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2022-10-28
普罗生物
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上期文章中，普罗生物为大家介绍了低温对微生物的影响和低温环境下微生物性能提升技术；本期将主要从综合优化运行管理角度，梳理冬季低温条件下污水处理厂如何安全稳定运行。
一、全工序设备运行准备
我们常说“设备保证工艺”，做好低温条件下各种硬件完好备用是污水处理厂冬季稳定运行的关键，生化系统几大主要设备的正常运行尤为重要。对于污水处理厂而言，冬季来临前如下几项工作是必备准备工作，也是整个冬季重点关注的工作任务。
（1）系统硬件检查及检修
对整个污水处理系统的设备、仪器仪表（包括但不限于：粗细格栅、调节池、初沉池、曝气系统、回流系统、推流器、污泥脱水机、污泥运输车辆、在线仪表）等进行检查及检修。
（2）防冻措施落实到位
对阀门、管线进行全面检查，管线保温及伴热工作提前准备，对下水管线、浮渣井做一次彻底疏通和清理。
（3）药剂准备
结合污水厂实际药剂使用情况，做好各种药剂计划提报、采购及存储等方面的工作，尤其是生化系统应对突发事故所用的菌种类、解毒类等产品的准备。
（4）做好冬季低温运行应急预案
根据往年运行经验，制定设备、工艺、安全等方面的应急预案，尤其是生化系统一旦受到冲击后低温停运、启动恢复、污水储存等临时应对措施。
二、改善运行环境
生化系统在低温情况下，改善除温度以外其他外部运行环境，对活性污泥的生物活性有一定的促进作用。
比如，硝化系统在冬季运行管理中，容易受到外界因素的干扰而变得更加脆弱，上游水量、水质的较小波动，甚至因某一设备的故障检修都有可能使硝化系统出现较大的波动。在冬季运行管理过程中，重点关注的外部环境因素包括：温度、碱度、pH、溶解氧等，为硝化菌营造一个更适宜的条件，进而在一定程度上增加硝化菌的活性，可以提高对氨氮的降解能力。通过对不同污水厂的数据分析，一般来讲，对于硝化系统好氧池末端的溶解氧冬季可较夏季高1-2mg/L，碱度比夏季高1.2-1.5倍，pH可提高至7.5以上（超高氨氮废水除外）。
对于反硝化系统来说，冬季需要补充比夏季更高的碳源量才能满足反硝化的需求，溶解氧尽量控制在0.2mg/L以下。另外，在气温骤降前，投加反硝化菌种可提高反硝化系统的反应速率，进而弥补因低温导致的反硝化速率的降低问题。
三、生化运行工艺参数优化
低温下污泥生物活性较弱、反应速率慢，需要结合自身工艺和进水特征优化工艺运行参数，这是贯穿冬季运行管理持续、细致的必须工作内容。
（1）延长污泥龄
对于市政污水厂来说，在保证出水总磷的前提下将污泥龄延长至20d以上是应对低温的重要措施之一，延长污泥龄最为常用的、最简单的办法就是减少排泥量。
低温条件下，各种微生物活性降低，硝化菌的比增长速率降低尤为明显，比如：在20℃时硝化菌的比增长速率为0.7d-1，但在10℃时会降低至0.3d-1甚至更低。因此，在水温低于15℃时，如果系统污泥龄较短，则无法维持硝化菌在活性污泥中的占比，为了保持硝化菌在活性污泥中的占比，需要更长的污泥龄。
（2）增加污泥浓度降低污泥负荷
对于硝化系统，常温硝化菌在低温环境下，硝化速率会下降很多，此时如果硝化菌在污泥中的占比没有变化，那么污泥的硝化速率也会降低，从而影响出水氨氮。在此情况下，提高污泥浓度和投加相应的低温硝化菌种产品来增加硝化菌的数量，可有效弥补因温度降低导致的速率损失，进而满足系统处理氨氮的总量保持不变。
