氣溫驟降、降雪來襲，污水處理廠如何平穩過冬？
【谷騰環保網訊】12月中旬以來，我國天氣形勢異常復雜，集中出現了寒潮、雨雪、低溫、冰凍等各類冬季災害性天氣。這對污水處理而言，帶來了哪些挑戰？需要提前做好哪些準備工作？記者采訪了業內人士予以解答。
受寒潮疊加影響，江蘇省連云港市最低氣溫達到-8℃，海岸邊的灘涂出現大面積的冰凌。圖源人民圖片網
同樣是冷，但氣溫“驟降”和“慢慢下降”的考驗值大有不同
我國12月的氣溫起伏可以用“過山車”來形容，尤其是寒潮來襲，使得氣溫驟降。
據國家氣候中心的信息，在12月中旬我國出現的這次大范圍寒潮過程中，有95個國家站點過程最大降溫達到或超過20℃。山西大同過程最大降溫幅度最大，達26.3℃。過程最大降溫幅度超過8℃的面積約596.7萬平方公里，約占全國國土面積的62.2%，其中，降溫幅度超過14℃的約162.5萬平方公里。
北京某污水處理企業的工作人員告訴記者：“寒潮、降雪等導致很多地區的氣溫出現‘斷崖式’下降，這和幾天降低一兩度那種降溫有很大區別。氣溫驟降對微生物的活性影響非常大。對污水處理設備來講，可能存在管道、閥門、泵密封等被凍的情況，但企業大多會針對寒冷天氣提前做預案。另外，膜系統的過水量也會受影響。”
據悉，目前，污水處理廠采用的處理技術主要是活性污泥法，其中微生物對污染處理發揮著重要作用，但其對環境有一定要求。水溫易受自然環境影響這一問題較難解決。冬季運行具有水溫低、污泥活性較弱等特點，不利于污水處理的進行。
專家告訴記者，溫度是影響微生物生長的一個重要因子。一旦生存的環境水溫低于5℃時，微生物的生長繁殖就會受到影響，最終也會導致微生物的活性過低甚至停止活動。污水處理系統中不同微生物的最佳適宜溫度有所差異，一般最佳溫度20℃—30℃。
近日出現的寒潮天氣進一步加劇了污水處理廠冬季運行管理問題的出現。三達膜環境技術股份有限公司董事兼總經理方富林告訴記者：“氣溫驟降會導致微生物菌群活性快速降低、硝化和反硝化活性快速下降甚至停止等，導致污水處理廠的處理效率和氨氮去除能力快速下降，從而容易導致出水水質超標。與之相比，在氣溫緩慢降低的情況下，污水處理廠的微生物會有一個適應過程，處理效率下降不明顯，污水處理廠也會有更多應急措施進行調整應對。”
對此，江蘇省環境工程技術有限公司正高級工程師蔣永偉進一步解釋說：“微生物也同人一樣，有逐步適應的一個過程。在一定的溫度范圍內，隨著氣溫的緩慢降低，活性污泥中的微生物菌群會逐步適應新的環境，其中的耐低溫菌會慢慢顯現并逐步增殖。”
降雪對污水處理廠的運行產生哪些影響？
近日，山東煙臺威海遭遇極端暴雪，有網友感嘆宛如北極科考。據中央氣象臺的消息，自12月19日開始，受冷空氣影響，山東半島再次受到冷流降雪襲擊，山東煙臺、威海連續三天出現強降雪。22日08時，威海文登積雪深度達74厘米，打破了建站以來的積雪深度歷史極值。那么，降雪會對污水處理產生哪些影響？
圖為山東省煙臺市福山區市民在雪中出行。圖源人民圖片網
首先，雪水融化后進入污水處理廠，會讓污水的溫度更低。
山西省城鎮排水專業委員會專家委員、公眾號“治污者說”主筆郝曉光告訴記者：“有國外進行的研究表明，在融雪期間進入污水處理廠的融雪水量占到每天排放到污水處理廠水量的43％—70％，會導致平均每天的污水溫度下降2ºC—3ºC。在比較低的日平均污水溫度下，硝化和反硝化反應會被抑制甚至停止。脫磷過程雖然不太敏感，但從聚磷效果來看，在冬季污水溫度低于10ºC下，聚磷菌對磷的固定也會顯著降低。水溫過低也會影響污水處理廠里活性污泥的生存環境。”
其次，在日常的除雪作業中會使用到融雪劑，這也會給污水處理帶來新的挑戰。
方富林告訴記者：“融雪劑的主要成分通常包括氯化鈉、氯化鈣、硝酸鈉、硝酸鈣等。這些統稱為無機鹽，這些成分進入污水處理廠，會導致污水處理廠進水的TDS（總鹽）升高。鹽分過高會影響微生物的生長和代謝，導致污水處理效率下降。通常市政污水處理廠并沒有設計處理TDS（總鹽）的工藝，會導致總鹽直接排放到出水口，導致出水TDS（總鹽）超標。
