季節(jié)性氣溫變化對污水處理廠運行效果的影響

趙 宇

(太原市排水管理處，山西太原 030006)

自然界存在大量的微生物，通過自身的新陳代謝功能，氧化分解環(huán)境中的有機物并將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無機物，污水處理的生物處理原理就是利用微生物的這一功能，采取一定的人工措施，創(chuàng)造有利于微生物生長、繁殖的環(huán)境，增強微生物的生長，從而實現(xiàn)污水中有機污染物的降解和去除。在對污水處理廠的運行管理中，生物處理工藝水溫是控制微生物生長和繁殖的重要因素，無論好氧處理還是厭氧處理，都要求在一定的溫度范圍內(nèi)進行，一旦超過此范圍，溫度過高或過低都可能影響處理效果，甚至造成整個處理工藝的癱瘓;在實際運行中大多數(shù)的污水處理廠都是露天建設，季節(jié)和氣溫的變化對污水處理廠運行效果有較大的影響，特別是北方地區(qū)污水處理量較小的污水處理廠，很難保持水溫的恒定和穩(wěn)定，通過研究太原市某污水處理廠隨著季節(jié)變化污水處理溫度的變化從而影響到污水中COD，BOD，NH3-N處理效果，探索溫度變化對污水處理廠處理效果的影響而所需要采取的措施和方法。

1 太原市季節(jié)溫度變化

太原市地處北緯32.27'～38.25'之間，氣候?qū)贉貛Ъ撅L性氣候區(qū)，四季分明，冬季干燥寒冷，晴朗少雨，夏季炎熱濕潤，雨量集中，年平均氣溫為10.2℃，氣溫最高為36.6℃，最低為-24.2℃。1月平均值為-6℃，7月平均值為26.8℃，一年內(nèi)溫度氣溫變化如表1所示。

2 太原某污水處理廠處理工藝介紹

該污水處理廠主要處理迎新街一帶及上游的生活污水和部分工業(yè)廢水。生物處理工藝為奧貝爾氧化溝，處理工藝包括厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)，所占總?cè)莘e的60%～70%，20%～30%和10%，并在氧化溝前端設置厭氧池以提高脫氮效果，在氧化溝上一共配備了12臺表曝機和6臺推進器，用于在運行中實現(xiàn)污水的推流、補充氧氣充分混合調(diào)節(jié)工藝的運行狀況，給微生物提供在不同季節(jié)，不同情況下微生物的最佳運行環(huán)境。

3 處理效果及運行狀況

通過在實際運行中總結經(jīng)驗發(fā)現(xiàn):BOD5去除率達94%以上，CODCr去除率達92%以上，NH3-N達87%以上，污水處理排放可以達到GB 18918-2002中所要求的一級A排放標準。但隨著季節(jié)變化，外界溫度的變化會對處理效果有一定的影響，去除率多少會有變化，通過對氧化溝內(nèi)混合液污泥濃度(MLSS)測定和化驗室的生物相鏡檢相結合來調(diào)節(jié)污水處理的運行效果。尋找總結在不同季節(jié)不同溫度下對污水處理效果運行的影響，調(diào)節(jié)工藝運行，達到最佳運行效果。表1為污水處理廠實際運行數(shù)據(jù)。

1)不同溫度下COD和BOD的去除率。

從圖1中看出，COD，BOD的去除率波峰出現(xiàn)在7月～9月的夏季，生物池溫度為19℃ ～23℃之間，BOD去除率最高97.1%，COD最高為95.1%，此時的活性污泥濃度為4 700 mg/L～5 000 mg/L之間，微生物活性較強且生長比較穩(wěn)定，在當生物池溫度高于23℃以后，有機物的去除率反而隨溫度的增加而降低;在每年3月～6月時，生物池水溫范圍在15.5℃～18℃之間，COD去除率為91%～94.3%，最高值為94.3%，此時通過氧化溝污泥濃度在線測定儀檢測氧化溝內(nèi)MLSS為3 900 mg/L～4 800 mg/L，同時通過鏡檢觀察:此時的微生物活性較強，大量的微生物開始變得活躍，活性逐漸增強，繁殖加快，隨著逐漸達到微生物適宜生長的環(huán)境溫度，有機物去除率得到了提高，但隨著微生物活性增強，繁殖加快也容易出現(xiàn)一些問題。當微生物繁殖太快，繁殖過度會造成溶解氧濃度降低，造成污泥上浮和泡沫問題。泡沫聚集在氧化溝上，從而影響了表曝機的充氧功能，造成溶解氧濃度降低，影響了處理效果，并且造成視覺上的影響。

