陜西煤化能源有限公司(簡稱陜煤化公司)污水站采用 QWSTN 法處理甲醇裝置工業(yè)污水，某化肥公司采用 SBR 法處理合成氨工業(yè)污水， 二者均屬于活性污泥法處理工業(yè)污水。利用活性污泥法處理工業(yè)污水和生活污水的過程中，一般所處理的污染因子主要包括 C、N 和 P 等三大類，以實現(xiàn)污水達(dá)標(biāo)排放。這2 家煤化工企業(yè)均執(zhí)行 DB 61 /224—2011 《黃河流域( 陜西段) 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中第二類污染物最高允許排放濃度的一級標(biāo)準(zhǔn)，即COD 含量不大于50 mg / L，氨氮含量不大于12 mg / L。
活性污泥的最佳生存環(huán)境溫度為 25～35 ℃，最高耐受溫度為40 ℃。某化肥公司確定的 SBR 池污水溫度控制指標(biāo)為不大于 40 ℃， 陜煤化公司未將厭氧池、好氧池和缺氧池的污水溫度納入廠控或車間級控制指標(biāo)范疇。
1 污水溫度的影響
在活性污泥法處理污水的過程中，污水溫度是最容易控制的工藝指標(biāo)之一，也是影響污水處理效果最直接的因素之一。無論污水溫度過高或過低，均會對活性污泥法污水處理工藝產(chǎn)生較大影響，主要表現(xiàn)在影響活性污泥的絮凝效果、原生動物種群、污泥沉降性等方面，最終導(dǎo)致污泥活性變差，降解效率變低，處理水質(zhì)變得混濁，污染物指標(biāo)不易達(dá)標(biāo)。
若污水溫度長期失控，即水溫長期過高或過低，其負(fù)面影響則表現(xiàn)為污水處理能力提升困難，無法保持高負(fù)荷運行狀態(tài)，難以實現(xiàn)達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)。具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
1.1 水溫高的影響
在活性污泥法工藝運行中，水溫適當(dāng)控制得稍高一點，如控制在30～35 ℃，有利于增加生化反應(yīng)速度， 加快活性污泥的新陳代謝，增強污泥活性，提高其降解污染物的能力，所處理的污水容易實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。
污水溫度越高，污水中溶解氧含量就越低，會造成活性污泥供氧不足，而出現(xiàn)缺氧現(xiàn)象;尤其是在好氧反應(yīng)過程中，活性污泥容易解體而上浮。當(dāng)污水溫度達(dá)到38～40 ℃時，活性污泥看似活性增大，生命力旺盛， 而實質(zhì)上其降解能力下降，處理效果變差，澄清后的污水會夾帶絮體和出現(xiàn)混濁現(xiàn)象，出水質(zhì)量不易達(dá)標(biāo)。
在所有活性污泥工藝中，只要不是經(jīng)過專門培養(yǎng)的耐高溫活性污泥，將無法承受高溫水的煮燙， 而使污泥活性受到抑制， 甚至被活活燙死，從而造成生化反應(yīng)池出水氨氮含量和COD 嚴(yán)重超標(biāo)，甚至導(dǎo)致污水站處于癱瘓狀態(tài)。當(dāng)污水溫度達(dá)到40 ℃以上時， 最明顯的現(xiàn)象就是生化反應(yīng)池的水面上，尤其是在生化池的角邊區(qū)域，會漂浮一層黑灰色的泡沫，這就是典型的活性污泥死亡現(xiàn)象。此時，盾纖蟲會消失，小口鐘蟲也會失蹤甚至死亡。生化池中泡沫面積越大，厚度越高，則說明活性污泥死亡的越多，污染因子超標(biāo)越嚴(yán)重。當(dāng)然，也有耐受污水溫度高達(dá) 60 ℃以上的活性污泥，這屬于不同的細(xì)菌種類，必須經(jīng)過專門培菌和馴化而成。
2014 年4 月， 某化肥公司合成氨污水站6 個SBR 池出口氨氮含量均出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象，最高達(dá)到37 mg / L，是排放標(biāo)準(zhǔn)的 3 倍多。經(jīng)排查，主要是氣化裝置僅運行1 臺廢水冷卻器，另1 臺正在清理之中，無法保證所有送出的氣化污水得到有效冷卻，從而導(dǎo)致進(jìn)入污水站的氣化污水溫度嚴(yán)重超標(biāo)，達(dá)到45 ℃以上。
