在我國(guó)，隨著城鎮(zhèn)化、工業(yè)化建設(shè)的飛速發(fā)展和農(nóng)業(yè)集約化程度的不斷提高，人類活動(dòng)引發(fā)的水環(huán)境問(wèn)題日益突出，嚴(yán)重制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，甚至危及到了人們的日常生活。
然而，基于我國(guó)地域遼闊、省份地理分布差異較大的國(guó)情，我國(guó)大部分地區(qū)有3-4個(gè)月甚至北方某些地區(qū)有長(zhǎng)達(dá)6個(gè)多月的時(shí)間都處于溫度相對(duì)較低的氣候條件下，這也對(duì)低溫處理污水提出了嚴(yán)峻而艱巨的挑戰(zhàn)，因此，在冬季低溫情況下，如何保障污水處理廠穩(wěn)定運(yùn)行已成為當(dāng)下亟需解決的問(wèn)題。
一、影響污水處理廠冬季穩(wěn)定運(yùn)行的幾個(gè)因素
(一)溫度
在活性污泥處理工藝中水溫是最重要的因素之一，在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，微生物生化反應(yīng)的速率加快，繁殖速率也隨之加快。然而，當(dāng)溫度突升或突降并超過(guò)一定限度時(shí)，某些對(duì)溫度敏感的細(xì)胞的組成物會(huì)遭受不可逆轉(zhuǎn)的破壞，從而嚴(yán)重影響了污水處理效率。
(二)溶解氧(DO)
好氧工藝要始終保持處理設(shè)備中有足夠的溶解氧含量，通常需要曝氣輔助設(shè)備，保持溶解氧大于2mg/L;而厭氧工藝中要嚴(yán)格控制溶解氧的含量，通常要控制溶解氧小于0.5mg/L。
(三)pH值
一般好氧微生物的最適宜pH在6.5-8.5之間，pH過(guò)小(<4.5)時(shí)，會(huì)引起活性污泥膨脹;而對(duì)于厭氧硝化過(guò)程，pH值則是最重要的影響因素，這是因?yàn)槠鹬饕饔玫漠a(chǎn)甲烷菌對(duì)pH值的變化非常敏感，其最適pH值范圍為6.8-7.2，在pH<6.5或pH>8.2時(shí)，產(chǎn)甲烷苗會(huì)受到嚴(yán)重抑制，從而進(jìn)一步導(dǎo)致整個(gè)厭氧硝化過(guò)程的惡化。
(四)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)
一般好氧工藝和厭氧工藝，應(yīng)分別按照BOD：N：P=100：5：1和COD：N：P=200：5：l投加N和P有時(shí)也需要添加某些其它無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)元素(K、Mg、Ca、S、Na等)、微量元素(Fe、Cu、Mn、Mo、Si、Co、硼等)和有機(jī)微量物質(zhì)(酵母浸出膏、生物素、維生素)等。
(五)有機(jī)負(fù)荷
好氧及厭氧工藝均需要保證一定的有機(jī)負(fù)荷，且厭氧工藝的要求更高，但當(dāng)有機(jī)物過(guò)多時(shí)，也會(huì)對(duì)微生物生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響。
(六)氧化還原電位
好氧微生物最適合氧化還原電位為+300-400mV，至少要求大于+100mV：厭氧微生物則要求氧化還原電位小于+100mV，對(duì)于嚴(yán)格厭氧微生物，則要求小于-100mV.甚至小于-300mV。
(七)有毒物質(zhì)(抑制物質(zhì))
無(wú)論好氧還是厭氧工藝，都會(huì)受到某些有毒物質(zhì)的影響。如重金屬、氰化物、H2S、鹵族元素及其化合物、酚、醇、醛等。
二、低溫情況下污水處理廠運(yùn)行現(xiàn)狀
(一)構(gòu)筑物不能正常工作
低溫導(dǎo)致污水處理構(gòu)筑物(格柵、沉砂池、污泥池等)出現(xiàn)冰凍、結(jié)冰及破裂等現(xiàn)象，中斷甚至損壞了污水處理流程及設(shè)備，嚴(yán)重影響了正常的生產(chǎn)運(yùn)行和出水水質(zhì)。
(二)活性污泥吸附作用和有機(jī)物降解率降低
活性污泥是污水處理廠中處理污水的主要成分，低溫會(huì)使其吸附作用變差、有機(jī)物的降解率降低。低溫條件下(5℃以下)，冷適應(yīng)微生物所分泌的胞外聚合物變少以及酶催化作用的減少降低了生化反應(yīng)速度，使得吸附在活性污泥表面上的有機(jī)物，不能很快被降解，從而降低了活性污泥的降解效率。
