寒潮降雪來襲 污水處理廠如何平穩(wěn)過冬？

2023年12月中旬以來，我國天氣形勢異常復雜，集中出現(xiàn)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(zhàn)？需要提前做好哪些準備工作？帶著這些問題，本報記者采訪了業(yè)內人士。

氣溫“驟降”和“慢慢下降”的考驗值有何不同？

2023年12月，我國的氣溫起伏可以用“過山車”來形容，尤其是寒潮來襲，使得氣溫驟降。

據(jù)國家氣候中心信息，在2023年12月中旬，我國冬季出現(xiàn)的大范圍寒潮過程中，有95個國家站點過程最大降溫達到或超過20攝氏度。山西省大同市過程最大降溫幅度最大，達26.3攝氏度。過程最大降溫幅度超過8攝氏度的面積約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攝氏度的約162.5萬平方公里。

北京某污水處理企業(yè)的工作人員告訴記者：“寒潮、降雪等導致很多地區(qū)氣溫出現(xiàn)‘斷崖式’下降，這和幾天降低一兩攝氏度那種降溫有很大區(qū)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(yè)大多會針對寒冷天氣提前做預案。另外，膜系統(tǒng)的過水量也會受影響?！?/p>

目前，污水處理廠采用的處理技術主要是活性污泥法，其中，微生物在污染處理中發(fā)揮著重要作用，但其對環(huán)境有一定要求。水溫易受自然環(huán)境影響這一問題較難解決。污水處理廠冬季運行如果水溫低，污泥活性較弱，不利于污水處理。

一位不愿具名的專家告訴記者，溫度是影響微生物生長的一個重要因子。一旦環(huán)境水溫低于5攝氏度時，微生物的生長繁殖就會受到影響，活性過低甚至停止活動。污水處理系統(tǒng)中不同微生物的最佳適宜溫度有所差異，一般最佳溫度是20攝氏度—30攝氏度。

近日大范圍出現(xiàn)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(xiàn)。三達膜環(huán)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，使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?！?/p>

對此，江蘇省環(huán)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(huán)境，其中的耐低溫菌會慢慢顯現(xiàn)并逐步增殖?！?/p>

降雪對污水處理廠的運行產生哪些影響？

近日，山東省煙臺市、威海市遭遇極端暴雪，有網友感嘆宛如北極科考。據(jù)中央氣象臺的消息，自2023年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，山東省煙臺市、威海市連續(xù)3天出現(xiàn)強降雪。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？

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(zhèn)排水專業(yè)委員會專家委員、公眾號“治污者說”主筆郝曉光告訴記者：“有國外研究表明，當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2攝氏度—3攝氏度。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10攝氏度下，聚磷菌對磷的固定也會顯著降低。水溫過低還會影響污水處理廠活性污泥的生存環(huán)境?！?/p>

其次，在日常的除雪作業(yè)中會使用融雪劑，這也會給污水處理帶來新的挑戰(zhàn)。

“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，統(tǒng)稱為無機鹽，這些成分進入污水處理廠，會導致進水的TDS（總鹽）升高，鹽分過高影響微生物的生長和代謝，進而使污水處理效率下降?！狈礁涣指嬖V記者，“通常市政污水處理廠并沒有設計處理TDS（總鹽）的工藝，總鹽一般直接排放到出水口，出水TDS（總鹽）往往會超標?！?/p>

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帶來一定危害。高鹽廢水不僅會導致微生物生存環(huán)境中的鹽濃度高于微生物體內的鹽濃度，造成微生物體內水分反滲透，直至脫水死亡，還會造成活性污泥數(shù)量下降，引起出水水質變化。在大量使用融雪劑的城市，要采取相應的措施，如使用廠區(qū)內回水等來稀釋這部分進水，緩解對微生物的沖擊?！?/p>

蔣永偉告訴記者：“有研究表明，沒有經過微生物馴化培養(yǎng)的污水處理廠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，會采取一些防水的密閉措施，避免水進入機器或者電動機內部。但降雪會給現(xiàn)場運行的機械帶來一些問題，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，其中的氯化物會和軌道上的硅酸鹽水泥發(fā)生反應，使硅酸鹽水泥變酥，在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，造成設備和工藝故障。”

污水處理廠如何平穩(wěn)過冬？

那么，如何度過對污水處理來講不太友好的冬天，尤其是寒潮天？

方富林說：“北方的污水處理廠都會做好寒冷天氣的預案，將設備放置在保溫房間并對管道進行保溫處理，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(tǒng)過水量和水溫呈正向關系，水溫每降低1攝氏度，會導致膜系統(tǒng)過水量下降2%—3%，因此，我們在北方的膜系統(tǒng)會設計設置在室內，并會根據(jù)當?shù)貧v史天氣的低水溫進行設計?！?/p>

蔣永偉告訴記者：“冬季經常會發(fā)生水管凍裂的現(xiàn)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(tǒng)或蒸汽加熱系統(tǒng)，對關鍵部位進行保溫，防止設備凍裂或結冰?！?/p>

可見，給污水處理系統(tǒng)“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，特別是融雪結束后，活性污泥系統(tǒng)容易爆發(fā)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。

此外，一位不愿具名的專業(yè)人士認為，應增加巡檢和檢測頻次，采用季節(jié)性調控、投加化學助凝劑等措施，嚴防污泥膨脹出現(xiàn)。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(tǒng)余熱等加裝保溫材料等。