2014 年7 月，同樣是某化肥公司合成氨污水站，因夏季各路污水溫度普遍偏高，使得 SBR 池污水溫度高達(dá) 38 ℃，而造成污水站出水氨氮超標(biāo)，最高達(dá)到 19 mg / L。盡管超標(biāo)不太嚴(yán)重，但屬于超標(biāo)時間較長的一次[2]。
2017 年8 月，陜煤化公司甲醇污水站也遇到過類似情況，因氣化裝置只有1 臺灰水冷卻器運行，另1 臺正在清理，加之正值夏季高溫期，空氣鼓風(fēng)機出口風(fēng)管表面溫度高達(dá)50 ℃以上，好氧池污水溫度達(dá)到38 ℃，污水站高效澄清池出水COD含量達(dá)到65 mg / L，超出排放標(biāo)準(zhǔn)15 mg / L。
1.2 水溫低的影響
污水溫度越高，對活性污泥法污水處理工藝的影響越大，但并非污水溫度越低越好。當(dāng)污水溫度較低時，分子之間活動頻率減弱，活性污泥絮凝受到限制。特別在污水中顆粒物雜質(zhì)不多的情況下， 絮凝效率明顯下降， 絮體變得細(xì)小，間隙水變得混濁。20 ℃以下時開始出現(xiàn)此類現(xiàn)象，污水溫度越低時顯微鏡下觀察越明顯。
污水溫度過低時，活性污泥的沉降性會減弱，沉降速率會減慢， 污泥沉降和泥水分離的時間會延長。檢測污泥沉降比時， 上清液不太清澈; 沉淀池和二沉池上容易觀察到活性污泥集團(tuán)上揚現(xiàn)象，細(xì)小的絮體顆粒隨污水流出溢流堰口，從而影響處理后的污水質(zhì)量。
當(dāng)污水溫度低于10 ℃時，活性污泥的絮凝效果變差，其中原生動物種群也開始出現(xiàn)變化，最明顯的現(xiàn)象就是原后生動物數(shù)量減少，部分種群消失，如盾纖蟲和小口鐘蟲會明顯減少;污泥活動受限，活性減弱，降解污染因子的能力下降，容易造成水質(zhì)混濁，氨氮含量和COD 超標(biāo)。
2016 年 2 月中旬，陜煤化公司甲醇裝置全線停車后， 因生產(chǎn)廢水少，水溫低，加之當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁卦?15 ℃以下，故污水站處于低負(fù)荷運行狀態(tài)，處理后的污水時有超標(biāo)現(xiàn)象。
2 影響水溫的因素
2.1 氣溫變化
若污水處理站進(jìn)水溫度一定，則氣溫變化對污水溫度即生化反應(yīng)溫度的影響較大。夏季高溫天氣和冬季極寒天氣時，污水溫度會隨之大幅升高或降低。當(dāng)正常進(jìn)水溫度為25 ℃時，夏季最高氣溫達(dá)到40 ℃，污水溫度會很容易升至30 ℃以上;冬季最低氣溫降至-20 ℃時，污水溫度會降至15 ℃以下。尤其是地處南方或北方的污水處理站，水溫的變化幅度會更大，要么升得更高，要么降得更低，這樣均會對活性污泥造成嚴(yán)重影響，而無法保證污水站的正常運行。
2.2 進(jìn)水溫度
正常情況下，污水站進(jìn)水溫度基本上是穩(wěn)定的;特殊條件下，煤化工企業(yè)的污水溫度也會發(fā)生大幅變化。
大檢修期間，污水溫度、流量和污染物濃度處于“三低”狀態(tài)，污水溫度會降至20 ℃以下，而不利于污水站的正常運行。
個別情況下，污水溫度會突然大幅升高。譬如，當(dāng)氣化裝置灰水冷卻器出現(xiàn)堵塞或故障時，氣化灰水溫度會達(dá)到 55～65 ℃;未經(jīng)降溫處理的大型燃煤鍋爐連排、定排污水，主生產(chǎn)裝置余熱回收工序的連排擴容器大量排污，其溫度均在 80 ℃以上;還有鍋爐撈渣水，其溫度也在70 ℃以上，這些事故污水均會直接進(jìn)入污水管網(wǎng)，最終排入污水站。這三路水的共同特點是溫度高，而其中的氨氮含量和COD 低，可納入清凈廢水的范疇， 應(yīng)進(jìn)入中水裝置進(jìn)行回用處理， 而不必進(jìn)入污水站進(jìn)行生化處理。否則，會造成污水站生化池反應(yīng)溫度升高，達(dá)到 40 ℃以上，從而危及活性污泥的生命安全，嚴(yán)重影響污水站的安全平穩(wěn)運行。
2.3 曝氣溫度
