冬季低温对活性污泥的影响

目前，國(guó)内外通用(yòng)的污水处理(lǐ)技术主要是采用(yòng)生物(wù)法，此方法具有(yǒu)处理(lǐ)彻1底、有(yǒu)机物(wù)降解率高、二次污染小(xiǎo)、能(néng)耗低和运行管理(lǐ)方便等优点。但也存在微生物(wù)对环境的适应有(yǒu)要求，特别是水温受自然环境影响的问题较难解决。國(guó)内外大量的理(lǐ)论与试验研究表明，正常水处理(lǐ)条件利用(yòng)的是中温菌，在15～35℃之间有(yǒu)较好的活性，当水温低于8℃或高于35℃时，微生物(wù)反应的速度明显降低。实际运行中，水温高于35℃的情况较少，低水温比较常见。当水温低于8℃时，中温菌活性降低或死亡，但在北方地區(qū)保持水温不低于8℃则是很(hěn)困难的事，耗能(néng)和保温都存在问题。所以，如何保证北方地區(qū)污水处理(lǐ)厂冬季正常运行是一个急需解决的重要问题之一。

温度是一个重要的生态因子，是影响微生物(wù)生長(cháng)与存活的重要因素之一，对生物(wù)个體(tǐ)的生長(cháng)、繁殖、新(xīn)陈代謝(xiè)及生物(wù)种群分(fēn)布和种群数量起着决定作用(yòng)。此外，温度对活性污泥的絮凝沉降性能(néng)、曝气池充氧效率以及水的粘度都有(yǒu)较大影响。

1、微生物(wù)增殖

温度是影响微生物(wù)生長(cháng)的一个重要因子。温度太低，可(kě)使原生质膜处于凝固状态，不能(néng)正常地进行营养物(wù)质的运输或形成质子梯度，因而生長(cháng)不能(néng)进行。

细菌生長(cháng)速率和温度关系

温度对微生物(wù)生長(cháng)的影响具體(tǐ)表现在：

(1)影响酶活性。温度变化影响酶促反应速率，终影响细胞合成。

(2)影响细胞膜的流动性。温度高，流动性大，有(yǒu)利于物(wù)质的运输；温度低，流动性降低，不利于物(wù)质运输。因此温度变化能(néng)影响营养物(wù)质的吸收与代謝(xiè)产物(wù)的分(fēn)泌。

(3)影响物(wù)质的溶解度。微生物(wù)总體(tǐ)上生長(cháng)温度范围较广，但对每一种微生物(wù)来讲只能(néng)在一1定的温度范围内生長(cháng)。

每种微生物(wù)都有(yǒu)3个基本温度：低生長(cháng)温度，低于这种温度微生物(wù)不再生長(cháng)繁殖；适生長(cháng)温度，在此温度时生長(cháng)速率快；1高生長(cháng)温度，在此温度以上微生物(wù)生長(cháng)停止，出现死亡。微生物(wù)有(yǒu)各自的适温度，一般是在20~70℃左右。个别微生物(wù)可(kě)在200~300℃的高温下生活。

2、微生物(wù)代謝(xiè)

由于低温引起微生物(wù)酶促反应速度下降，必将导致活性污泥活性降低，使得生物(wù)处理(lǐ)反应速率下降。

温度对酶促反应速度的影响

尽管已证明嗜冷性微生物(wù)在低温下具有(yǒu)较高的污染物(wù)降解能(néng)力，并且已分(fēn)离到几种耐低温酵母菌，但是由于嗜冷性微生物(wù)种类较少，且污水中的生物(wù)量也少，易在活性污泥中流失，所以其污染物(wù)去除能(néng)力没有(yǒu)很(hěn)好的发挥出来。

又(yòu)由于污水处理(lǐ)中的微生物(wù)大多(duō)数是适温微生物(wù)，适温微生物(wù)的低生長(cháng)温度為(wèi)10℃，低于10℃时，起主要降解作用(yòng)的中温菌已经失去了降解有(yǒu)机物(wù)的能(néng)力，而冷适微生物(wù)由于世代时间较長(cháng)，并且受自身生理(lǐ)特性和各种生态因子的抑制作用(yòng)，在数量上不能(néng)达到一1定的程度，在量与质上并未形成优势群體(tǐ)，从而导致了生物(wù)处理(lǐ)效果的降低。因此，低温条件下市政污水厂活性污泥中微生物(wù)种群数量少、活性低、分(fēn)解有(yǒu)机物(wù)能(néng)力弱、处理(lǐ)效率低、出水水质差。

