溫度對污水處理過程的影響和工藝控制
我國的地域遼闊，跨越緯度北緯20度到50度的區間，由于受到這么大緯度位置的影響冬季陽光直射在南半球，而中國大部處于北溫帶，由太陽輻射獲得的熱量少，因此同時中國南北緯度相差達50℃，北方與南方太陽高度差別顯著，故造成北方大部地區氣溫低，且南北氣溫差別大還有冬季風的影響冬季，從蒙古、西伯利亞一帶常有寒冷干燥的冬季風吹來，北方地區首當其沖，因此更加劇了北方嚴寒并使南北氣溫的差別增大。
污水廠所處理的污水來自于每家每戶排出的生活用水。由于生活用水是直接和人體接觸的，因此排水溫度通常在10到20攝氏度之間。而且一般來說，排出的的溫度將高于供水的溫度。這是因為從每一個家庭中在使用中對水進行了加熱升溫以適應人體溫度。但是由于我國地域遼闊，根據地理位置的不同，氣溫的巨大差別，也就造成了北方地區污水處理廠所處的溫度隨季節變化不同，也就造成了生活污水的年平均溫度會有所不同。水的溫度在污水處理廠中是一個非常重要的參數，因為它對活性污泥中的微生物的繁殖速度，微生物反應和反應速率，水中的溶解氧等等都會產生非常大的影響。
在污水處理廠的活性污泥中，通常遇到的微生物大致分為三個溫度組（1）低溫菌（低端溫度通常在0~30℃），（2）嗜溫菌（中等溫度通常為15-40℃），和（3）嗜熱菌（溫度從45-80℃）。可以看出北方地區的大多數污水處理廠在一年中的大部分時間都在嗜溫菌溫度范圍內運行。
這張圖畫出了活性污泥中的微生物的一般范圍，我們要注意每組中的微生物在一定的溫度范圍內會出現重疊。這個從一個群體到另一個群體的過渡區域作為一般會出現“問題區域”，因為在這個區域里面沒有一個群體完全處于其最佳增長范圍內，兩種微生物都在互相糾纏和抵制，造成了工藝上的控制復雜度增加。我們可以知道污水處理中的大多數微生物都是嗜溫微生物，這意味著它們在12-38攝氏度的溫度范圍內生長最好。當污水廠的生物池內的水溫偏離了嗜溫微生物的范圍時，各種工藝異常就會開始發生，這是因為微生物的整體構成開始偏向更適合低溫或高溫的生物，正是這種因為溫度變化導致的生物結構的轉換導致了春季和秋季的問題。這個我們都知道季節性的泡沫問題出現，季節交替期間的二沉池出水的懸浮物會有明顯的增加等問題。
污水處理在很大程度上依賴于微生物的活動。而當水體的溫度升高10攝氏度時，微生物活性就會翻倍。當進水溫度較高導致微生物活動加倍時，活動增加后的微生物對有機物的降解能力就會增加，當增加了降解能力后，也就是說在夏天較高的溫度下曝氣池內的氧氣吸收更快，需要以更高的速率更大的風量給曝氣池供應空氣。在夏天的溫度下，水中的有機物會更快地降解，活性污泥更新速率加快，因此在夏天時需要加大排泥，減緩活性污泥老化的速度。同樣反過來也是如此：在冬季，微生物的活性下降，導致生物反應中的耗氧量下降，空氣不需要快速供應。但是由于微生物的活性減緩，進水中的有機污染物需要更長的時間才能降解，因此在寒冷的月份需要用更長時間來處理，在實際的應用中，有預留空間的條件下，我們可以在冬季使用更多的處理構筑物，延長停留時間來彌補活性減弱的影響等方式進行。
同時溫度對硝化和反硝化作用有顯著影響，細菌活性的最佳溫度范圍為約25至35℃。當溫度升至50℃時，好氧消化和硝化停止。當溫度降至約15℃時，產生甲烷的細菌變得非常不活躍，并且在約50℃時，自養硝化細菌實際上停止起作用。在文后的文章鏈接中，大家可以查閱溫度對硝化作用的影響。
此外，氧氣在溫水中的溶解度低于在冷水中的溶解度。下表是水中溶解氧的隨溫度變化的數值表，黃色范圍是我們污水廠生物池內的溫度范圍。
應對溫度變化我們應該采取那些工藝措施來進行污水廠的運行管理呢?一般來說，夏季的溫度較高，微生物的活性較強，工藝管控的難度不大，而冬季溫度下降到嗜溫菌的溫度范圍之外，進行合理的工藝控制尤為重要，因此我們主要討論冬季到來，溫度下降應采取的工藝管理措施：
1、進行溫度的統計
污水廠所處的地區的溫度，一年四季變化是呈現一種規律性的變化，做好氣溫和水溫的變化的統計，為今后的運行管理提供有指導意義的參數，是溫度管理的重要環節，需要各個污水廠認真進行。
2、增加ＭLSS（混合液懸浮固體濃度）
在北方的天氣可以在幾天內從零上的溫度到零度以下。在冬季的低水溫下增加MLSS濃度，利用微生物的數量增加，抵消微生物反應動力減弱。
3、調整曝氣量，保證生物池內的溶解氧
生物池內的溶解氧的濃度受溫度影響較大。在較低溫度下，水具有較高的溶解氧的能力。同時微生物數量增加后，需要更多的氧氣來維持生存，這樣一方面受溫度的影響可以降低氣量，一方面又受到微生物的增加需要提高氣量，運行人員需要在這兩者之間進行平衡選擇，保持微生物對氧氣的正常需求。
4、加強鏡檢對微生物進行管理
曝氣池中活性污泥中的微生物，在溫度變化期間，受到污水中有機污染物的特性和環境條件影響，容易出現污泥膨脹和污泥泡沫問題。因此強化生物鏡檢，及時發現微生物異常情況，是冬季管理的重要手段之一。
5、冬季的保溫措施
根據污水處理廠曝氣池的大小，部分或完全覆蓋池體，可能是調節季節變化對曝氣池水溫的影響的一種手段。特別是冬季期間大氣壓力的變化可以影響生物池內的溶解氧濃度。冬季低壓條件，例如冬天刮的強烈的西北風，會使生物池內的水體表面溫度和冷空氣發生較大的熱交換，降低生物池內溫度，同時由于刮風導致的低壓，還會降低生物池內的溶解氧濃度。通過部分或完全覆蓋曝氣池，可以在一定程度上減緩由于冬季的氣候條件帶來的問題。
溫度對于污水廠來說，特別是北方地區，是一個重要的控制參數，如何針對溫度的變化，污水廠應該主動采取措施進行運行管理，而不是被動的進行調整，只有了解自然規律，了解微生物習性，才能更好的發揮活性污泥的特性，讓污水處理在溫度變化的環境條件下，處理水質穩定達標。
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