气温对污水处理站生化系统的具体影响分析

(基于AAO工艺,聚焦微生物活性、工艺参数与污染物去除效率)

一、低温环境(≤15℃)对生化系统的具体影响低温环境的核心影响是抑制微生物代谢速率,尤其针对对温度敏感的硝化菌、聚磷菌,进而引发工艺参数连锁变化与污染物去除效率下降,具体影响如下:对核心功能微生物的具体影响
(1)硝化菌(好氧池,负责氨氮硝化)
活性显著下降:硝化菌(亚硝酸菌、硝酸菌)为化能自养菌,最适温度15 – 30℃,温度每降低1℃,硝化速率下降8% – 10%;当温度≤10℃时,硝化菌增殖停滞(世代周期从常温10 – 15天延长至30天以上),氨氮转化能力骤降。
典型表现:好氧池出水氨氮从常温≤5mg/L升至8 – 15mg/L(易超标);镜检可见硝化菌(如 Nitrosomonas、Nitrobacter)数量锐减,取而代之的是耐低温的异养菌;DO值波动变小(微生物耗氧从2 – 3mg/(L·h)降至0.5 – 1mg/(L·h)),易出现DO偏高(>4mg/L)。
(2)聚磷菌(厌氧 – 好氧循环,负责磷去除)
释磷与吸磷能力双降:聚磷菌最适温度20 – 30℃,≤15℃时,厌氧池释磷速率下降30% – 40%(从常温8 – 10mg/(L·h)降至5 – 6mg/(L·h)),好氧池吸磷能力同步减弱(污泥含磷量从2% – 3%降至1%以下)。
典型表现:厌氧池DO值易超0.2mg/L(微生物代谢慢,耗氧减少);二沉池出水总磷从≤0.5mg/L升至1.0 – 2.0mg/L;污泥沉降比(SV30)下降(从15% – 30%降至10% – 15%),污泥松散易流失。
(3)反硝化菌(缺氧池,负责总氮去除)
反硝化速率与碳源利用率下降:反硝化菌为异养菌,温度适应范围较广(5 – 35℃),但≤15℃时反硝化速率下降20% – 30%(从常温0.8 – 1.2mg/(L·h)降至0.6 – 0.9mg/(L·h)),且碳源(如葡萄糖、乙酸钠)利用率降低——需将C/N比从5:1提高至6 – 7:1,才能达到同等脱氮效果。
典型表现:缺氧池反硝化气泡(N₂)减少(从密集冒泡变为零星气泡);出水总氮从≤15mg/L升至20 – 30mg/L;碳源投加量增加30%以上,但脱氮效果仍不理想。

对工艺参数的具体连锁影响
工艺单元 受影响参数 具体变化表现 潜在风险
厌氧池 DO值、搅拌效率 DO值易超0.2mg/L(最高达0.5mg/L);污泥易沉积在池底(搅拌效率下降30%),形成“死区” 释磷不充分,好氧池吸磷无底物,总磷超标
缺氧池 混合液回流效果、碳源需求 混合液回流管内污水黏度增加,回流效率下降20%;碳源需求从50mg/L增至70mg/L 硝态氮供应不足,反硝化不彻底,总氮超标
好氧池 曝气传质效率、污泥龄 污水黏度增加导致氧气传质系数下降15% – 20%;需延长污泥龄至20 – 25天(常温15天) 曝气能耗增加;污泥老化,活性进一步降低
二沉池 污泥沉降速度、回流浓度 污泥絮体松散,沉降速度从0.8 – 1.0m/h降至0.5 – 0.6m/h;回流污泥浓度从4000mg/L降至3000mg/L 跑泥(SS从≤10mg/L升至15 – 20mg/L);生化系统缺泥
二、高温环境(≥35℃)对生化系统的具体影响
高温环境的核心影响是打破微生物群落平衡,加速丝状菌增殖与污泥老化,同时抑制反硝化菌活性,具体影响如下:

对核心功能微生物的具体影响
(1)反硝化菌(缺氧池,负责总氮去除)
活性先升后降,易产生异味:反硝化菌最适温度20 – 30℃,30 – 35℃时活性略有上升(反硝化速率达1.3 – 1.5mg/(L·h)),但≥35℃时,异养菌代谢过快导致碳源竞争加剧,反硝化菌因“营养不足”活性下降40%以上;≥40℃时,反硝化菌蛋白质变性,且易分解有机物产生硫化氢(刺鼻异味)。
典型表现**:缺氧池出现“臭鸡蛋味”;出水总氮从≤15mg/L升至25 – 35mg/L;镜检可见反硝化菌(如 Pseudomonas)数量减少,杂菌(如产酸菌)占比升高。
(2)丝状菌(好氧池,影响污泥沉降)
过度增殖引发污泥膨胀:丝状菌最适温度30 – 40℃,≥35℃时繁殖速度是普通菌胶团的2 – 3倍,易形成“丝状菌优势”——污泥絮体被丝状菌穿透,结构松散,沉降性急剧下降。
典型表现:好氧池DO值波动大(丝状菌耗氧不均,局部DO≤1mg/L,局部DO≥4mg/L);SV30从15% – 30%升至40% – 60%(污泥膨胀);二沉池上清液浑浊,跑泥严重(SS≥20mg/L)。
(3)硝化菌与聚磷菌(功能波动,后期受抑制)
硝化菌:35 – 40℃时仍有一定活性(氨氮去除率维持80% – 90%),但需更高DO值(3 – 4mg/L),若曝气不足,氨氮易反弹;≥40℃时,硝化菌活性骤降,氨氮去除率可跌破50%。
聚磷菌:30 – 35℃时吸磷能力达峰值(污泥含磷量3% – 4%),≥38℃时吸磷酶失活,吸磷能力下降50%,出水总磷从≤0.5mg/L升至1.0 – 1.5mg/L。

对工艺参数的具体连锁影响

工艺单元受影响参数具体变化表现潜在风险
厌氧池DO值、搅拌效率DO值易超0.2mg/L(最高达0.5mg/L);污泥易沉积在池底(搅拌效率下降30%),形成“死区”释磷不充分,好氧池吸磷无底物,总磷超标
缺氧池混合液回流效果、碳源需求混合液回流管内污水黏度增加,回流效率下降20%;碳源需求从50mg/L增至70mg/L硝态氮供应不足,反硝化不彻底,总氮超标
好氧池曝气传质效率、污泥龄污水黏度增加导致氧气传质系数下降15% – 20%;需延长污泥龄至20 – 25天(常温15天)曝气能耗增加;污泥老化,活性进一步降低
二沉池污泥沉降速度、回流浓度污泥絮体松散,沉降速度从0.8 – 1.0m/h降至0.5 – 0.6m/h;回流污泥浓度从4000mg/L降至3000mg/L跑泥(SS从≤10mg/L升至15 – 20mg/L);生化系统缺泥
以上广东欧沃环境科技有限公司整理并发布,由于各污水处理设施及水质和现况不同仅供同行参考。

三、极端温度(≤5℃或≥40℃)的叠加影响

超低温(≤5℃)
生化系统近乎“停滞”——硝化菌完全失活,氨氮去除率<10%;聚磷菌停止代谢,总磷去除率<20%;污泥冻结成块,搅拌与回流设备无法正常运行,需紧急启动加热或保温措施,否则可能导致系统瘫痪。

超高温(≥40℃)
微生物大量死亡(死亡率>60%),好氧池出现“泛白”现象(死泥漂浮);二沉池完全失去泥水分离能力,出水浑浊如“泥浆”;需立即启动降温(如投加冷却水、加强喷淋)与污泥补充措施,否则需系统重启。