的良好运行工况也能部分的改善这种情况，在中进周出的二沉池配水口增设配水挡板，可以消除混合液进入二沉池的部分动能，避免对底部污泥造成搅动；严寒地带有条件的污水厂可以考虑在二沉池上增加保温设施，可以减少寒冷大气和二沉池表面水体发生的温度交换，形成二沉池的低温表面。

我们可以看到，随着科学研究的不断深入，污水厂的运行展现出越来越多科学性，更多的关联因素被发现和理论支持，这对污水厂的运行人员来说，需要更精细的运维管理，更详尽的低温天气的周期性出现的预案，更深入的工艺理解内容，这才可以将污水厂的运维管理的更好起来。