首先,低温环境下,微生物的生长速率减缓,酶促反应的速率也随之降低。这直接导致活性污泥的活性下降,进而使得生物处理反应的速率降低。相关研究显示,当水温低于13℃时,生物处理效果开始显著减弱;当水温继续下降至4℃以下时,几乎无法进行有效的污水处理。
其次,低温对生物脱氮过程产生了制约。在生物脱氮过程中,含氮化合物在微生物的作用下会经历一系列的反应,从氨化反应到硝化反应再到反硝化反应,最终以N2的形式从污水中脱离。然而,这些反应的最佳温度范围是20℃~30℃。当温度低于15℃时,硝化反应的速度会下降;当温度降至5℃时,硝化反应会完全停止。反硝化反应的最佳温度范围是20℃~40℃。当温度低于15℃时,反硝化菌的增殖速度和代谢速率都会降低。在很多地区的冬季,污水温度会降至10℃甚至更低,这使得硝化细菌和反硝化细菌难以生长和繁殖,从而影响到污水处理效率,导致脱氮效率明显降低。
此外,低温还会影响生物菌的繁殖能力,限制除磷效果。虽然聚磷菌在低温下也能生长和繁殖,但它们的生长速度在20℃左右时达到最快。因此,当温度降低时,聚磷菌的生长和繁殖速度也会下降,从而影响到除磷效果。此外,在低温条件下进行除磷操作时,一些微生物会对聚磷菌产生抑制作用,当温度符合这些微生物的生长要求时,它们会对聚磷菌产生抑制影响,导致除磷效果降低。
低温会导致污泥膨胀严重,这已经成为污水处理领域的一个重要问题。在寒冷地区城市污水厂,低氧、低负荷以及温度都是影响污泥膨胀的重要因素。
为了应对秋冬降温对污水处理厂的不利影响,需要提前做好菌种的驯化和工艺调整。以下是具体的干预准备和工艺调整措施:
(1).提前进行菌种驯化,提高微生物对低温的适应性。在秋季气温刚开始下降时,应缓慢地置换活性污泥,逐步提高微生物对低温天气的适应性。这样可以减少秋冬季节中微生物受到的影响。
(2).关注污水营养组分含量,根据实际情况适当调整有机组分的比例。比如通过补充碳源或调整碳源、氮源等营养组分比例,为微生物的生长提供充足的养分和合适的营养环境。
(3).控制污泥泥龄,保证污泥稳定排放。提高污泥浓度可以保持活性,但过度老化会引起生物泡沫或污泥膨胀。因此,应保证剩余污泥的稳定排放,并通过缓慢的工艺调整来控制污泥泥龄。
(4).采取保温措施提高进水温度。例如保证设备连续运转、对池壁进行保温处理、对地上管道进行保温等。这些措施可以减少低温对活性污泥中的微生物活性的影响。
(5).更改工艺参数以适应低温环境。适当提高污泥浓度、增加污水停留时间、减少剩余污泥排放、增加粉末活性炭等物质作为载体、保证充足的碳源、进行适当的曝气控制等措施,可以降低低温对活性污泥系统的影响,提高处理效果。
通过以上干预准备和工艺调整措施,可以平衡低温带来的不利影响,确保污水处理厂在秋冬季节的稳定运行。