低温对污水生物处理过程影响和改进措施 摘要：污水生物的生长过程取决于化学反应，而这些反应的速度又都受温度的影响。因此温度除影响微生物总量的增长外，也影响污水生物的增长速率，更影响污水生物处理的过程。文章论述了低温对污水生物处理过程的影响及改进措施。 关键字：低温、微生物、污水处理、影响、措施 中图分类号：G633.91 文献标识码：A 一、引言 相比温度升高，温度降低对微生物的影响要小一些，一般不会出现不可逆破坏。如果水温的降低变化缓慢，活性污泥中的微生物可以逐步适应这种变化，通过采取一系列有效的措施，仍能使低温下污水处理取得较好的效果。 二、低温对污水处理过程的影响 1、低温对硝化作用的影响 污水处理常利用硝化作用来达到生物脱氮的目的。硝化过程进行的程度往往是生物脱氮的关键,但硝化细菌生长缓慢,且对环境条件十分敏感。所以,在实际运行中必须注意防止硝化作用失败。硝化细菌的繁殖和活性在很大程度上受温度的影响。随着温度的升高,硝化细菌的生长率逐渐增大,即硝化反应速率逐渐增加。国内外众多学者研究表明,温度突然降低,对硝化作用的冲击很大,硝化作用的效率明显下降。 2、温度对生物除磷的影响 目前,污水处理普遍采用的生物法除磷法，主要是利用聚磷菌在好氧条件下过量吸磷,磷将以多聚磷酸盐的形态贮藏在菌体内,通过排放高磷污泥来达到从污水中除磷的目的。

污水生物除磷主要影响因素有:溶解氧、泥龄、进水营养比等。温度对于生物除磷的影响并不像对硝化和反硝化作用的影响那么大,而且,研究结论也各不相同。 3、低温对有机物去除的影响 随着温度的降低,一些研究发现,系统对COD的去除率有所下降。因为在这种环境下微生物虽然能够存活,但其生理活动微弱,易于死亡,增殖速率大大降低,直接影响了微生物摄取有机物的能力。但通过长期的低温试验,也有研究者发现低温对于有机物去除率的影响不大,差别在于低温条件下,有机物的降解速度减慢。 总体来说,与温度对其它方面的影响(脱氮)相比,低温对于有机物的去除影响较小。这是因为系统内的微生物虽然因降温而大量死亡,但运行一段时间后,使得某些种类的微生物产生了适应性,并能从总体的生物量上与常温系统相平衡甚至更高,从而弱化了因微生物活性降低而带来的不利影响,使得系统在低温环境下仍能保持较高的COD去除率。 4、温度对活性污泥沉降性的影响 无论是传统活性污泥系统还是生物脱氮除磷系统都可能发生污泥膨胀。污泥膨胀的原因是由于絮状和丝状菌之间的不平衡引起的。当发生污泥膨胀时,由于沉降污泥絮体不能很好的形成,从而使污泥沉降性降低,出水水质恶化,污泥大量流失。

寒冷地区城市污水处理就经常发生污泥膨胀现象,并且会产生不同程度的泡沫,甚至会在沉池中结冰,给污水处理系统的正常运行和管理带来很大困难。国内学者通过对不同运行温度下活性污泥的粒度、密度、表面电荷及微生物组成进行研究发现,低温运行时活性污泥所携带的负电荷较少,从而具有较高的亲水性,胞外分泌物含有较多的粘性物质,污泥难于压缩、沉降。 5、低温对污水微生物的影响 污水处理微生物的代谢情况与温度有关，随着温度降低微生物活性下降，当温度低于4℃时，微生物的生理活动几乎停止微生物最适宜生长温度均在25℃以上我国华北地区冬季平均温度为-2~-4℃，东北地区可达-20℃左右北方冬季低温环境对微生物的生存造成很大影响低温使硝化作用的效果受到一定影响，温度在30℃左右，凯氏氮去除率最理想当温度过低，硝化作用不理想，甚至停止对反硝化作用同样影响很大反硝化作用的最适宜温度同样在30℃左右。温度过低，会影响细菌的增殖速率和生理活性，同样会使反硝化作用停止活性污泥膨胀在冬季低温条件下很容易发生，主要是丝状菌和菌胶团菌之间的不平衡引起的，最终导致污水中污染物的去除效率降低低温环境，磷去除特性较为复杂。在研究强化生物除磷系统中低温对释磷和吸磷的影响时发现，当系统运行温度从20℃降至10℃时，吸磷能力下降，但降至5℃时却会迅速提高。

