低温对脱磷除氮的影响及应对措施

了解低温对脱氮除磷过程的具体影响，并采取有效的应对措施，对于确保污水处理厂在冬季能够高效稳定运行至关重要。

一、低温对脱氮除磷的影响

1. 微生物活性降低

   生物脱氮主要依赖于硝化菌和反硝化菌的活性，而生物除磷则主要依赖于聚磷菌。这些微生物的生长和代谢活动受到温度的直接影响。在一定温度范围内，来水温度每降低10℃，微生物活性便会相应地减半。当水温低于4℃时，微生物的活动几乎陷于停滞，导致污水处理效果大打折扣。

   硝化细菌的可生存环境温度在4~45℃之间，其中亚硝化菌的适宜温度为35℃，硝酸菌的适宜温度是35~42℃。在适宜温度以下，随着温度的降低，硝化细菌的活性也随之下降。反硝化的适宜温度在15~20℃之间，低于此温度时，反硝化菌的代谢能力降低到较低水平，反硝化反应受到明显抑制。聚磷菌虽然为耐冷菌，但在实际运行过程中，低温仍会对其释磷和吸磷效果产生负面影响，导致除磷功能下降。

2. 反应速率下降

   根据阿伦尼乌斯方程，化学反应速率常数随温度下降而减小。因此，在低温条件下，硝化反应和反硝化反应的速度都会明显降低，使得氮素去除率大幅度下滑。同时，低温还会影响溶解氧在水体中的扩散速度，使得硝化过程所需的氧气供应不足，进一步抑制了脱氮效率。

3. 污泥膨胀风险增加

   气温降低后，污水中正常的活性菌群生长受到抑制，繁殖缓慢。而适应低温环境的微丝菌属微生物在适宜温度下会大量繁殖生长，这些菌属在生长过程中会互相勾连、聚合成团，从而形成较大的颗粒，产生大量的剩余污泥。如不及时排除，就会引起污水处理厂的污泥膨胀。

4. 营养组分比例失衡

   低温通常会使有机物在水中的溶解度下降，不同有机物在水中的溶解度受温度变化而变化的趋势不尽相同。较低的水温使得活性污泥中各种微生物生长所需的养料溶解度发生变化，可能使不同营养组分之间的比例发生变化，偏离了微生物生长所需的适宜比例，不利于微生物的代谢过程。

二、应对措施

1. 优化温度控制

   为了维持微生物的适宜活性范围，可以通过引入外部热源或利用中水回流等手段提高生化池内的水温。例如，安装水体加热设施，或者利用已处理过的高温废水进行回流预热。

2. 调整曝气策略

   适当增加曝气量，不仅可以提供微生物代谢所需的氧气，还可以通过搅拌作用减小水温层化现象，促进微生物与污染物的充分接触，提高脱氮效率。

3. 微生物驯化与接种

   选择耐低温、活性强的硝化菌、反硝化菌和聚磷菌种，并通过合理接种及驯化，增强其在低温条件下的处理能力。

4. 工艺流程调整

   采用分段进水、多级硝化反硝化等方式，使得整个工艺流程更加适应低温环境下的微生物活动规律，从而提升整体脱氮除磷效果。

5. 调整营养组分比例

   密切关注污水中各营养组分的含量，并根据实际情况适当调整有机组分的比例。例如，通过补充碳源或调整碳源、氮源等营养组分比例，为微生物的生长提供充足的养分和合适的营养环境。

6. 保证污泥稳定排放

   在保证污泥稳定排放的基础上，采用一些较为缓和的措施来控制污泥泥龄，避免污泥过度老化。