3、污泥吸附作用(yòng)

水温在5℃以下时，温度对活性污泥初期吸附作用(yòng)影响较大，水温愈低愈明显。0℃时初期吸附作用(yòng)不明显，5℃的吸附曲線(xiàn)初期吸附作用(yòng)较高，随着温度的升高，初期吸附效果变好。这是因為(wèi)冷适微生物(wù)所分(fēn)泌的细胞外聚合物(wù)变少以及酶催化作用(yòng)的减少降低了生化反应速度，低温时微生物(wù)本身代謝(xiè)功能(néng)也逐渐减弱，吸附在活性污泥表面上的有(yǒu)机物(wù)，不能(néng)很(hěn)快被降解，未降解的有(yǒu)机物(wù)在活性污泥吸附表面上有(yǒu)所积累，在一1定程度上改变了被多(duō)糖类粘液层包覆的吸附表面的性质，污泥的表面活性恢复的较慢，从而降低了活性污泥的吸附作用(yòng)。如果延長(cháng)生物(wù)反应时间，温度对于COD 去除率的影响将逐渐减少。这可(kě)以认為(wèi)总吸附表面积不会因水温降低而减少，这就保证了低温吸附去除作用(yòng)继续存在。

4、污泥的沉降

低温条件下活性污泥的沉速较小(xiǎo)，常温条件下活性污泥的沉降性能(néng)明显好于低温条件下活性污泥的沉降性能(néng)。主要原因如下，常温条件下的中温菌分(fēn)泌的胞外聚合物(wù)较多(duō)，使污泥的絮體(tǐ)结构密实、大小(xiǎo)适中，容易形成大块絮状體(tǐ)沉淀下来，因此具有(yǒu)良好的沉降性能(néng)。而低温条件下能(néng)够代謝(xiè)外源物(wù)质的中温菌的数量少，活性低。冷适应微生物(wù)的数量虽然有(yǒu)所上升但和常温条件下的中温菌相比数量较少，活性也较低。所以低温条件下微生物(wù)菌群的分(fēn)泌能(néng)力低，胞外聚合物(wù)的数量大為(wèi)减少，微生物(wù)间的相互作用(yòng)变弱，从而导致活性污泥颗粒细碎，不易形成大颗粒絮状體(tǐ)，常常是细小(xiǎo)的泥粒等速共沉，沉速较小(xiǎo)，温度越低这种现象越明显。从水质特点上分(fēn)析，低温环境下，水的粘滞性增高，固體(tǐ)颗粒沉降阻力增大，降低了泥水分(fēn)离效果，沉淀后的上清液仍有(yǒu)细小(xiǎo)的悬浮颗粒随出水带走。

5、污泥的膨胀

有(yǒu)关研究表明在寒冷地區(qū)城市污水厂，除低氧、低负荷外，温度也确是影响污泥膨胀的重要因素。专家通过对膨胀污泥的显微观察和生化分(fēn)析认為(wèi)微丝菌属的小(xiǎo)胸虫在低温条件下会引起污泥膨胀。此细菌适合的生長(cháng)环境是低温、低负荷，在这种环境下它的丝特别長(cháng)，具有(yǒu)疏水性特点。低温导致丝状菌的过度生長(cháng)是寒冷地區(qū)冬季和春季污泥膨胀的主要原因。

6、污泥的脱水

对于低温运行的活性污泥，颗粒密度是影响污泥比阻的主要因素，而对于常温活性污泥，颗粒大小(xiǎo)才是影响污泥比阻的主要因素。同时，低温下丝状菌的大量出现导致了污泥絮體(tǐ)疏松、密度减小(xiǎo)，进一步导致污泥比阻和沉降指数增大。与常温运行活性污泥相比，低温运行活性污泥所携带的负電(diàn)荷少而具有(yǒu)更高的亲水性；低温活性污泥的胞外分(fēn)泌物(wù)中含有(yǒu)更多(duō)的粘性物(wù)质，使污泥的压缩性降低而难于沉降。