寒潮來襲！我的污泥怎么辦？
目前，國內(nèi)外廣泛采用的污水處理技術(shù)是活性污泥法。此方法有多個優(yōu)點，如處理效果好、有機物降解率高、二次污染較少、能源消耗低和運營管理簡單等。然而，該方法亦需要微生物適應(yīng)環(huán)境，尤其在水溫受自然環(huán)境因素影響的情況下，其運營存在一定難度。冬季污水處理廠的運營面臨著水溫低、污泥活性較差等問題，使得活性污泥的處理難度增加，不利于污水處理工作的進行。因此，如何確保污水處理廠在冬季正常運行，是一個急需解決的重大問題。
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(tǒng)中的一個關(guān)鍵因素，對微生物的生長和生存至關(guān)重要，也是影響生物個體的生長、繁殖、新陳代謝以及生物種群分布和數(shù)量的決定性因素之一。此外，溫度還會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的一個關(guān)鍵因素。如果溫度過低，會導(dǎo)致細胞膜凝固，導(dǎo)致無法有效地進行營養(yǎng)物質(zhì)運輸和形成質(zhì)子梯度，從而影響微生物的生長。
細菌的生長速率與溫度之間的關(guān)聯(lián)
溫度對微生物的生長有著明顯的影響，主要反映在以下幾個方面：
(1) 溫度的變化會對酶的活性產(chǎn)生影響，進而影響酶催化反應(yīng)的速率，最終影響細胞合成過程。
(2)影響細胞膜的流動性。溫度升高時，細胞膜的流動性增強，有助于物質(zhì)的傳輸；溫度下降時，細胞膜的流動性減弱，不利于物質(zhì)的傳輸。因此，溫度的變化會影響營養(yǎng)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溫度范圍較廣，但對于每一種微生物來說，它們僅能在一定范圍內(nèi)生長。
每種微生物都有三個主要的溫度范圍：最低生長溫度是微生物無法在低于該溫度下生長和繁殖；最適生長溫度是微生物生長速率最快的溫度；最高生長溫度是微生物生長停止并且出現(xiàn)死亡的溫度。微生物各自有著最適宜的生長溫度范圍，通常在20~70℃左右。少數(shù)微生物可以在高達200~300℃的溫度下生存。
微生物代謝
低溫會導(dǎo)致微生物酶促反應(yīng)速度減緩，進而使活性污泥活性降低，導(dǎo)致生物處理反應(yīng)速率降低。
酶催化反應(yīng)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有得到充分發(fā)揮。
由于污水處理中的大多數(shù)微生物是適宜生長的微生物，而這些微生物的最低適宜生長溫度為10℃。當(dāng)溫度低于10℃時，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，冷適微生物的繁殖時間較長，受自身生理特性和各種生態(tài)因子的抑制作用，數(shù)量無法達到一定的水平形成主導(dǎo)群體，從而導(dǎo)致了生物處理效果的降低。因此，在低溫條件下，市政污水廠中活性污泥中微生物的數(shù)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(dāng)水溫低于5℃時，溫度對活性污泥的初期吸附效果有顯著影響，水溫越低效果越顯著。0℃時初期吸附效果不明顯，而在5℃時吸附效果較高，隨著溫度升高，初期吸附效果變得更好。這是因為低溫會導(dǎo)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(yīng)速度，微生物本身的新陳代謝功能也會下降，這導(dǎo)致活性污泥表面上吸附的有機物無法快速降解，未降解的有機物會積累在表面，改變吸附表面的性質(zhì)。表面活性慢慢恢復(fù)，活性污泥的吸附能力會減弱。但若延長生物反應(yīng)時間，溫度對化學(xué)需氧量去除率的影響逐漸降低。總的來說，吸附表面積不會因水溫下降而減少，保證了低溫下吸附去除仍能繼續(xù)進行。
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(jié)構(gòu)更緊密，大小適中，容易形成大塊絮狀體并沉淀下來，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(shù)量較少且活性低，而冷適應(yīng)微生物數(shù)量雖然有所上升，但相比較常溫條件下的中溫菌，數(shù)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(shù)量大為減少，微生物間的相互作用變?nèi)酰瑢?dǎo)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(dǎo)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(qū)的城市污水處理廠，除了低氧和低負(fù)荷外，溫度也是影響污泥膨脹的一個重要因素。專家通過對膨脹污泥進行顯微觀察和生化分析發(fā)現(xiàn)，微絲菌屬的小胸蟲在低溫條件下會引起污泥膨脹。這種細菌適應(yīng)于低溫和低負(fù)荷的生長環(huán)境，其細絲在這種情況下會異常延長，并具有疏水性特征。低溫導(dǎo)致絲狀菌過度生長是寒冷地區(qū)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，低溫下出現(xiàn)大量絲狀菌導(dǎo)致污泥絮體疏松、密度減小，從而進一步增加了污泥比阻和沉降指數(shù)。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(fù)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。
