寒冷地区城市污水处理厂设计运行探讨

对于低温运行的活性污泥，颗粒密度是影响污泥比阻的主要因素，而对于常温活性污泥，颗粒大小才是影响污泥比阻的主要因素。同时，低温下丝状菌的大量出现导致了污泥絮体疏松、密度减小，进一步导致污泥比阻和沉降指数增大。与常温运行活性污泥相比，低温运行活性污泥所携带的负电荷少而具有更高的亲

水性;低温活性污泥的胞外分泌物中含有更多的粘性物质，使污泥的压缩性降低而难于沉降。

2、寒冷地区水质水量特点

污水是以其物理、化学和生物的组分来表征的。污水处理厂设计的前提条件是必须正确掌握污水的水质，由于污水的组成成分极其复杂，难以用单一指标来表示其性质。因此，在众多的水质指标中，按污水中杂质形态大小分为悬浮态物质和溶解态物质两大类，每类按其化学性质又可分为有机性物质和无机性物质;按是否消耗水体中溶解氧，又可分为生物化学需氧量(BOD)和化学需氧量(COD)等。在污水处理系统设计时，污水水质是确定处理设备能力和操作特性并确保达到处理目标的必要条件，也是污水处理厂规划、设计和运行管理的重要基础数据。城市污水中污染物的含量与用水量、排水系统、气候以及生活习惯等相关，

北方地区冬季寒冷，污水温度低，同时由于生活习惯的差异，城镇污水具有以下特点。

(1)  水温低。气温随着季节呈周期变化，而水温则随气温变化，但其变幅相对较小，特别是污水管道中水温变幅不大。北方低温地区的市政污水温度一般在8~15℃，少数在6~8℃。

(2)  水质较差。由于该类地区冬季蔬菜较贵，居民多以肉食为主，且地下水位较深，污水中渗入水少，居民用水量小，洗浴水少，故水质较差，含油多，污染物含量高。低温下管道自分解能力弱，夜间水质较好，白天差，昼夜变化较大。

(3) 水量变化大。该类地区冬季昼短夜长，所以白天的污水排放较为集中，而夜间污水量较少，所以昼夜水量变化较大，易对污水厂形成水质水量冲击。

由于其特殊的水质水量特点，在选择城市污水处理工艺时，不仅要考虑水质水量波动对工艺的影响，更要考虑温度变化对工艺的影响，并在设计时采取适当的技术措施，保证低温条件下市政污水厂的正常运行。

×××市位于吉林省，属于北温带大陆性季风气候，四季分明，夏季温热多雨，冬季寒冷漫长，春秋季较短。年均气温4.3℃，极端最低气温达到零下40℃，多年平均降雪约20mm，历年最大积雪深度达到460mm左右，最大冻土深度约-1.90m。

×××污水处理厂北纬约44度，属于我国北纬 35  度以北的地区，冬季寒冷，冰冻期长，降雪量大，昼短夜长，冬季进水温度一般在6~10℃，水量、水质变化较

大，易对污水处理厂形成水质、水量冲击，使活性污泥中活性污泥微生物种群数量少、活性低、分解有机物能力弱，导致污水处理效率低，出水水质较差。

3、寒冷地区污水厂工艺设计

在寒冷地区建设污水处理厂时，除要充分考虑原水的水质状况、水量变化、处理水的出路、占地面积、运行费用等因素外，还需考虑低温对生物处理的影响。由于特殊的气候条件，北方地区污水厂设计时必须慎选设计参数，注意构筑物及设备管阀的保温。要采取适当的技术措施，保证在低温季节也能正常运行。

(1) 设计参数的选择适当降低污水处理构筑物的有机负荷和表面负荷设计参数。

(2) 池体设计除超高外，池体宜全部设于地下，从而满足池体冬季保温的需要。

(3) 鼓风机房设计应考虑提高风温的加热室设计，将冷空气温度加热至

8~12 ℃，以提高曝气池水温，这样可使曝气池水温在最冷月份保持在8℃以上，并在选择风机时适当放大设计参数。

(4) 池型设计适当减小池子的平面尺寸，加大池子竖向尺寸，减少平面散热面积。

(5) 利用太阳能，采用采光保温罩等加盖措施，减少生物反应池内热量散失，防止冬季降雪引起的反应池内污水降温。

(6) 设备及管阀设计设备最好设于室内，否则应采取保温措施。管、阀宜设于管廊内。

(7) 污泥系统设计有污泥回流时宜取回流比的上限，以维持生物池的高生物量。

(8) 污水处理各露天构筑物池壁采用发泡保温板保温，外砌砖围护结构等进行保温处理。

4、寒冷地区污水厂运行

不得不采取增大污泥回流量、增长污水停留时间等措施，这些措施可能又进一步会降低污水水温，尤其是污水停留时间的增长，会导致污水水温随时间线性下降。

通常可通过增大污泥回流量、增长污水停留时间等措施让耐低温菌尽可能代谢污染物。

目前的工程中一般采用降低污泥负荷、增加污泥回流量、增长水力停留时间甚至对池体做升温或保温等措施，以保证污水厂在冬季时的正常运行，但这不仅会增加工程的投资和运行费用，还会带来污泥膨胀等一系列问题。

现行的解决办法非常有限，在我国部分北方城市常用的措施有：

(1) 曝气池、二沉池等池壁采用发泡保温板保温，外砌砖围护(炉渣、膨胀珍珠岩等填充)结构，池顶加盖等保温措施;

(2) 鼓风机一侧设空气预热室，将冬季-25～-30℃的冷空气预热到5～8℃;空气管道设置管廊，便于保温处理等。

(3) 适当加热污泥，包括回流污泥;

(4) 用热蒸汽给进入曝气池的污水加热。

现行的这些办法会增加污水处理的成本。

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