生物脫氮對環境條件敏感，容易(yi)受溫(wen)(wen)度(du)(du)變化影(ying)(ying)響(xiang)。絕大(da)多(duo)數微(wei)生物正常生長溫(wen)(wen)度(du)(du)為20~35℃，低溫(wen)(wen)會影(ying)(ying)響(xiang)微(wei)生物細胞內酶的(de)活(huo)性(xing)，在一定溫(wen)(wen)度(du)(du)范圍內，溫(wen)(wen)度(du)(du)每降(jiang)低10℃，微(wei)生物活(huo)性(xing)將降(jiang)低1倍，從而降(jiang)低了對污水(shui)的(de)處(chu)(chu)理效(xiao)果。工藝投入運行(xing)后，由于(yu)四季(ji)的(de)交替(ti)和所處(chu)(chu)的(de)地(di)理位置(zhi)影(ying)(ying)響(xiang)，若不加以(yi)人(ren)工調控，溫(wen)(wen)度(du)(du)很難保持(chi)適宜。而溫(wen)(wen)度(du)(du)調控則(ze)會耗費大(da)量的(de)能源。

一、 低溫對硝化反硝化的影響

溫(wen)(wen)(wen)度(du)是(shi)影(ying)響(xiang)細菌生(sheng)(sheng)長(chang)和(he)(he)代謝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)環境條件(jian)。絕大多數微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)正常生(sheng)(sheng)長(chang)溫(wen)(wen)(wen)度(du)為20~35℃。溫(wen)(wen)(wen)度(du)主要(yao)是(shi)通(tong)過影(ying)響(xiang)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)細胞內某(mou)些酶(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性而(er)(er)影(ying)響(xiang)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)長(chang)和(he)(he)代謝速率(lv)，進(jin)而(er)(er)影(ying)響(xiang)污泥產率(lv)、污染物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)去(qu)除效(xiao)率(lv)和(he)(he)速率(lv)；溫(wen)(wen)(wen)度(du)還(huan)會(hui)影(ying)響(xiang)污染物(wu)降解途徑、中間(jian)產物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)以及各種物(wu)質(zhi)在(zai)溶液中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶解度(du)，以及有可(ke)(ke)能影(ying)響(xiang)到產氣(qi)量(liang)和(he)(he)成(cheng)分(fen)等(deng)。低(di)溫(wen)(wen)(wen)減弱了(le)(le)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)體內細胞質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)流動(dong)性，進(jin)而(er)(er)影(ying)響(xiang)了(le)(le)物(wu)質(zhi)傳輸等(deng)代謝過程，并且普(pu)遍(bian)認為低(di)溫(wen)(wen)(wen)將會(hui)導致活(huo)性污泥的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附性能和(he)(he)沉降性能下降，以及使微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)群落發生(sheng)(sheng)變化。低(di)溫(wen)(wen)(wen)對微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抑制，不同于高溫(wen)(wen)(wen)帶來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)毀滅(mie)性影(ying)響(xiang)，其(qi)抑制作(zuo)用(yong)通(tong)常是(shi)可(ke)(ke)恢(hui)復的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。

硝化細菌

生物硝(xiao)化反應可以在4~45℃的溫(wen)度(du)范(fan)圍內(nei)進(jin)行。氨氧化細菌（AOB）最(zui)佳生長溫(wen)度(du)為25~30℃，亞硝(xiao)酸(suan)氧化細菌（NOB）的最(zui)佳生長溫(wen)度(du)為25~30℃。

溫度(du)(du)不但影(ying)響(xiang)硝(xiao)化(hua)菌的(de)(de)生(sheng)長，而且影(ying)響(xiang)硝(xiao)化(hua)菌的(de)(de)活(huo)性。有研究表(biao)明(ming)，硝(xiao)化(hua)細(xi)菌最適宜的(de)(de)生(sheng)長溫度(du)(du)為25~30℃，當(dang)溫度(du)(du)小于15℃時硝(xiao)化(hua)速率明(ming)顯下降，硝(xiao)化(hua)細(xi)菌的(de)(de)活(huo)性也(ye)大幅(fu)度(du)(du)降低(di)，當(dang)溫度(du)(du)低(di)于5℃時，硝(xiao)化(hua)細(xi)菌的(de)(de)生(sheng)命活(huo)動幾乎(hu)停止(zhi)。大量的(de)(de)研究表(biao)明(ming)，硝(xiao)化(hua)作用會受到溫度(du)(du)的(de)(de)嚴重影(ying)響(xiang)，尤(you)其是溫度(du)(du)沖擊(ji)的(de)(de)影(ying)響(xiang)更加明(ming)顯。