表1 污水處理廠實際運行數(shù)據(jù)

圖1 不同溫度下COD，BOD去除率

該廠在運行中也出現(xiàn)過這種情況，嚴重的污泥上浮和泡沫現(xiàn)象在溫度較高的夏季和溫度低的冬季都不會出現(xiàn)，主要出現(xiàn)在春夏、秋冬換季的時候，即發(fā)生氣溫、氣壓和水溫交變的時候，此時的SVI值都劇增，超過150，最高時可達400，污泥的沉降性能差，通過監(jiān)測該段時間污泥濃度和取樣經(jīng)鏡檢發(fā)現(xiàn):4月份～5月份時，菌膠團松散，絲狀菌等絲狀微生物過度繁殖所致，纖毛蟲數(shù)量增大，而在10月～11月時，絲狀菌和菌膠團的活性都差，失去活力的絲狀菌在同樣失去活力的菌膠團內(nèi)形成上浮泡沫;在污水處理中絲狀菌與活性膠團在污水處理中是不可缺少的一類重要微生物。它們的相互作用對凈化污水起著關鍵性作用，主要作用在于保持污泥的絮體結構、在污泥沉淀中等都有很重要的意義。通過運行和鏡檢數(shù)據(jù)分析當絲狀菌與菌膠團細菌平衡時不會產(chǎn)生污泥膨脹，只有當絲狀菌生長超過菌膠團細菌時，造成污泥松散，溶解氧降低，才會出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象。溫度對絲狀菌的影響是很普遍的，在溫暖季節(jié)里絲狀菌隨溫度的升高而開始大量繁殖。

為避免此類情況的發(fā)生，采取以下措施:減少氧化溝內(nèi)的表曝機開啟臺數(shù)，增大排泥量和排泥頻次，降低活性污泥濃度，控制在4 000～4 700之間，并加強對進水水質(zhì)的監(jiān)測，減少油脂類進入，同時可以采取機械清理和刮除方法或采用高壓水槍噴水來解決泡沫問題。這樣可以有效地控制污泥上浮和泡沫現(xiàn)象，提高污水處理的效果。

當生物池溫度保持在10℃ ～15℃時，有機物去除率平均在90.5%左右，較春、夏季的處理效果有所降低，但出水也達到國家一級標準，通過檢測和鏡檢污水中鐘蟲等微生物生長狀況明顯低于春夏時節(jié)，活性降低，繁殖速度變慢，此時通過增加開啟表曝機數(shù)量，增加生物池溶解氧濃度，減少排泥量來提高處理效果。

2)不同溫度下NH3-N的去除率。

圖2 不同溫度下NH3-N去除率

從圖2中看出，污水廠氨氮的去除效果與溫度有較大的關系，當溫度高于20℃時，氨氮去除率明顯提高，從鏡檢數(shù)據(jù)分析，此時硝化菌活躍，氨氮氧化效果好，氨氮去除率達到97%以上，最高時可達98.5%，氧化溝脫氮效果會受到明顯的影響。

4 結語

通過對實際運行數(shù)據(jù)研究，由于污水水溫的變化相對于氣溫變化而言變化幅度較小，季節(jié)變化造成的生物池水溫變化對污水處理工藝運行影響較小，主要發(fā)生在春夏交替和秋冬交替之間，春夏交替容易發(fā)生污泥上浮和泡沫，而秋冬交替和水溫太低，尤其是當水溫低于15℃時，生物脫氮及反硝化性影響較為明顯，NH3-N去除率明顯降低，此時應適當加大對污水處理工藝的巡檢和化驗分析頻次，適當調(diào)整活性污泥濃度。

［1］王洪臣，楊向平，涂兆林，等.城市污水處理廠運行控制與維護管理［M］.北京:科學出版社，1997.

［2］黃廣英，趙若塵，張金華，等.氧化溝脫氮除磷改造工程實例分析［J］.江蘇環(huán)境科技，2010(3):21.