污水廠的處理流程中的工藝細節(jié)管理（二十二）-生化池的運行細節(jié)13
上周圍繞硝化反應(yīng)的污泥濃度進行了詳細的工藝細節(jié)的討論，這周公眾號將繼續(xù)圍繞硝化反應(yīng)的工藝細節(jié)進行討論，來看溫度在硝化反應(yīng)的工藝管理的細節(jié)內(nèi)容。
地球表面環(huán)境中大氣溫度變化是地球四季輪回的重要指示，四季中空氣溫度升高降低是在一個年度一個周期性的變化的趨勢，而污水廠中的大部分的處理構(gòu)筑物都是暴露在空氣中的露天建筑物，這些建筑物受到大氣環(huán)境溫度的影響是特別明顯的。在夏季，太陽直射的環(huán)境氣溫達到30℃以上，冬季的低溫地區(qū)環(huán)境氣溫又到了零下20℃，相差這么巨大的環(huán)境氣溫對露天構(gòu)筑物的內(nèi)的污水的溫度改變是明顯的。污水在產(chǎn)生過程中是具有一定的溫度的，人們清洗自來水會使用與體溫接近的溫度進行，這樣排入下水的污水的溫度也在20℃左右，但是進入到污水廠內(nèi)的污水的溫度則受到本身的從管網(wǎng)入流時的溫度和大氣環(huán)境的溫度共同作用，埋在城鎮(zhèn)地下的污水管網(wǎng)受到大氣環(huán)境溫度降低的影響而出現(xiàn)冰凍的土層，造成污水管網(wǎng)土壤低溫環(huán)境，降低了進水溫度，進入到污水廠的生物池中，受到外界環(huán)境的低氣溫影響，污水中的溫度迅速的和表層冷空氣發(fā)生熱交換，使污水在污水廠內(nèi)進一步降低溫度，在一些四季分明的北方地區(qū)，冬季水溫下降到10℃作用，夏季溫度上升到25℃作用，這么大的溫度差距是由于地區(qū)所處的溫帶季節(jié)變化造成，但是也帶來了很復雜的微生物的生存環(huán)境，特別是對溫度敏感的一些微生物，比如硝化反應(yīng)中的硝化菌種。
對于硝化菌種的生存和適宜的溫度普遍認為在20℃~30℃之間，而對于北方污水廠來說，這個溫度僅僅在夏季很短的時間內(nèi)才會有，大部分時間曝氣池的水溫都在這個溫度之下，而有些西北地區(qū)的小規(guī)模的污水廠，冬季生物池的水溫甚至低于10℃，到了8℃左右，這種污水的環(huán)境對硝化菌的影響是非常巨大的，很多污水廠到了冬季以后，頻頻出現(xiàn)氨氮不能穩(wěn)定達標，與冬季水溫低于硝化菌的適宜溫度有很大的關(guān)系。
一般來說這種情況在污水廠需要進行工藝細節(jié)的調(diào)整，那就是通過增加污泥濃度的方式來彌補溫度下降帶來的活性損耗，但是需要加以注意的是不是簡單的污泥濃度增加，同時還要激發(fā)和調(diào)適低溫微生物菌種的比例增加，活性污泥是大量各種不同類型的微生物聚集而成的絮凝體，在這些不同種類的微生物中，即便是普遍認為適宜高溫的硝化菌種對溫度的適應(yīng)性也是不一樣的，也是存在低溫的硝化菌種的。而污水廠變化的環(huán)境條件，相對穩(wěn)定的活性污泥體系使這些適應(yīng)不同溫度的菌種都有存在。污水廠的工藝管理人員通過有意識地進行季節(jié)的調(diào)適，培育和誘發(fā)適宜不同溫度下的不同種群的微生物生長繁殖，這是針對溫度變化來進行工藝調(diào)整細節(jié)。夏季的水溫高，活性污泥中的微生物大部分以適應(yīng)高溫度的優(yōu)勢種群為主，但是在低溫情況下，這種優(yōu)勢種群的溫度優(yōu)勢得不到充分的發(fā)揮，反而溫度下降對它們的影響更大，這就需要激發(fā)和培養(yǎng)適宜冬季低溫環(huán)境的微生物成為重要的冬季種群，這需要在季節(jié)變化期間，人工的進行干預，通過加大剩余污泥的排放量，降低污泥齡，提高有機負荷F/M，刺激活性污泥中的新生微生物快速生長，在生長過程中，溫度逐步下降，新生的微生物的成為低溫環(huán)境中馴化的微生物，也就更適宜冬季的溫度環(huán)境。同樣在這種操作中，也可以誘發(fā)和調(diào)整適應(yīng)在夏季氣溫高的情況休眠或者抑制的低溫微生物的生長和繁殖，使污水廠更適宜于低溫環(huán)境下的運行。
明確了根據(jù)溫度的工藝調(diào)整的概念以后，污水廠需要確定的細節(jié)是什么時間才是最佳的調(diào)整窗口期，這個階段的確定不是拍腦袋來進行的即興創(chuàng)作，而是根據(jù)污水廠長期檢測的水溫的變化情況來進行的內(nèi)容，這需要污水廠通過較長一段時間跨度在2~3運行年的周期的水溫數(shù)據(jù)積累，才能看到這種溫度變化的階段在什么月份，而根據(jù)這個月份的變化進行合理的人工干預，污水廠工藝調(diào)整的與微生物受外界刺激變化相互重合的較好的時段，人工調(diào)整強化了外界環(huán)境的變化，更能激發(fā)活性污泥中的微生物種群的環(huán)境趨向性的變化，使污水廠的最終處理水質(zhì)更穩(wěn)定的達標。
溫度除去對硝化反應(yīng)的硝化菌等微生物本身的影響以外，對水中的溶解氧也會產(chǎn)生不同溶解度的影響，低溫下水中溶解氧會上升，更有利用活性污泥中的微生物包括硝化菌對氧氣的利用，但是低溫卻影響硝化菌本身的活力，這兩者相互補充會抵消一部分的不利影響，但是總體仍是趨于不利的影響。對于高溫也一樣，高溫溶解氧低，但是硝化菌的活性強，總體趨于有利。
溫度不僅僅對硝化菌產(chǎn)生影響，還有對多數(shù)水處理細菌都產(chǎn)生相應(yīng)的影響，基于季節(jié)變化的溫度來進行強化的人工調(diào)適工藝細節(jié)，是污水廠應(yīng)對溫度變化的較為有效的辦法，污水一線的運行管理人員也可以通過本文討論的內(nèi)容進行一些嘗試，探索一套適合本廠運行實際的溫度工藝管理細節(jié)內(nèi)容。
歡迎大家持續(xù)關(guān)注工藝運行管理細節(jié)的后續(xù)內(nèi)容。
延伸閱讀：
污水廠的處理流程中的工藝細節(jié)管理（一）
污水廠的處理流程中的工藝細節(jié)管理（二）
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