隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程速度加快，城鎮(zhèn)企業(yè)和人口數(shù)量增加，城鎮(zhèn)污水(包括城市生活污水與工業(yè)廢水)排放量隨之不斷增大。目前，常用生物處理技術(shù)、生態(tài)處理技術(shù)、生物-生態(tài)組合技術(shù)對其進(jìn)行處理，由于微生物的活性、微生物群落的組成以及好氧池的氧轉(zhuǎn)移能力等諸多因素均受溫度的影響，新疆氣候干燥，冬冷夏熱，氣溫日較差大，春季多大風(fēng)，升溫快且不穩(wěn)定，秋季降溫迅速，冷空氣活動頻繁。
總體來講，冬季寒冷夏季嚴(yán)熱，晝夜溫差大；冬長夏短，春秋不明顯，具有寒冷、干燥、多變的特點(diǎn)。冬季低溫天氣對微生物影響較大，所以這次主要針對低溫天氣如何對工藝調(diào)整進(jìn)行講解。鑒于四季交替時溫度變化較大，進(jìn)而嚴(yán)重影響微生物的活性，以新疆高新海天污水處理廠為例，通過實(shí)際的檢測結(jié)果來初步探究低溫度下A/A/O和MBBR工藝如何調(diào)整和應(yīng)對措施，以污水處理廠的運(yùn)行與管理提供參考數(shù)據(jù)。
1污水處理廠簡介
昌吉高新區(qū)污水處理廠（原昌吉市西區(qū)污水處理廠）位于昌吉高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)西北角，省道S201南側(cè)。設(shè)計(jì)污水處理規(guī)模3萬噸/天，一期占地63畝，采用A2O+芬頓反應(yīng)池+絮凝沉淀池處理工藝，后于2017年7月新疆高新海天水務(wù)有限公司收購，于2018年8月30日完成污水處理廠一級A提標(biāo)改造項(xiàng)目并通過環(huán)保驗(yàn)收。污水處理廠建成投產(chǎn)后，將大幅度地削減污染物質(zhì)向各河流的排放量，每年可減排污染物以（COD計(jì)）5913噸，這將極大地改善周圍水系的水質(zhì)，從而有效控水環(huán)境污染，創(chuàng)造良好的生活環(huán)境和投資環(huán)境，保障社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
目前污水處理廠水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，達(dá)標(biāo)后的中水排入高新區(qū)中水回用水池進(jìn)行中水的冬儲夏灌，降低的高新區(qū)綠化投入成本。公司將嚴(yán)守安全生產(chǎn)、穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的原則，持之以恒的運(yùn)行好污水處理廠，為高新區(qū)的碧水藍(lán)天事業(yè)做小小的助力。
2低溫天氣對微生物的影響
隨著溫度降低，微生物細(xì)胞內(nèi)的酶的活性隨之下降，使得物質(zhì)代謝過程中各種生化反應(yīng)速度減慢，因而微生物的繁殖速度也隨之減慢。在正常情況下，微生物細(xì)胞內(nèi)的各種生化反應(yīng)總是相互協(xié)調(diào)一致的。但在降溫時，各種生化反應(yīng)按照其各自的溫度系數(shù)10減慢，破壞了各種生化反應(yīng)的協(xié)調(diào)一致性，從而破壞了微生物細(xì)胞內(nèi)的新陳代謝，使微生物細(xì)胞內(nèi)的原生質(zhì)勤度增加，膠體吸水性下降，蛋白質(zhì)分散度改變，并最終導(dǎo)致不可逆的蛋白質(zhì)凝固，破壞其物質(zhì)代謝的正常運(yùn)行，對細(xì)胞造成嚴(yán)重的損害。
2.1影響污泥生長的因素
2.1.1適宜的溫度
