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气温骤降、降雪来袭,污水处理厂如何平稳过冬?

发表时间: 2023-12-27 11:11:11

作者: 中环报记者刘良伟

来源: 中国环境

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12月中旬以来,我国天气形势异常复杂,集中出现了寒潮、雨雪、低温、冰冻等各类冬季灾害性天气。这对污水处理而言,带来了哪些挑战?需要提前做好哪些准备工作?记者采访

12月中旬以来,我国天气形势异常复杂,集中出现了寒潮、雨雪、低温、冰冻等各类冬季灾害性天气。这对污水处理而言,带来了哪些挑战?需要提前做好哪些准备工作?记者采访了业内人士予以解答。

受寒潮叠加影响,江苏省连云港市最低气温达到-8℃,海岸边的滩涂出现大面积的冰凌。图源人民图片网


同样是冷,但气温“骤降”和“慢慢下降”的考验值大有不同

我国12月的气温起伏可以用“过山车”来形容,尤其是寒潮来袭,使得气温骤降。

据国家气候中心的信息,在12月中旬我国出现的这次大范围寒潮过程中,有95个国家站点过程最大降温达到或超过20℃。山西大同过程最大降温幅度最大,达26.3℃。过程最大降温幅度超过8℃的面积约596.7 万平方公里,约占全国国土面积的62.2%,其中,降温幅度超过 14℃的约162.5万平方公里。

北京某污水处理企业的工作人员告诉记者:“寒潮、降雪等导致很多地区的气温出现‘断崖式’下降,这和几天降低一两度那种降温有很大区别。气温骤降对微生物的活性影响非常大。对污水处理设备来讲,可能存在管道、阀门、泵密封等被冻的情况,但企业大多会针对寒冷天气提前做预案。另外,膜系统的过水量也会受影响。”

据悉,目前,污水处理厂采用的处理技术主要是活性污泥法,其中微生物对污染处理发挥着重要作用,但其对环境有一定要求。水温易受自然环境影响这一问题较难解决。冬季运行具有水温低、污泥活性较弱等特点,不利于污水处理的进行。

专家告诉记者,温度是影响微生物生长的一个重要因子。一旦生存的环境水温低于5℃时,微生物的生长繁殖就会受到影响,最终也会导致微生物的活性过低甚至停止活动。污水处理系统中不同微生物的最佳适宜温度有所差异,一般最佳温度20℃—30℃。

近日出现的寒潮天气进一步加剧了污水处理厂冬季运行管理问题的出现。三达膜环境技术股份有限公司董事兼总经理方富林告诉记者:“气温骤降会导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,导致污水处理厂的处理效率和氨氮去除能力快速下降,从而容易导致出水水质超标。与之相比,在气温缓慢降低的情况下,污水处理厂的微生物会有一个适应过程,处理效率下降不明显,污水处理厂也会有更多应急措施进行调整应对。”

对此,江苏省环境工程技术有限公司正高级工程师蒋永伟进一步解释说:“微生物也同人一样,有逐步适应的一个过程。在一定的温度范围内,随着气温的缓慢降低,活性污泥中的微生物菌群会逐步适应新的环境,其中的耐低温菌会慢慢显现并逐步增殖。”

降雪对污水处理厂的运行产生哪些影响?

近日,山东烟台威海遭遇极端暴雪,有网友感叹宛如北极科考。据中央气象台的消息,自12月19日开始,受冷空气影响,山东半岛再次受到冷流降雪袭击,山东烟台、威海连续三天出现强降雪。22日08时,威海文登积雪深度达74厘米,打破了建站以来的积雪深度历史极值。那么,降雪会对污水处理产生哪些影响?

图为山东省烟台市福山区市民在雪中出行。图源人民图片网


首先,雪水融化后进入污水处理厂,会让污水的温度更低。

山西省城镇排水专业委员会专家委员、公众号“治污者说”主笔郝晓光告诉记者:“有国外进行的研究表明,在融雪期间进入污水处理厂的融雪水量占到每天排放到污水处理厂水量的43%—70%,会导致平均每天的污水温度下降2 ºC—3ºC。在比较低的日平均污水温度下,硝化和反硝化反应会被抑制甚至停止。脱磷过程虽然不太敏感,但从聚磷效果来看,在冬季污水温度低于10ºC下,聚磷菌对磷的固定也会显著降低。水温过低也会影响污水处理厂里活性污泥的生存环境。”