郝曉光說：“雖然經過雪水的稀釋作用，這部分鹽類的危害已經大大降低，但是對于一些中小城市的污水處理廠來說，這部分融雪劑中的高鹽濃度會對微生物造成一定危害。高鹽廢水會導致微生物生存環境中的鹽濃度高于微生物體內的鹽濃度，從而造成微生物體內水分反滲透，導致微生物脫水死亡，造成活性污泥數量的下降，導致出水水質變化。在大量使用融雪劑的城市，要采取相關的措施，比如使用廠區內回水等來稀釋這部分進水，以免造成對微生物的沖擊。”
蔣永偉告訴記者：“有研究表明，沒有經過微生物馴化培養的污水處理廠的最佳適宜鹽分濃度不應大于10000mg/L，氯離子濃度不應大于2000mg/L。”
此外，對于污水處理廠來說，降雪帶來的工藝設備運行的異常工況也是一個需要重視的問題。
對于地上污水處理廠而言，很多設備是露天放置的，都會采取一些防水的密閉措施，以避免水進入機器或者電動機內部。但降雪會給現場運行的機械帶來一些問題，比如行走輪的打滑。行走輪是位于初沉池、二沉池邊上，帶動刮（吸）泥機運行的一種機械。
郝曉光說：“在降雪的天氣，這種運行會受到影響。雪落在行走軌道上，被行走輪壓實后，形成雪層，造成行走輪的打滑，使刮（吸）泥機長時間在一個位置運行，池底的污泥無法全部排出，造成工藝運行的異常。此外，如果雪停了之后，沒有及時清理干凈軌道表面的融雪劑，融雪劑中的氯化物會和軌道上的硅酸鹽水泥發生反應，使硅酸鹽水泥變酥，在軌道的上行走輪的不斷碾壓下，在軌道上形成一個個坑洼，嚴重的會使行走輪陷入，造成設備和工藝的故障。”
污水處理廠如何平穩過冬？
如何度過對污水處理來講不太友好的冬天尤其是寒潮天呢？
方富林說：“北方的污水處理廠都會做好寒冷天氣的預案，將設備放置在有保溫的房間、并對管道進行保溫處理，因此一般不會凍壞。但放置在室外的管道、泵、閥門會受到一些影響，主要是密封件及PVC管道容易損壞。膜系統過水量和水溫呈正向關系，水溫每降低1度，會導致膜系統過水量下降2%—3%，因此我們在北方的膜系統會設計設置在室內，并會根據當地歷史天氣的低水溫進行設計。”
蔣永偉告訴記者：“冬季經常會發生水管凍裂的現象。我們會對一些裸露的污水處理設備使用保溫材料進行包裹，以減少熱量散失，防止冰凍，從而保持設備的正常運行。此外，也可以安裝電伴熱系統或蒸汽加熱系統，對關鍵部位進行保溫，防止設備凍裂或結冰。”
可見，給污水處理系統“蓋上被子”、進行保溫是冬季設備防凍的重要措施之一。
如何應對降雪的影響？郝曉光告訴記者：“在融雪水造成的低溫情況下，污水處理廠采取的以高污泥濃度來維持處理效果的工藝做法，造成了活性污泥泥齡過長，導致其中的諾卡氏菌、M.parvicella兩種細菌比較容易生長。這兩種細菌也是造成冬季污泥泡沫和污泥膨脹的主要原因。這也是為什么冬季情況下，特別是融雪期間結束后，活性污泥系統容易爆發污泥生物泡沫和污泥膨脹的主要原因。一般來說這兩種細菌的污泥齡要求比較長，在冬季期間，應注意控制污泥齡和污泥濃度，來抑制這兩種細菌的生長。對于沉淀池軌道上的積雪問題，比較好的辦法是用深花紋的橡膠輪胎取代普通的尼龍材質的輪胎。同時，可以在行走輪前增加推雪板，員工及時清掃軌道積雪。降雪還會造成各種構筑物上下的樓梯、臺階濕滑和結冰。對于運行、巡視人員來說，要注重對其進行安全運行教育，注意采取防滑措施，下雪天最好兩人或多人同行去巡視。”
此外，專業人士認為應加強巡檢和檢測頻次，采用季節性調控措施、投加化學助凝劑等嚴防污泥膨脹出現。此外，還可以充分利用污水處理設備設施的余熱保持，如對曝氣池的蒸汽余熱、曝氣管道余熱、供暖系統余熱等加裝保溫材料等。
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