寒潮來(lái)襲！我的污泥怎么辦？
目前，國內外廣泛采用的污水處理技術(shù)是活性污泥法。此方法有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，如處理效果好、有機物降解率高、二次污染較少、能源消耗低和運營(yíng)管理簡(jiǎn)單等。然而，該方法亦需要微生物適應環(huán)境，尤其在水溫受自然環(huán)境因素影響的情況下，其運營(yíng)存在一定難度。冬季污水處理廠(chǎng)的運營(yíng)面臨著(zhù)水溫低、污泥活性較差等問(wèn)題，使得活性污泥的處理難度增加，不利于污水處理工作的進(jìn)行。因此，如何確保污水處理廠(chǎng)在冬季正常運行，是一個(gè)急需解決的重大問(wèn)題。
1、寒冷的冬季溫度對于活性污泥的運作產(chǎn)生了一些影響。
溫度是生態(tài)系統中的一個(gè)關(guān)鍵因素，對微生物的生長(cháng)和生存至關(guān)重要，也是影響生物個(gè)體的生長(cháng)、繁殖、新陳代謝以及生物種群分布和數量的決定性因素之一。此外，溫度還會(huì )大大影響活性污泥的絮凝沉降性能、曝氣池的充氧效率以及水的粘度。
微生物增殖
溫度是影響微生物生長(cháng)的一個(gè)關(guān)鍵因素。如果溫度過(guò)低，會(huì )導致細胞膜凝固，導致無(wú)法有效地進(jìn)行營(yíng)養物質(zhì)運輸和形成質(zhì)子梯度，從而影響微生物的生長(cháng)。
細菌的生長(cháng)速率與溫度之間的關(guān)聯(lián)
溫度對微生物的生長(cháng)有著(zhù)明顯的影響，主要反映在以下幾個(gè)方面：
(1) 溫度的變化會(huì )對酶的活性產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響酶催化反應的速率，最終影響細胞合成過(guò)程。
(2)影響細胞膜的流動(dòng)性。溫度升高時(shí)，細胞膜的流動(dòng)性增強，有助于物質(zhì)的傳輸；溫度下降時(shí)，細胞膜的流動(dòng)性減弱，不利于物質(zhì)的傳輸。因此，溫度的變化會(huì )影響營(yíng)養物質(zhì)的吸收和代謝產(chǎn)物的釋放。
(3) 影響物質(zhì)的溶解度。雖然微生物總體的生長(cháng)溫度范圍較廣，但對于每一種微生物來(lái)說(shuō)，它們僅能在一定范圍內生長(cháng)。
每種微生物都有三個(gè)主要的溫度范圍：最低生長(cháng)溫度是微生物無(wú)法在低于該溫度下生長(cháng)和繁殖；最適生長(cháng)溫度是微生物生長(cháng)速率最快的溫度；最高生長(cháng)溫度是微生物生長(cháng)停止并且出現死亡的溫度。微生物各自有著(zhù)最適宜的生長(cháng)溫度范圍，通常在20~70℃左右。少數微生物可以在高達200~300℃的溫度下生存。
微生物代謝
低溫會(huì )導致微生物酶促反應速度減緩，進(jìn)而使活性污泥活性降低，導致生物處理反應速率降低。
酶催化反應速度受溫度影響。
盡管已經(jīng)證明喜冷微生物在低溫環(huán)境下有較高的降解污染物能力，并且已經(jīng)分離出幾種耐低溫的酵母菌，但是由于喜冷微生物種類(lèi)不多，而且在污水中的生物量也較少，容易在活性污泥中流失，因此它們的污染物去除能力并沒(méi)有得到充分發(fā)揮。