其次,在日常的除雪作业中会使用到融雪剂,这也会给污水处理带来新的挑战。

方富林告诉记者:“融雪剂的主要成分通常包括氯化钠、氯化钙、硝酸钠、硝酸钙等。这些统称为无机盐,这些成分进入污水处理厂,会导致污水处理厂进水的TDS(总盐)升高。盐分过高会影响微生物的生长和代谢,导致污水处理效率下降。通常市政污水处理厂并没有设计处理TDS(总盐)的工艺,会导致总盐直接排放到出水口,导致出水TDS(总盐)超标。

郝晓光说:“虽然经过雪水的稀释作用,这部分盐类的危害已经大大降低,但是对于一些中小城市的污水处理厂来说,这部分融雪剂中的高盐浓度会对微生物造成一定危害。高盐废水会导致微生物生存环境中的盐浓度高于微生物体内的盐浓度,从而造成微生物体内水分反渗透,导致微生物脱水死亡,造成活性污泥数量的下降,导致出水水质变化。在大量使用融雪剂的城市,要采取相关的措施,比如使用厂区内回水等来稀释这部分进水,以免造成对微生物的冲击。”

蒋永伟告诉记者:“有研究表明,没有经过微生物驯化培养的污水处理厂的最佳适宜盐分浓度不应大于10000mg/L,氯离子浓度不应大于2000mg/L。”

此外,对于污水处理厂来说,降雪带来的工艺设备运行的异常工况也是一个需要重视的问题。

对于地上污水处理厂而言,很多设备是露天放置的,都会采取一些防水的密闭措施,以避免水进入机器或者电动机内部。但降雪会给现场运行的机械带来一些问题,比如行走轮的打滑。行走轮是位于初沉池、二沉池边上,带动刮(吸)泥机运行的一种机械。

郝晓光说:“在降雪的天气,这种运行会受到影响。雪落在行走轨道上,被行走轮压实后,形成雪层,造成行走轮的打滑,使刮(吸)泥机长时间在一个位置运行,池底的污泥无法全部排出,造成工艺运行的异常。此外,如果雪停了之后,没有及时清理干净轨道表面的融雪剂,融雪剂中的氯化物会和轨道上的硅酸盐水泥发生反应,使硅酸盐水泥变酥,在轨道的上行走轮的不断碾压下,在轨道上形成一个个坑洼,严重的会使行走轮陷入,造成设备和工艺的故障。”

污水处理厂如何平稳过冬?

如何度过对污水处理来讲不太友好的冬天尤其是寒潮天呢?

方富林说:“北方的污水处理厂都会做好寒冷天气的预案,将设备放置在有保温的房间、并对管道进行保温处理,因此一般不会冻坏。但放置在室外的管道、泵、阀门会受到一些影响,主要是密封件及PVC管道容易损坏。膜系统过水量和水温呈正向关系,水温每降低1度,会导致膜系统过水量下降2%—3%,因此我们在北方的膜系统会设计设置在室内,并会根据当地历史天气的低水温进行设计。”

蒋永伟告诉记者:“冬季经常会发生水管冻裂的现象。我们会对一些裸露的污水处理设备使用保温材料进行包裹,以减少热量散失,防止冰冻,从而保持设备的正常运行。此外,也可以安装电伴热系统或蒸汽加热系统,对关键部位进行保温,防止设备冻裂或结冰。”

可见,给污水处理系统 “盖上被子”、进行保温是冬季设备防冻的重要措施之一。

如何应对降雪的影响?郝晓光告诉记者:“在融雪水造成的低温情况下,污水处理厂采取的以高污泥浓度来维持处理效果的工艺做法,造成了活性污泥泥龄过长,导致其中的诺卡氏菌、M. parvicella两种细菌比较容易生长。这两种细菌也是造成冬季污泥泡沫和污泥膨胀的主要原因。这也是为什么冬季情况下,特别是融雪期间结束后,活性污泥系统容易爆发污泥生物泡沫和污泥膨胀的主要原因。一般来说这两种细菌的污泥龄要求比较长,在冬季期间,应注意控制污泥龄和污泥浓度,来抑制这两种细菌的生长。对于沉淀池轨道上的积雪问题,比较好的办法是用深花纹的橡胶轮胎取代普通的尼龙材质的轮胎。同时,可以在行走轮前增加推雪板,员工及时清扫轨道积雪。降雪还会造成各种构筑物上下的楼梯、台阶湿滑和结冰。对于运行、巡视人员来说,要注重对其进行安全运行教育,注意采取防滑措施,下雪天最好两人或多人同行去巡视。”

此外,专业人士认为应加强巡检和检测频次,采用季节性调控措施、投加化学助凝剂等严防污泥膨胀出现。此外,还可以充分利用污水处理设备设施的余热保持,如对曝气池的蒸汽余热、曝气管道余热、供暖系统余热等加装保温材料等。

编辑:徐卫星

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