对于反硝化和生物除碳系统，增加污泥浓度的原理基本相同，同样是用微生物的量和投加低温反硝化菌种、低温COD菌种产品来弥补单体微生物反应速率的降低。
特别注意两点，一是在温度降低前20天就要进行减少排泥量来增加污泥浓度的操作，二是不能依靠碳源的大量投加来增加污泥浓度，因这样新增的污泥主要为异养菌，对硝化系统极为不利，操作不当会引起硝化系统的波动甚至崩溃。
（3）控制污泥膨胀
低温下微生物代谢性差，非丝状菌膨胀（污泥沉降性能变差）现象比较普遍，一般认为属胞外粘多糖类物质的分解不彻底导致，资料表明，北方60%以上的污水厂在冬季都会出现SVI升高，部分污水厂SVI可高达180 ml/g以上。污泥膨胀不可避免会出现污泥流失，系统内的污泥负荷增高，控制不当易发生生化系统出水水质超标、崩溃等问题。
非丝状菌膨胀时可采取的措施，一是尽量降低硝化液回流量，二是可适当的提高好氧池溶解氧，三是降低生化系统进水负荷，目的是消耗胞外粘多糖类物质，提高污泥的沉降性能；四是当SVI大于150ml/g，且二沉池开始出现污泥流失的情况下，可以通过投加PAC、PFS等无机混凝剂来提高污泥的沉降性能，也可投加石灰粉、粉煤灰、硅藻土等无机物，短期内投加PAM也可改善污泥沉降性能，但需通过现场烧杯小试确定使用阴离子PAM或者阳离子PAM用量。
（4）加强污泥脱水系统管理
冬季污泥脱水系统的良好运行，对于生化系统的稳定运行至关重要，也是技术管理容易忽略的一个环节，运行不好会造成污水处理厂浮渣、污泥系统的恶性循环，特殊情况下可以利用多药剂（比如：利用三氯化铁、次氯酸钠、石灰等药剂）使用进行污泥改性，以提高脱泥机的脱水效率，防止污泥处置不当引起的生化系统出水指标波动。
（5）降低进水负荷
低温系统出现异常时，降低进水负荷，是确保冬季低温稳定或较快恢复运行的必要条件之一。
通过对不同市政污水厂分析，提高生化系统的水力停留时间达到30h以上，即使水温在5-6℃的情况下，加以其它运行相关参数的调控、低温菌种的投加等手段，氨氮稳定达标排放率也会极大提高。
四、使用低温菌种强化系统
去除生化抑制性因素，降低废水毒性，提高废水的可生化性。常见工艺有：
低温菌种是从特定低温环境中富集培养、分离纯化、筛选和驯化得到的，主要用于低温环境下的污水处理系统中，其中包括：低温COD菌、低温硝化菌、低温反硝化菌等。实践案例表明，普罗生物低温COD和硝化菌系列产品，在应对冬季低温环境方面都表现出了良好的增强系统稳定运行的效能，在低温环境下，系统受到冲击后的快速恢复方面这些产品也得到了广泛应用。普罗生物低温COD菌能够承受5℃左右的低温环境，其所分泌的低温冷活性酶在低温下具有较高的催化效果，确保微生物正常代谢和养分摄取；普罗生物低温硝化菌在低温环境中具有比常规硝化菌更高的氨氧化速率，保证了低温环境下生化系统对氨氮的处理能力。
五、预防和预判
去除生化抑制性因素，降低废水毒性，提高废水的可生化性。常见工艺有：
冬季对我国北方污水厂来说是运行管理最困难的时期，未雨绸缪预防性的调整工艺参数、预防性使用相应菌种类产品能起到事半功倍的作用，也是污水处理厂平稳度过寒冬的关键。
低温情况下运行，都或多或少的遇到一些问题，有些是共性的，有些是偶发的，但无论什么样的问题，对出现的实际情况都要有预判，主要是这些问题对生化运行会产生什么影响、影响范围多大、是否有相应的处置方案等。
普罗生物从微生物作用原理和运行管理经验方面给大家进行了连续两期分享；在实际冬季低温运行中，普罗生物为客户提供了哪些帮助呢？从下期起，我们将聚焦普罗生物产品在污水处理生化系统低温运行环境中的应用案例，欢迎继续关注。
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