12月中旬以來，我國天氣形勢異常復(fù)雜，集中出現(xiàn)了寒潮、雨雪、低溫、冰凍等各類冬季災(zāi)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(zhǔn)備工作？記者采訪了業(yè)內(nèi)人士予以解答。
受寒潮疊加影響，江蘇省連云港市最低氣溫達(dá)到-8℃，海岸邊的灘涂出現(xiàn)大面積的冰凌。圖源人民圖片網(wǎng)
同樣是冷，但氣溫“驟降”和“慢慢下降”的考驗(yàn)值大有不同 我國12月的氣溫起伏可以用“過山車”來形容，尤其是寒潮來襲，使得氣溫驟降。
據(jù)國家氣候中心的信息，在12月中旬我國出現(xiàn)的這次大范圍寒潮過程中，有95個(gè)國家站點(diǎn)過程最大降溫達(dá)到或超過20℃。山西大同過程最大降溫幅度最大，達(dá)26.3℃。過程最大降溫幅度超過8℃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℃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(dǎo)致很多地區(qū)的氣溫出現(xiàn)‘?dāng)嘌率健陆担@和幾天降低一兩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(shè)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(yù)案。另外，膜系統(tǒng)的過水量也會受影響。”
據(jù)悉，目前，污水處理廠采用的處理技術(shù)主要是活性污泥法，其中微生物對污染處理發(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。冬季運(yùn)行具有水溫低、污泥活性較弱等特點(diǎn)，不利于污水處理的進(jìn)行。
專家告訴記者，溫度是影響微生物生長的一個(gè)重要因子。一旦生存的環(huán)境水溫低于5℃時(shí)，微生物的生長繁殖就會受到影響，最終也會導(dǎo)致微生物的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20℃—30℃。
近日出現(xiàn)的寒潮天氣進(jìn)一步加劇了污水處理廠冬季運(yùn)行管理問題的出現(xiàn)。三達(dá)膜環(huán)境技術(shù)股份有限公司董事兼總經(jīng)理方富林告訴記者：“氣溫驟降會導(dǎo)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，導(dǎo)致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(dǎo)致出水水質(zhì)超標(biāo)。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(gè)適應(yīng)過程，處理效率下降不明顯，污水處理廠也會有更多應(yīng)急措施進(jìn)行調(diào)整應(yīng)對。”
對此，江蘇省環(huán)境工程技術(shù)有限公司正高級工程師蔣永偉進(jìn)一步解釋說：“微生物也同人一樣，有逐步適應(yīng)的一個(gè)過程。在一定的溫度范圍內(nèi)，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(yīng)新的環(huán)境，其中的耐低溫菌會慢慢顯現(xiàn)并逐步增殖。”
降雪對污水處理廠的運(yùn)行產(chǎn)生哪些影響？ 近日，山東煙臺威海遭遇極端暴雪，有網(wǎng)友感嘆宛如北極科考。據(jù)中央氣象臺的消息，自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，山東煙臺、威海連續(xù)三天出現(xiàn)強(qiáng)降雪。22日08時(shí)，威海文登積雪深度達(dá)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(chǎn)生哪些影響？
圖為山東省煙臺市福山區(qū)市民在雪中出行。圖源人民圖片網(wǎng)
首先，雪水融化后進(jìn)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：“有國外進(jìn)行的研究表明，在融雪期間進(jìn)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(dǎo)致平均每天的污水溫度下降2oC—3oC。在比較低的日平均污水溫度下，硝化和反硝化反應(yīng)會被抑制甚至停止。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10oC下，聚磷菌對磷的固定也會顯著降低。水溫過低也會影響污水處理廠里活性污泥的生存環(huán)境。”
其次，在日常的除雪作業(yè)中會使用到融雪劑，這也會給污水處理帶來新的挑戰(zhàn)。
