無動力醫(yī)療污水處理設(shè)備
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1低溫對脫氮工藝的影響
溫度是影響細菌生長和代謝的重要環(huán)境條件。絕大多數(shù)微生物正常生長溫度為20~35℃。溫度主要是通過影響微生物細胞內(nèi)某些酶的活性而影響微生物的生長和代謝速率，進而影響污泥產(chǎn)率、污染物的去除效率和速率;溫度還會影響污染物降解途徑、中間產(chǎn)物的形成以及各種物質(zhì)在溶液中的溶解度，以及有可能影響到產(chǎn)氣量和成分等。低溫減弱了微生物體內(nèi)細胞質(zhì)的流動性，進而影響了物質(zhì)傳輸?shù)却x過程，并且普遍認為低溫將會導(dǎo)致活性污泥的吸附性能和沉降性能下降，以及使微生物群落發(fā)生變化。低溫對微生物活性的抑制，不同于高溫帶來的毀滅性影響，其抑制作用通常是可恢復(fù)的。
1.1硝化工藝
生物硝化反應(yīng)可以在4~45℃的溫度范圍內(nèi)進行。氨氧化細菌(AOB)*生長溫度為25~30℃，亞硝酸氧化細菌(NOB)的*生長溫度為25~30℃。溫度不但影響硝化菌的生長，而且影響硝化菌的活性。有研究表明，硝化細菌適宜的生長溫度為25~30℃，當(dāng)溫度小于15℃時硝化速率明顯下降，硝化細菌的活性也大幅度降低，當(dāng)溫度低于5℃時，硝化細菌的生命活動幾乎停止。大量的研究表明，硝化作用會受到溫度的嚴重影響，尤其是溫度沖擊的影響更加明顯。由于冬季氣溫較低而未能實現(xiàn)硝化工藝穩(wěn)定運行的案例較為常見。U.Sudarno等考察了溫度變化對硝化作用的影響，結(jié)果表明，溫度從12.5℃升至40℃，氨氧化速率增加，但當(dāng)溫度下降至6℃時，硝化菌活性很低。

隨著脫氮工藝的不斷發(fā)展，人們對硝化工藝提出了更高的要求，希望將硝化作用的反應(yīng)產(chǎn)物控制在亞硝酸鹽階段，作為反硝化或者厭氧氨氧化的前處理技術(shù)，可以節(jié)約曝氣能耗和添加堿量。通過對兩類硝化細菌(AOB、NOB)的更多認識，出現(xiàn)了短程硝化工藝。該工藝的核心是選擇性地富集AOB，先抑制再限制后沖洗出NOB，使得AOB具有較高的數(shù)量而淘汰NOB，從而維持穩(wěn)定的亞硝酸鹽積累。短程硝化過程通常由控制溫度、溶解氧、pH來實現(xiàn)。溫度控制短程硝化的基礎(chǔ)在于兩類硝化細菌對溫度的敏感性不同，25℃以上時，AOB的大比生長速率大于NOB的大比生長速率。據(jù)此提出了*一個工業(yè)化應(yīng)用的短程硝化工藝——SHARON工藝(溫度設(shè)置為30~40℃)。因此，在低溫下實現(xiàn)短程硝化頗具挑戰(zhàn)。
無動力醫(yī)療污水處理設(shè)備1.2反硝化工藝
低溫對于反硝化有顯著的抑制作用，JichengZhong等研究了太湖沉積物中的反硝化作用，經(jīng)過數(shù)月的實驗分析發(fā)現(xiàn)反硝化速率呈現(xiàn)季節(jié)性變化。U.Welander等考察了低溫條件下(3~20℃)反硝化工藝的運行性能，研究表明在3℃下反應(yīng)器的反硝化速率僅為15℃下的55%。相對于傳統(tǒng)的缺氧反硝化，溫度對好氧反硝化的脫氮效率影響不顯著，王弘宇等篩選出的一株好氧反硝化菌，在25~35℃下都能達到大于78%的脫氮效率。表1概括了不同溫度下的反硝化速率。
1.3厭氧氨氧化工藝
有學(xué)者的研究表明，能夠進行厭氧氨氧化反應(yīng)的溫度范圍為6~43℃，*溫度為28~40℃。在廢水生物處理中，活化能的取值范圍通常為8.37~83.68kJ/mol，而厭氧氨氧化的活化能為70kJ/mol。因此，厭氧氨氧化屬于對溫度變化比較敏感的反應(yīng)類型，溫度的降低對其抑制作用明顯。
低溫對厭氧氨氧化的影響很大，受低溫抑制后需要較長時間才能恢復(fù)。厭氧氨氧化工藝的運行溫度從18℃降至15℃時，亞硝酸鹽不能被*去除，導(dǎo)致亞硝酸鹽的積累，對厭氧氨氧化工藝有著顯著的抑制效果，從而引起連鎖效應(yīng)，使得厭氧氨氧化菌失活。J.Dosta等在研究溫度對厭氧氨氧化工藝的長期影響時，將試驗溫度由30℃調(diào)至15℃，只有氮容積負荷(NLR)從0.3kg/(m3?d)大幅降低至0.04kg/(m3?d)才能保證出水水質(zhì)。甚至經(jīng)30d的馴化仍未見好轉(zhuǎn)，將試驗溫度調(diào)回至30℃運行75d后，污泥活性僅為0.02g/(g?d)，處于較低水平。