由于冬季(ji)氣溫(wen)較(jiao)低而(er)未能實現硝(xiao)(xiao)化(hua)工(gong)藝穩定(ding)運行的案例較(jiao)為常見。U.Sudarno等考察了溫(wen)度(du)(du)變化(hua)對硝(xiao)(xiao)化(hua)作用的影響，結(jie)果(guo)表(biao)明，溫(wen)度(du)(du)從12.5℃升至40℃，氨(an)氧化(hua)速率(lv)增加，但(dan)當溫(wen)度(du)(du)下降至6℃時，硝(xiao)(xiao)化(hua)菌活性(xing)很(hen)低。

反硝化細菌

反硝化(hua)細菌(jun)生長的(de)最佳溫(wen)(wen)度為(wei)25~35℃，而我國冬(dong)季氣溫(wen)(wen)通常低于20℃，低溫(wen)(wen)成為(wei)冬(dong)季微生物(wu)反硝化(hua)脫氮(dan)的(de)限制(zhi)性因素。目前關(guan)于反硝化(hua)細菌(jun)的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)主要集(ji)中于對硝酸鹽(yan)去(qu)除能力的(de)提高，對低溫(wen)(wen)限制(zhi)下(xia)低濃度硝酸鹽(yan)水體中反硝化(hua)作用的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)仍(reng)然較(jiao)少。JichengZhong等研(yan)究(jiu)(jiu)了(le)太(tai)湖沉積(ji)物(wu)中的(de)反硝化(hua)作用，經過數月的(de)實(shi)驗分(fen)析發現反硝化(hua)速率呈現季節(jie)性變(bian)化(hua)。

U.Welander等考察了低溫條件下（3~20℃）反(fan)硝化(hua)工藝的運(yun)行性(xing)能，研究表明在3℃下反(fan)應器的反(fan)硝化(hua)速(su)率僅為(wei)15℃下的55%。

二、 冬季生物脫氮不達標怎么辦？

1、加熱

 現行的解(jie)決(jue)辦法非常(chang)有限，在我國部分北方城市常(chang)用的措施有：

(1) 曝氣池(chi)、二沉(chen)池(chi)等(deng)池(chi)壁采用發泡(pao)保(bao)溫(wen)板(ban)保(bao)溫(wen)，外砌磚圍護（爐渣(zha)、膨脹珍珠巖(yan)等(deng)填充）結(jie)構，池(chi)頂加(jia)蓋等(deng)保(bao)溫(wen)措施(shi)；

(2) 鼓風機一側設(she)空氣預熱室，將(jiang)冬季-10～-20℃的冷空氣預熱到5～8℃；空氣管(guan)道設(she)置管(guan)廊，便于(yu)保溫處理等。

(3) 適當加熱(re)污泥，包括回流(liu)污泥；

(4) 用熱(re)蒸汽給進(jin)入(ru)曝氣池的污(wu)水(shui)加熱(re)。

現行的這些辦法都將會(hui)增加污水(shui)處(chu)理的運行成本。

2、提高泥齡/MLSS

提(ti)高(gao)泥(ni)齡的(de)(de)最(zui)終表現是(shi)MLSS的(de)(de)提(ti)高(gao)，冬季微生物增(zeng)殖緩(huan)慢(man)(man)，做(zuo)為自養菌(jun)的(de)(de)硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)細菌(jun)增(zeng)殖更為緩(huan)慢(man)(man)，提(ti)高(gao)泥(ni)齡可以(yi)使硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)細菌(jun)能(neng)保(bao)持在一定(ding)的(de)(de)范圍內（顏胖子：目的(de)(de)是(shi)保(bao)證硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)細菌(jun)為優勢(shi)菌(jun)種），并且適當提(ti)高(gao)污泥(ni)濃度(du)MLSS，在細菌(jun)代謝能(neng)力下降的(de)(de)前(qian)提(ti)下，可以(yi)使總量的(de)(de)污泥(ni)代謝能(neng)力能(neng)保(bao)持穩定(ding)。