方富林告訴記者：“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。這些統(tǒng)稱為無機(jī)鹽，這些成分進(jìn)入污水處理廠，會導(dǎo)致污水處理廠進(jìn)水的TDS（總鹽）升高。鹽分過高會影響微生物的生長和代謝，導(dǎo)致污水處理效率下降。通常市政污水處理廠并沒有設(shè)計(jì)處理TDS（總鹽）的工藝，會導(dǎo)致總鹽直接排放到出水口，導(dǎo)致出水TDS（總鹽）超標(biāo)。
郝曉光說：“雖然經(jīng)過雪水的稀釋作用，這部分鹽類的危害已經(jīng)大大降低，但是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造成一定危害。高鹽廢水會導(dǎo)致微生物生存環(huán)境中的鹽濃度高于微生物體內(nèi)的鹽濃度，從而造成微生物體內(nèi)水分反滲透，導(dǎo)致微生物脫水死亡，造成活性污泥數(shù)量的下降，導(dǎo)致出水水質(zhì)變化。在大量使用融雪劑的城市，要采取相關(guān)的措施，比如使用廠區(qū)內(nèi)回水等來稀釋這部分進(jìn)水，以免造成對微生物的沖擊。”
蔣永偉告訴記者：“有研究表明，沒有經(jīng)過微生物馴化培養(yǎng)的污水處理廠的最佳適宜鹽分濃度不應(yīng)大于10000mg/L，氯離子濃度不應(yīng)大于2000mg/L。”
此外，對于污水處理廠來說，降雪帶來的工藝設(shè)備運(yùn)行的異常工況也是一個(gè)需要重視的問題。
對于地上污水處理廠而言，很多設(shè)備是露天放置的，都會采取一些防水的密閉措施，以避免水進(jìn)入機(jī)器或者電動機(jī)內(nèi)部。但降雪會給現(xiàn)場運(yùn)行的機(jī)械帶來一些問題，比如行走輪的打滑。行走輪是位于初沉池、二沉池邊上，帶動刮（吸）泥機(jī)運(yùn)行的一種機(jī)械。
郝曉光說：“在降雪的天氣，這種運(yùn)行會受到影響。雪落在行走軌道上，被行走輪壓實(shí)后，形成雪層，造成行走輪的打滑，使刮（吸）泥機(jī)長時(shí)間在一個(gè)位置運(yùn)行，池底的污泥無法全部排出，造成工藝運(yùn)行的異常。此外，如果雪停了之后，沒有及時(shí)清理干凈軌道表面的融雪劑，融雪劑中的氯化物會和軌道上的硅酸鹽水泥發(fā)生反應(yīng)，使硅酸鹽水泥變酥，在軌道的上行走輪的不斷碾壓下，在軌道上形成一個(gè)個(gè)坑洼，嚴(yán)重的會使行走輪陷入，造成設(shè)備和工藝的故障。”
污水處理廠如何平穩(wěn)過冬？ 如何度過對污水處理來講不太友好的冬天尤其是寒潮天呢？
方富林說：“北方的污水處理廠都會做好寒冷天氣的預(yù)案，將設(shè)備放置在有保溫的房間、并對管道進(jìn)行保溫處理，因此一般不會凍壞。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(guān)系，水溫每降低1度，會導(dǎo)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(shè)計(jì)設(shè)置在室內(nèi)，并會根據(jù)當(dāng)?shù)貧v史天氣的低水溫進(jìn)行設(shè)計(jì)。”
蔣永偉告訴記者：“冬季經(jīng)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(shè)備使用保溫材料進(jìn)行包裹，以減少熱量散失，防止冰凍，從而保持設(shè)備的正常運(yùn)行。此外，也可以安裝電伴熱系統(tǒng)或蒸汽加熱系統(tǒng)，對關(guān)鍵部位進(jìn)行保溫，防止設(shè)備凍裂或結(jié)冰。”
可見，給污水處理系統(tǒng)“蓋上被子”、進(jìn)行保溫是冬季設(shè)備防凍的重要措施之一。
如何應(yīng)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工藝做法，造成了活性污泥泥齡過長，導(dǎo)致其中的諾卡氏菌、M.parvicella兩種細(xì)菌比較容易生長。這兩種細(xì)菌也是造成冬季污泥泡沫和污泥膨脹的主要原因。這也是為什么冬季情況下，特別是融雪期間結(jié)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(xì)菌的污泥齡要求比較長，在冬季期間，應(yīng)注意控制污泥齡和污泥濃度，來抑制這兩種細(xì)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(zhì)的輪胎。同時(shí)，可以在行走輪前增加推雪板，員工及時(shí)清掃軌道積雪。降雪還會造成各種構(gòu)筑物上下的樓梯、臺階濕滑和結(jié)冰。對于運(yùn)行、巡視人員來說，要注重對其進(jìn)行安全運(yùn)行教育，注意采取防滑措施，下雪天最好兩人或多人同行去巡視。”
此外，專業(yè)人士認(rèn)為應(yīng)加強(qiáng)巡檢和檢測頻次，采用季節(jié)性調(diào)控措施、投加化學(xué)助凝劑等嚴(yán)防污泥膨脹出現(xiàn)。此外，還可以充分利用污水處理設(shè)備設(shè)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。
來源：中國環(huán)境
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