由適宜的溫度，昌吉高新區(qū)年平均氣溫為6.17℃，一月平均氣溫-17.5℃，七月平均氣溫24.6℃，極端最高氣溫42℃（1975年8月14日），極端最低氣溫-38.2℃（1954年12月29日）。任何微生物只能在一定溫度范圍內(nèi)生存，在適宜的溫度范圍內(nèi)可大量生長繁殖。在污泥培養(yǎng)時，要將它們置于最適宜溫度條件下，使微生物以最快的生長速率生長，過低或過高的溫度會使代謝速率緩慢、生長速率也緩慢，過高的溫度對微生物有致死作用。工業(yè)廢水生物處理中最適宜的溫度為30℃左右?？梢员ＷC生化細(xì)菌的酶促反應(yīng)速度，使之良好生長繁殖。
2.1.2適宜的PH值
適宜的pH值微生物的生命活動、物質(zhì)代謝與pH值密切相關(guān)。大多數(shù)細(xì)菌、原生動物的最適pH值為6.5～7.5，在此環(huán)境中生長繁殖最好，它們對pH值的適應(yīng)范圍在4～10。而活性污泥法處理廢水的曝氣系統(tǒng)中，作為活性污泥的主體，菌膠團(tuán)細(xì)菌在6.5～8.5的pH值條件下可產(chǎn)生較多粘性物質(zhì)，形成良好的絮狀物。根據(jù)污水處理廠廢水特征，要控制廢水的pH值在7～8.5。
2.1.3適量的溶解氧
保證污水中要有適量的溶解氧(DO)特別注意DO不能過低，DO不足，好氧微生物得不到足夠的氧，正常的生長規(guī)律將受到影響，新陳代謝能力降低，而同時對DO要求較低的微生物將應(yīng)運(yùn)而生，這樣正常的生化細(xì)菌培養(yǎng)過程將被破壞。
2.1.4微生物所需的營養(yǎng)物質(zhì)
要保證廢水中的營養(yǎng)物質(zhì)廢水中的微生物要不斷地?cái)z取營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過分解代謝(異化作用)使復(fù)雜的高分子物質(zhì)或高能化合物降解為簡單的低分子物質(zhì)或低能化合物，并釋放出能量；通過合成代謝(同化作用)利用分解代謝所提供的能量和物質(zhì)，轉(zhuǎn)化成自身的細(xì)胞物質(zhì)；同時將產(chǎn)生的代謝廢物排泄到體外。水、碳源、氮源、無機(jī)鹽及生長因素為微生物生長的條件。造紙廢水中不缺乏生長因素、且富含纖維素、半纖維素等，可保證碳源，氮源、含磷無機(jī)鹽，為活性污泥的培養(yǎng)創(chuàng)造良好的營養(yǎng)條件。
2.2 MBBR和A/A/O工藝簡介
MBBR工藝原理是通過向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類，從而提高反應(yīng)器的處理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝氣的時候，與水呈完全混合狀態(tài)，微生物生長的環(huán)境為氣、液、固三相。載體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣氣泡更加細(xì)小，增加了氧氣的利用率。另外，每個載體內(nèi)外均具有不同的生物種類，內(nèi)部生長一些厭氧菌或兼氧菌，外部為好養(yǎng)菌，這樣每個載體都為一個微型反應(yīng)器，使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時存在，從而提高了處理效果。
A/A/O工藝是厭氧-缺氧-好氧組合工藝的簡稱，是由三段生物處理裝置所構(gòu)成。它與單級AO工藝的不同之處在于前段設(shè)置一厭氧反應(yīng)器，旨在通過厭氧過程使廢水中的部分難降解有機(jī)物得以降解去除，進(jìn)而改善廢水的可生化性，并為后續(xù)的缺氧段提供適合于反硝化過程的碳源，最終達(dá)到高效去除COD、BOD、N、P的目的。
A/A/O系統(tǒng)的工藝流程是：廢水經(jīng)預(yù)處理后進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，使高COD物質(zhì)在該段得到部分分解。然后進(jìn)入缺氧段，進(jìn)行反硝化過程，而后是進(jìn)行氧化降解有機(jī)物和進(jìn)行硝化反應(yīng)的好氧段。為確保反硝化的效率，好氧段出水一部分通過回流而進(jìn)入缺氧階段，并與厭氧段的出水混合，以便充分利用廢水中的碳源。另一部分出水進(jìn)入二沉池，分離活性污泥后作為出水，污泥直接回流到厭氧段。