由于污水處理中的大多數微生物是適宜生長(cháng)的微生物，而這些微生物的最低適宜生長(cháng)溫度為10℃。當溫度低于10℃時(shí)，對有機物原有降解作用很大的中溫菌已經(jīng)失去了降解的能力。與此同時(shí)，冷適微生物的繁殖時(shí)間較長(cháng)，受自身生理特性和各種生態(tài)因子的抑制作用，數量無(wú)法達到一定的水平形成主導群體，從而導致了生物處理效果的降低。因此，在低溫條件下，市政污水廠(chǎng)中活性污泥中微生物的數量較少，活性較低，分解有機物的能力較弱，處理效率低，并使出水水質(zhì)下降。
3、污泥的吸附功能
當水溫低于5℃時(shí)，溫度對活性污泥的初期吸附效果有顯著(zhù)影響，水溫越低效果越顯著(zhù)。0℃時(shí)初期吸附效果不明顯，而在5℃時(shí)吸附效果較高，隨著(zhù)溫度升高，初期吸附效果變得更好。這是因為低溫會(huì )導致適冷微生物分泌的細胞外聚合物減少，加上酶的催化作用降低了生化反應速度，微生物本身的新陳代謝功能也會(huì )下降，這導致活性污泥表面上吸附的有機物無(wú)法快速降解，未降解的有機物會(huì )積累在表面，改變吸附表面的性質(zhì)。表面活性慢慢恢復，活性污泥的吸附能力會(huì )減弱。但若延長(cháng)生物反應時(shí)間，溫度對化學(xué)需氧量去除率的影響逐漸降低�？偟膩�(lái)說(shuō)，吸附表面積不會(huì )因水溫下降而減少，保證了低溫下吸附去除仍能繼續進(jìn)行。
污泥的沉降
在低溫條件下，活性污泥的沉降速度較慢。相比之下，在常溫條件下，活性污泥的沉降性能更佳。這是因為在常溫條件下，中溫菌能夠分泌更多的胞外聚合物，從而使污泥的絮體結構更緊密，大小適中，容易形成大塊絮狀體并沉淀下來(lái)，因此具有更好的沉降性能。而在低溫條件下，能夠代謝外源物質(zhì)的中溫菌數量較少且活性低，而冷適應微生物數量雖然有所上升，但相比較常溫條件下的中溫菌，數量和活性均較低。因此，在低溫條件下微生物菌群分泌能力較低，胞外聚合物的數量大為減少，微生物間的相互作用變弱，導致活性污泥顆粒細碎，不易形成大顆粒絮狀體，常常是細小的泥粒等速共沉，沉速較慢。此外，從水質(zhì)特點(diǎn)上考慮，低溫環(huán)境下水的粘性增加，固體顆粒沉降阻力增大，降低了泥水分離效果，導致沉淀后的上清液仍有細小的懸浮顆粒被帶走。
污泥的膨脹
研究表明，在寒冷地區的城市污水處理廠(chǎng)，除了低氧和低負荷外，溫度也是影響污泥膨脹的一個(gè)重要因素。專(zhuān)家通過(guò)對膨脹污泥進(jìn)行顯微觀(guān)察和生化分析發(fā)現，微絲菌屬的小胸蟲(chóng)在低溫條件下會(huì )引起污泥膨脹。這種細菌適應于低溫和低負荷的生長(cháng)環(huán)境，其細絲在這種情況下會(huì )異常延長(cháng)，并具有疏水性特征。低溫導致絲狀菌過(guò)度生長(cháng)是寒冷地區冬季和春季污泥膨脹的主要原因。
污泥的脫水
針對處于低溫環(huán)境下運行的活性污泥而言，顆粒密度是影響污泥比阻的關(guān)鍵因素；而在常溫下活性污泥情況下，顆粒大小才是決定污泥比阻的主要因素。同時(shí)，低溫下出現大量絲狀菌導致污泥絮體疏松、密度減小，從而進(jìn)一步增加了污泥比阻和沉降指數。與常溫條件下的活性污泥相比，低溫下的活性污泥攜帶的負電荷較少，但具有更高的親水性；低溫下的活性污泥胞外分泌物中含有更多粘性物質(zhì)，使得污泥的可壓縮性降低，難以沉降。
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