3、生物固定化（填料）

經(jing)固定(ding)化處理后(hou)，微(wei)生(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)抗逆性能提高(gao)，能耐受外界環境的(de)(de)(de)變化，從(cong)而(er)保(bao)持(chi)了較高(gao)的(de)(de)(de)活性。此外，微(wei)生(sheng)物(wu)經(jing)包埋固定(ding)后(hou)持(chi)留能力得以增(zeng)強，可望(wang)實(shi)現(xian)反(fan)應(ying)器的(de)(de)(de)快速啟動和高(gao)效穩(wen)定(ding)運行。

通過固定(ding)化(hua)(hua)可以削(xue)弱溫度(du)變(bian)化(hua)(hua)對硝(xiao)化(hua)(hua)作用(yong)(yong)的(de)(de)影響。張爽等研究了固定(ding)化(hua)(hua)硝(xiao)化(hua)(hua)菌(jun)在不同(tong)溫度(du)下對氨氮的(de)(de)去除效(xiao)能，采用(yong)(yong)聚(ju)乙(yi)烯(xi)醇-硼酸包埋法固定(ding)常(chang)溫富集培養的(de)(de)含耐(nai)冷菌(jun)的(de)(de)硝(xiao)化(hua)(hua)污泥，用(yong)(yong)于處理常(chang)溫和(he)低溫生活(huo)污水(shui)。結果表(biao)明，經過固定(ding)化(hua)(hua)處理的(de)(de)硝(xiao)化(hua)(hua)菌(jun)群即使在低溫條件下，也表(biao)現出了較高的(de)(de)硝(xiao)化(hua)(hua)效(xiao)率（＞80%）。

也有(you)學(xue)者(zhe)開展(zhan)了(le)固定化(hua)反(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)細(xi)菌脫氮(dan)的研(yan)究，結果表(biao)明，經過固定化(hua)處理，提高了(le)反(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)細(xi)菌對溫度(du)的適應(ying)性，固定化(hua)反(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)細(xi)菌對高濃度(du)的銨(an)離子和低溫的耐受性增(zeng)加。

固定化(hua)(hua)是一種有(you)效的技術(shu)手段，然(ran)而也會(hui)使(shi)微(wei)生物活性有(you)所降低(di)，且固定化(hua)(hua)后，傳質(zhi)阻力會(hui)增大，氧(yang)的傳質(zhi)阻礙尤為明顯(xian)，固定化(hua)(hua)更能在(zai)厭氧(yang)條件下發揮其優勢。此外，其成本也有(you)待技術(shu)經濟評估。

4、馴化

馴化就是(shi)人為的(de)(de)(de)(de)在某一(yi)特定環境條件長(chang)期處理某一(yi)微(wei)生物(wu)群體(ti)，同時不斷將它們進行移種傳(chuan)代(dai)，以(yi)達到累積和(he)選(xuan)擇合適的(de)(de)(de)(de)自發突變(bian)體(ti)的(de)(de)(de)(de)一(yi)種古老育(yu)種方法。微(wei)生物(wu)的(de)(de)(de)(de)馴化是(shi)脫(tuo)氮工藝運用(yong)到低(di)溫(wen)環境中的(de)(de)(de)(de)重要措施，使微(wei)生物(wu)體(ti)內(nei)的(de)(de)(de)(de)酶(mei)和(he)細胞膜的(de)(de)(de)(de)脂類組成能(neng)夠(gou)適應低(di)溫(wen)環境，并能(neng)在低(di)溫(wen)條件下(xia)發揮作用(yong)。

大量(liang)研究表明，通過(guo)適當的馴化策略(lve)，經歷一定的馴化時(shi)間，低溫(wen)脫(tuo)氮工藝(yi)可以實現穩定運行。

R.D.Jones等認為，如果將AOB的(de)運行溫度從30℃直(zhi)接降(jiang)至5℃，會導致(zhi)其失(shi)活(huo)。逐步降(jiang)低運行溫度，AOB可調整細胞(bao)膜中的(de)脂肪(fang)酸類型(xing)使其在低溫條件(jian)下不易凍結(jie)。 

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