同時(shí)，生化反應(yīng)速度隨之降低也減慢了吸附在話性污泥表面上的有機(jī)物被水解和攝入體內(nèi)的速度，在一定程度上降低了被多糖類粘液層包覆的微生物表面的活性，并且未降解的有杌物在活性污泥吸附表面上有所積累，也抑制了污泥表面活性的恢復(fù)，從而降低了活性污泥的吸附作用。
(三)污泥膨脹
低溫時(shí)污水處理活性污泥容易發(fā)生膨脹，低溫條件下微絲菌屬的小胸蟲會(huì)大量繁殖，具有絲長(zhǎng)、疏水特點(diǎn)，過(guò)度生長(zhǎng)導(dǎo)致了寒冷地區(qū)污泥膨脹。
(四)影響污泥脫水
低溫下絲狀菌的大量出現(xiàn)導(dǎo)致了污泥絮體疏松、密度減小，進(jìn)一步導(dǎo)致污泥比阻和沉降指數(shù)增大，除此之外，低溫活性污泥的胞外分泌物中含有很多的粘性物質(zhì)，也使污泥的壓縮性降低，嚴(yán)重影響污泥脫水。
(五)氮去除率降低
微生物脫氮主要經(jīng)過(guò)氨化、硝化和反硝化三個(gè)過(guò)程，其中最為重要的硝化過(guò)程所起作用的微生物是氨化細(xì)菌和硝化細(xì)菌，它們對(duì)于溫度的要求較高，最適溫度為20-30oC，15oC時(shí)反應(yīng)速率明顯下降，當(dāng)溫度小于5oC時(shí)反應(yīng)幾乎完全停止，因此，低溫由于導(dǎo)致硝化反應(yīng)的中斷而阻斷了脫氮進(jìn)程，使得出水的氮的去除率降低。
(六)懸浮顆粒物去除率降低
在低溫下，污水的粘滯系數(shù)增大、懸浮顆粒物(SS)與污泥的混合不充分、活性污泥水解效率下降、被吸附的SS容易脫落等，都使得SS的去除率降低。
三、污水處理廠冬季運(yùn)行采取的措施
(一)改進(jìn)運(yùn)行設(shè)備與參數(shù)
研究表明降低污泥負(fù)荷、延長(zhǎng)污泥齡、增加水力停留時(shí)間和采取池體升溫或保溫可以有效的提高低溫污水處理效率。國(guó)內(nèi)某污水處理廠利用太陽(yáng)能，采用水浮式采光保溫罩的做法，有效解決了冬季保持水溫的問(wèn)題，在降低成本的同時(shí)保證出水質(zhì)量。
研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)提高溶解氧濃度、延長(zhǎng)污泥泥齡、降低污泥負(fù)荷以及控制溶解氧濃度、加大混合液回流比、投加碳源可以分別強(qiáng)化低溫硝化和反硝化的效果，因此可以改善低溫對(duì)污水脫氮的影響。
(二)物理化學(xué)強(qiáng)化措施
通過(guò)物理化學(xué)措施對(duì)低溫污水進(jìn)行預(yù)處理，也有助于提高污水處理效率，如利用超聲波瞬間空化作用對(duì)難降解廢水進(jìn)行預(yù)處理，使難降解的大分子物質(zhì)降解為小分子的易于生化降解的物質(zhì)，可以達(dá)到提高污水可生化性的目的;通過(guò)投加化學(xué)藥品增強(qiáng)污泥絮凝、抗降性能也可達(dá)到增大污染物與活性微生物接觸面積與縮短處理所需時(shí)間的目的。
(三)生物強(qiáng)化措施
使用生物添加劑或生物增效劑是指通過(guò)運(yùn)用自身的、外來(lái)的生物種類或經(jīng)過(guò)選擇的微生物加速去除污染物、強(qiáng)化生化處理效果的一種方法。
向污水處理工藝中投加聚氨酯泡沫、粉末話性炭、硅藻土以及鐵鹽等作為載體，可利于微生物附著生長(zhǎng)并形成高技生物膜，利用懸浮生長(zhǎng)的活性污泥和附著生長(zhǎng)的生物膜共同去除低溫污水中污染物，可以提高反應(yīng)池中生物量，防止污泥膨脹，改善泥水分離效果。
(四)處理工藝的選擇與改進(jìn)
低溫條件下，處理工藝的選擇是工程建設(shè)成敗的關(guān)鍵，處理工藝是否合理直接關(guān)系到整個(gè)處理系統(tǒng)的處理效果、運(yùn)行穩(wěn)定性、建設(shè)投資和運(yùn)行成本等。因此，必須結(jié)合實(shí)際情況，綜合考慮各方面因素，慎重選擇合適的處理工藝，以達(dá)到最佳的處理效果和經(jīng)濟(jì)效益。
四、結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)大部分地區(qū)有半年左右的時(shí)間都處于溫度相對(duì)較低的氣候條件下，這對(duì)低溫處理污水提出了嚴(yán)峻而艱巨的挑戰(zhàn)。本文分析了影響污水處理廠冬季穩(wěn)定運(yùn)行的幾個(gè)因素與低溫情況下污水處理廠運(yùn)行現(xiàn)狀，并提出了改善建議，僅供參考，如有不當(dāng)還請(qǐng)指正。