冬季污水處理如何實(shí)現(xiàn)“低溫不低效”使生化系統(tǒng)安然過冬
發(fā)布日期：2016-11-09 點(diǎn)擊：1298
我國幅員遼闊，不同地域間氣候跨度巨大。中國，尤其是北方地區(qū)的大部分污水處理設(shè)施，在冬季都要面臨低溫的考驗(yàn)。基于此，本文就污水生化處理系統(tǒng)在冬季如何實(shí)現(xiàn)“低溫不低效”進(jìn)行了系統(tǒng)分析和論述。并輔以具體案例，以供參考。
冬季污水處理設(shè)施受抑制的原因
生物凈化技術(shù)具有成本低、對環(huán)境負(fù)面影響小等優(yōu)點(diǎn)，已普遍成為污水處理的核心部分。溫度是影響微生物和酶活性的重要因素，對微生物的生長繁殖及代謝活動(dòng)都有著顯著的影響，微生物對污染物的降解主要受胞內(nèi)酶和胞外酶的催化作用影響，而酶更是對溫度有著較高的敏感性。
研究表明，溫度對酶活性具有雙重影響：酶促反應(yīng)速度在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度升高而加快，當(dāng)超過最適溫度后，活性又會(huì)逐漸降低，最終發(fā)生不可逆變性。
“在污水處理系統(tǒng)中，溫度低于10℃時(shí)，大部分微生物已不能代謝外源物質(zhì)。而當(dāng)溫度降低至4℃或以下時(shí)，大部分活性污泥中的微生物活性受到抑制，微生物停止生長。
面臨冬季低溫，污水處理要確保出水達(dá)標(biāo)，普遍采用的方法包括：建立保溫系統(tǒng)提高污水溫度、提高污泥濃度、延長沉淀時(shí)間、增加曝氣量等，但這些方法都存在著效果欠佳或成本高昂的劣勢。
面對低溫這個(gè)難題，我們應(yīng)該把解決方向放在關(guān)鍵性因素——菌。生化系統(tǒng)普遍采用活性污泥法，但污泥中耐冷菌數(shù)量較少，無法形成優(yōu)勢種群，這是導(dǎo)致低溫出水達(dá)標(biāo)難的原因之一。第二個(gè)原因：嚴(yán)格意義上的耐冷菌是一類可在低溫生長繁殖，最適生長溫度可達(dá)20℃以上的微生物。其生長溫度維度較嗜冷菌更為廣泛，應(yīng)用也更為方便。但許多非嚴(yán)格意義的耐冷菌在經(jīng)歷20℃以上生長溫度后，會(huì)減弱甚至喪失其在低溫生長的特性。所以，尋找真正的能在寬維度溫度下生長繁殖的耐冷菌，一直都是環(huán)保/生物公司的重點(diǎn)研究方向之一。
近年來，隨著微生物篩選、固定技術(shù)的提高，耐冷菌通過馴化-定向篩選后，其具有以下特點(diǎn)：
生態(tài)分布較為廣泛，不容易受到溫度影響。
低溫下具有較高的新陳代謝速率，保證在低溫下保持良好治污能力。
能在常溫下長距離運(yùn)輸。以往，耐冷菌較難篩選、運(yùn)輸保存，大大阻礙了其在實(shí)際工程中的廣泛運(yùn)用。
遺傳穩(wěn)定性好，可確保生化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
案例一：
鄂倫春自治旗某鎮(zhèn)污水處理廠生物增效案例、
亮點(diǎn)：
① 原系統(tǒng)基本喪失處理能力的情況下，通過投菌調(diào)試，一周內(nèi)恢復(fù)系統(tǒng)的處理能力;
② 進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)大的情況下，出水氨氮穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，并且去除率保持在90%以上;
③ 系統(tǒng)進(jìn)水溫度較低(10℃)，微生物菌劑依舊保持有效的治污作用;
④ 經(jīng)過調(diào)試，系統(tǒng)污泥的生物活性得以極大的提高。
