2023年12月中旬以來，我國(guó)天氣形勢(shì)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(duì)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？帶著這些問題，本報(bào)記者采訪了業(yè)內(nèi)人士。

氣溫“驟降”和“慢慢下降”的考驗(yàn)值有何不同？

2023年12月，我國(guó)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(guó)家氣候中心信息，在2023年12月中旬，我國(guó)冬季出現(xiàn)的大范圍寒潮過程中，有95個(gè)國(guó)家站點(diǎn)過程最大降溫達(dá)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(dá)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(guó)國(guó)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(dǎo)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(duì)微生物的活性影響非常大。對(duì)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(huì)針對(duì)寒冷天氣提前做預(yù)案。另外，膜系統(tǒng)的過水量也會(huì)受影響。”

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，微生物在污染處理中發(fā)揮著重要作用，但其對(duì)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(yùn)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(zhǎng)的一個(gè)重要因子。一旦環(huán)境水溫低于5攝氏度時(shí)，微生物的生長(zhǎng)繁殖就會(huì)受到影響，活性過低甚至停止活動(dòng)。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(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(huì)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，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(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(huì)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(huì)有更多應(yīng)急措施進(jìn)行調(diào)整應(yīng)對(duì)。”

對(duì)此，江蘇省環(huán)境工程技術(shù)有限公司正高級(jí)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(huì)逐步適應(yīng)新的環(huán)境，其中的耐低溫菌會(huì)慢慢顯現(xiàn)并逐步增殖。”

降雪對(duì)污水處理廠的運(yùn)行產(chǎn)生哪些影響？

近日，山東省煙臺(tái)市、威海市遭遇極端暴雪，有網(wǎng)友感嘆宛如北極科考。據(jù)中央氣象臺(tái)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(tái)市、威海市連續(xù)3天出現(xiàn)強(qiáng)降雪。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(huì)對(duì)污水處理產(chǎn)生哪些影響？

首先，雪水融化后進(jìn)入污水處理廠，會(huì)讓污水的溫度更低。

山西省城鎮(zhèn)排水專業(yè)委員會(huì)專家委員、公眾號(hào)“治污者說”主筆郝曉光告訴記者：“有國(guó)外研究表明，當(dāng)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(huì)導(dǎo)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(duì)磷的固定也會(huì)顯著降低。水溫過低還會(huì)影響污水處理廠活性污泥的生存環(huán)境。”

其次，在日常的除雪作業(yè)中會(huì)使用融雪劑，這也會(huì)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(jī)鹽，這些成分進(jìn)入污水處理廠，會(huì)導(dǎo)致進(jìn)水的TDS（總鹽）升高，鹽分過高影響微生物的生長(zhǎng)和代謝，進(jìn)而使污水處理效率下降。”方富林告訴記者，“通常市政污水處理廠并沒有設(shè)計(jì)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(huì)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，但對(duì)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(huì)對(duì)微生物帶來一定危害。高鹽廢水不僅會(huì)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，造成微生物體內(nèi)水分反滲透，直至脫水死亡，還會(huì)造成活性污泥數(shù)量下降，引起出水水質(zhì)變化。在大量使用融雪劑的城市，要采取相應(yīng)的措施，如使用廠區(qū)內(nèi)回水等來稀釋這部分進(jìn)水，緩解對(duì)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(duì)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(duì)于地上污水處理廠而言，很多設(shè)備是露天放置的，會(huì)采取一些防水的密閉措施，避免水進(jìn)入機(jī)器或者電動(dòng)機(jī)內(nèi)部。但降雪會(huì)給現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的機(jī)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(dòng)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(huì)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(zhǎng)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，其中的氯化物會(huì)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(huì)使行走輪陷入，造成設(shè)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(duì)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(huì)做好寒冷天氣的預(yù)案，將設(shè)備放置在保溫房間并對(duì)管道進(jìn)行保溫處理，一般不會(huì)凍壞。但放置在室外的管道、泵、閥門會(huì)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攝氏度，會(huì)導(dǎo)致膜系統(tǒng)過水量下降2%—3%，因此，我們?cè)诒狈降哪は到y(tǒng)會(huì)設(shè)計(jì)設(shè)置在室內(nèi)，并會(huì)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(huì)發(fā)生水管凍裂的現(xiàn)象。我們會(huì)對(duì)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(duì)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(duì)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(zhǎng)，導(dǎo)致其中的諾卡氏菌、M. parvicella兩種細(xì)菌比較容易生長(zhǎng)。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，特別是融雪結(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(zhǎng)，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(zhǎng)。對(duì)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。

此外，一位不愿具名的專業(yè)人士認(rèn)為，應(yīng)增加巡檢和檢測(cè)頻次，采用季節(jié)性調(diào)控、投加化學(xué)助凝劑等措施，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(duì)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(guó)環(huán)境報(bào)

原標(biāo)題：《環(huán)境新聞速覽 | 寒潮降雪來襲，污水處理廠如何平穩(wěn)過冬？（中國(guó)環(huán)境報(bào)）》