此次工藝的變化和調(diào)整以A/A/0工藝在2017年冬季的運(yùn)行情況如下，污泥濃度3500mg/l并且保持浮動不大。
從表1可知,隨著新疆冬季的來臨，氣溫和水溫在逐步下降，污水處理廠的污染物處理率也在逐步下降。這反映除了生物處理系統(tǒng)中的污泥的活性在下降，也進(jìn)一步證明了我們的推論。
3應(yīng)對突變低溫天氣的措施
為維持污水處理廠在低溫天氣及水溫突變下的正常運(yùn)行，我們應(yīng)當(dāng)采取相關(guān)的措施來進(jìn)行調(diào)整，使污水處理廠在極端溫度條件下正常運(yùn)行。
3.1冬季應(yīng)對低溫天氣的措施
冬季因氣溫低，污泥活性降低，調(diào)整措施:提高污泥濃度，增加溶解氧，維持污泥活性，加大鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量也可以間接對污水進(jìn)行加溫，適當(dāng)減少了活性降低對工藝的危害。
3.2春季應(yīng)對低溫天氣的措施
春季，因冬季污水處理廠無法正常壓泥，污泥濃度較高，新疆春季氣溫反差大，極不穩(wěn)定忽冷忽熱，易造成污泥膨脹，應(yīng)對措施，從3月份開始少量壓泥，4月份大量壓泥，隨污泥濃度的減少適量減少鼓風(fēng)機(jī)曝氣的風(fēng)量，同時把溶解氧控制在2一4之間。
3.3秋季應(yīng)對低溫天氣的措施
秋季，面對冬季低溫天氣，污水處理廠需要那些準(zhǔn)備工作和預(yù)防措施:①要對污水處理廠所有設(shè)備進(jìn)行檢修和保養(yǎng)，保證設(shè)備在冬季能正常運(yùn)行。②在9月份減少壓泥量，加大葡萄糖投加量，預(yù)防污泥濃度的上升但是營養(yǎng)不良造成污泥的解體，緩慢加大風(fēng)機(jī)曝氣量。③因加大了曝氣量在運(yùn)行過程中為防止過度曝氣造成污泥解體和上浮，加大污泥重量，可以投加進(jìn)水泥沙為污泥提供載體，形成初步的MBBR活動床處理工藝，以便加大處理率。
污水處理廠根據(jù)2017年運(yùn)行情況提出以上方案，并在2018年同期進(jìn)行了印證，在2018年8月底污水處理廠進(jìn)行了一級A提標(biāo)改造，在原A/A/O工藝中投加填料極大增加了污泥濃度，同時污水處理廠技術(shù)人員將污泥濃度在2018年9月份已經(jīng)提升至5300mg/l。運(yùn)行結(jié)果如下：
4結(jié)論
通過污水處理廠一年之間的三次調(diào)整可以看出，在冬季時，因?yàn)槲勰嗟幕钚暂^差，需要減少壓泥量來進(jìn)行污泥的培養(yǎng)，隨著污泥數(shù)量的增多，處理率緩慢上升，這是利用了污泥數(shù)量的優(yōu)勢進(jìn)行了與水溫降低的對抗，在春季因?yàn)殡S著氣溫和水溫的回升，污泥的活性開始上升，經(jīng)過一個冬天的減少壓泥，大部分污泥已經(jīng)老化，會發(fā)生污泥膨脹的危險(xiǎn)，因此需要逐漸加大壓泥量，避免瞬間突變引起水質(zhì)超標(biāo)， 而在4月分隨著氣溫的回升穩(wěn)定,壓泥要跟隨污泥的漲幅加大，保留池中的污泥在適當(dāng)?shù)姆秶纯?，在秋季，隨著氣溫和水溫的逐漸降低，需要減少壓泥量來提升污泥濃度對抗水溫降低帶來的沖擊。
因此，可以看出一個污水處理廠運(yùn)行過程中氣溫和水溫時影響它正常運(yùn)行的重要條件，隨著氣溫和水溫的變化，污水處理廠的運(yùn)行也需要隨之改變，可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件來提前調(diào)整以避免調(diào)整緩慢帶來的水質(zhì)超標(biāo)，過多的污染物排入水體。