該污水處理廠位于呼倫貝爾市東北部(年均氣溫在-2.7~0.8℃之間)，是當(dāng)?shù)刂攸c(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目工程，通過污水處理不但能夠有效地改善地面水環(huán)境，減輕地下水污染，還為當(dāng)?shù)貏?chuàng)造良好的投資環(huán)境。污水處理廠設(shè)計(jì)污水處理能力為6000m3/d，采用工藝為多級(jí)浮鏈AO工藝(百樂克)，下圖是工藝流程：
2015年7月7日進(jìn)行現(xiàn)場勘察，發(fā)現(xiàn)該污水處理廠主要存在以下問題：
1、 進(jìn)水水質(zhì)不穩(wěn)定，進(jìn)水氨氮波動(dòng)范圍2—30mg/L，出水氨氮去除率較低;
2、 系統(tǒng)水溫基本維持在10℃，給系統(tǒng)硝化造成一定難度;
3、 污水碳源不足，不利于微生物的生長和反硝化的進(jìn)行;
4、 系統(tǒng)內(nèi)部污泥量少、絮凝性差、活性弱，且多數(shù)污泥已為死泥。
該污水處理廠的要求：通過微生物技術(shù)增效技術(shù)，確保出水氨氮穩(wěn)定在8mg/L以下，并且加強(qiáng)污泥活性。工程師駐場后，進(jìn)行了一系列生化系統(tǒng)調(diào)試工作，如：調(diào)整曝氣系統(tǒng)降低DO、排走系統(tǒng)死泥、調(diào)整系統(tǒng)營養(yǎng)比例等等。針對污水的性質(zhì)，最終往系統(tǒng)投入了BZT硝化和BZT反硝化。2015年7月16日正式投菌，以下是8月4日呼倫貝爾環(huán)境檢測中心的監(jiān)測結(jié)果：
另外，通過顯微鏡檢測對比，可發(fā)現(xiàn)：7月16日顯微鏡下基本尋找不到原生動(dòng)物和后生動(dòng)物，而調(diào)試一段時(shí)間后，7月27日已經(jīng)看到較多的鐘蟲，指示生化系統(tǒng)工況趨近穩(wěn)定，出水水質(zhì)良好。
案例二：
某皮革園區(qū)污水處理廠冬季脫氮增效案例
亮點(diǎn)：
① 在低溫情況下，氨氮穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
② 溫度降至11℃，氨氮去除率依舊呈現(xiàn)上升趨勢，為污水處理廠節(jié)省了冬季運(yùn)行成本。
該皮革園區(qū)面積4053畝，內(nèi)設(shè)制革區(qū)、皮革制品加工區(qū)、生產(chǎn)輔助、生活管理、產(chǎn)品貿(mào)易、污水處理等六個(gè)功能區(qū)，第一污水處理廠的設(shè)計(jì)規(guī)模為6000m3/d。
現(xiàn)場照片
皮革廢水是一類污染負(fù)荷很高的廢水，其污染特點(diǎn)是臭味重、色度高、懸浮物多、有機(jī)物多、含有重金屬離子和有毒物質(zhì)，氨氮高。而且，在北方冬季氣溫較低的時(shí)候，硝化反應(yīng)受到抑制。盡管阜新皮革園區(qū)污水處理廠有使用保溫系統(tǒng)，水溫達(dá)15℃，二沉池出水氨氮依舊不能達(dá)標(biāo)排放。
以下是現(xiàn)有的污水處理工藝流程圖：
系統(tǒng)分析和技術(shù)支持下，投加了BZT硝化、BZT除氮、BZT反硝化，一個(gè)月內(nèi)出水已穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，以下是進(jìn)出水水質(zhì)情況對比：
出水達(dá)標(biāo)后，為節(jié)能減排，減少了電能和蒸汽量的使用，生化池溫度每天以1℃的速度下降(降至11℃)，但從下圖可以看出，氨氮的去除率雖然波動(dòng)性較大，但總體來說卻呈現(xiàn)了上升趨勢，證明了治污菌并沒有受到低溫的影響，依舊保持較好的降解和硝化強(qiáng)度。