三、低温下对污水生物处理过程的改进措施 1、培育耐低温优势菌株 为了在低温条件下使污水能够达到国家排放标准,通常采取保温等措施,但这无疑会增加基建和运行费用。有人提出,通过人工筛选、培育耐低温优势菌株是解决这类问题的最佳途径。这类低温微生物可分为嗜冷菌和耐冷菌。嗜冷菌是指那些只能生活在低温下且最高生长温度不超过20摄氏度的微生物,它们的最适宜生长温度不超过15摄氏度,在0摄氏度以下也可以生长繁殖。而耐冷菌的最高生长温度可以超过20摄氏度,在0摄氏度~5摄氏度的环境中也可以生长,一般生长温度范围为0摄氏度~35摄氏度。当底物丰富时,嗜冷菌在0摄氏度的生长要超过耐冷菌。嗜冷菌只能在较窄的温度范围内生长,而耐冷菌则能在较宽的温度范围内生长。嗜冷菌对温度很敏感,短时间受热后就会死亡。目前已发现的嗜冷微生物包括真细菌、蓝细菌、酵母菌、真菌和藻类。通过对嗜冷的、中温的和嗜热的酵母菌株的对比研究,发现只有嗜冷菌能在2摄氏度利用葡萄糖。微生物能否在低温条件下生长,主要因素之一就是接近0摄氏度时,细胞是否具备转运外源营养物质进入细胞的能力。近年来,关于低温微生物的研究日益增多,低温微生物在环境工程中的应用也越来越引起人们的重视。

2、投加非生物矿物材料 针对冬季污水运行效率低的缺点,研究人员发现,投加沸石粉可以保证处理水中氨氮浓度达标沸石是一种天然矿物,对水中的铵离子具有选择吸附作用。在常温下沸石粉对过量氨氮选择吸附的优势无法发挥,但在低温时却有显著效果。人们利用/集中投加0的启动方式,在传统A/O或SBR工艺的基础上,投加沸石粉进行强化生物脱氮、吸附饱和的沸石粉利用微生物进行再生,形成了沸石强化生物脱氮工艺。 3、投加驯化的硝化菌 对于条件受限的污水处理,可以通过在反应器中投加常温(20摄氏度)驯化的硝化细菌来完成硝化作用。有研究表明,脱水污泥的上清液富含氨氮,容易在独立硝化单元中硝化为硝酸盐,这就有利于生成高组分硝化菌污泥。这种独立单元产生的剩余污泥是一种有效的硝化投加液,它能显著提高硝化效率。通过在无硝化作用的反应器中投加硝化菌,硝化作用进行的比较完全,如果长期投加,在26d-32d内就可使出水中的NH3-N浓度减少到5mg/L以下,而且只需/L就能使NH3-N全部去除。一旦停止投加,低温反应器的硝化作用就会迅速降低。 4、其他方法 为了解决寒冷地区污水生物处理系统普遍存在的处理效率低下的问题,还可以通过控制运行条件,使污泥在高浓度、低负荷下运行,以保证出水在低温下仍能达到标准。

如果条件允许,也可以在寒冷地区建立贮存塘,或者增大污水生物处理系统的停留时间,采用以冬贮夏的方式以缓解低温时的不利影响。 四、结束语 综上所述，低温会对污水生物处理过程的产生一系列的影响，造成一些麻烦，但只有不断总结经验，采取有效措施，可以降低低温条件对生化系统的不利影响。 参考文献: [1] 吴成强 杨金翠 杨敏：《运行温度对活性污泥特性的影响》，《 中国给水排水》, 2003年19 期 [2] 袁永臻 张自杰：《温度和污泥龄对活性污泥法处理系统影响的新探讨》，《 中国环境科学》，1990年10期 [3] 杨小丽 叶峰 宋海亮：《基于污水厂运行数据的低温生物脱氮强化研究》，《中国给水排水》，2009年01期 1