在活性污泥法污水處理工藝中，曝氣風(fēng)機的主要作用是為生化好氧工序提供足夠的溶解氧量。在此過程中，因曝氣風(fēng)機絕大多數(shù)屬于多級離心式鼓風(fēng)機，加壓曝氣時會使空氣溫度升高。譬如，夏季高溫天氣時，曝氣風(fēng)機蝸殼及其出口風(fēng)管溫度高達(dá) 95～105 ℃;冬季極寒天氣時，風(fēng)機蝸殼和風(fēng)管溫度也達(dá)到 75～85 ℃。這些熱空氣進(jìn)入好氧池后，同樣會引起污水反應(yīng)溫度升高。因此，曝氣溫度高是污水溫度整體升高的一個主要原因， 也是容易被忽視的原因之一。
3 優(yōu)化措施與效果
盡管不同的煤化工生產(chǎn)裝置、不同的污水處理站、不同的活性污泥法處理工藝，其污水溫度的控制范圍不盡相同， 但是優(yōu)化污水溫度的目標(biāo)是相同的。即在某一溫度控制范圍內(nèi)，活性污泥法工藝運行平穩(wěn)，污水處理效率高、效果好。
活性污泥的最高耐受溫度為40 ℃，其最佳生存溫度為25～35 ℃。污水溫度高于 38 ℃時，活性污泥會出現(xiàn)不良反應(yīng)，容易出現(xiàn)污染物濃度超標(biāo)現(xiàn)象;低于 20 ℃時，會降低反應(yīng)速度;10 ℃以下時，污泥活性減弱，易造成污水水質(zhì)超標(biāo)。結(jié)合陜煤化公司甲醇裝置和某化肥公司合成氨裝置2 個污水站的運行實際，認(rèn)為活性污泥工藝中污水的適宜溫度為 32～36 ℃。
3.1 優(yōu)化措施
1) 在污水處理站安裝蒸汽加熱設(shè)施，當(dāng)大檢修期間或冬季污水溫度偏低時，可向調(diào)節(jié)池、均質(zhì)池加入低壓蒸汽，以便加熱升溫。
2) 在氣化裝置設(shè)置換熱面積足夠的灰水冷卻器，最好是有開有備，以保證灰水冷卻器堵塞清理時，氣化灰水溫度處于可控狀態(tài)。
3) 加強生產(chǎn)過程的運行管理，避免鍋爐除氧器和灰水除氧器等設(shè)備容器溢流，杜絕鍋爐給水、氣化灰水、 工藝?yán)淠旱雀邷厮疅o故進(jìn)入污水管網(wǎng)，而造成污水站生化池污水溫度升高。
4) 事故排放高溫水時，若必須進(jìn)入污水站進(jìn)行處理時，應(yīng)就近連接消防水栓，在調(diào)節(jié)池內(nèi)大量添加消防水(10 ℃、1.0 MPa)進(jìn)行降溫。在生產(chǎn)實踐中，這是最有效、最可行的降溫措施，某化肥公司合成氨污水站經(jīng)常采取此措施。
5) 針對高、中壓鍋爐連排、定排和擴容器所排污水，應(yīng)采取清污分流、污污分流和雨污分流措施，進(jìn)一步細(xì)化分流方案，確保此清凈高溫廢水不再進(jìn)入污水站，而按設(shè)計進(jìn)入中水回用站處理后再次回收利用。
6) 鍋爐撈渣水溫度高，盡管其污染物濃度較低，但灰分含量較高， 無論進(jìn)入中水站，還是送入污水站，均應(yīng)先收集在一個地下槽內(nèi)，經(jīng)過自然沉降和冷卻后，再進(jìn)行處理。
7) 當(dāng)鍋爐撈渣水必須進(jìn)入污水站進(jìn)行處理
時，若自然降溫效果不佳，則應(yīng)從源頭上大量使用冷水， 如一次水、循環(huán)水等。某化肥公司使用脫鹽水站的濃水作為撈渣水補充水， 從而起到了廢水回用和降溫作用。
1) 夏季高溫天氣時，打開所有高于 40 ℃的污水井蓋進(jìn)行自然降溫，可降低水溫 2～3 ℃;采取臨時架設(shè)軸流風(fēng)機進(jìn)行通風(fēng)或制作噴淋設(shè)施進(jìn)行噴淋，以降低曝氣風(fēng)機蝸殼或風(fēng)管外表溫度，可降溫10 ℃以上; 所有管廊上的污水管道應(yīng)采取防腐保溫措施，既能防曝曬，又能防冬季凍結(jié); 也可將高溫水噴灑在道路上，以達(dá)到抑塵、降溫和分流高溫水的目的， 這些均是污水站較為有效的安全度夏措施。
2) 開大風(fēng)機出口風(fēng)門，增大曝氣風(fēng)量，提高曝氣風(fēng)壓，以保證氣溫高時生化池和好氧池溶解氧量充足。特殊情況下， 可多開 1 臺風(fēng)機， 以提高風(fēng)量和風(fēng)壓。也不可曝氣過量，而造成負(fù)面影響。
3.2 優(yōu)化效果
陜煤化公司和某化肥公司采取優(yōu)化措施調(diào)整污水溫度之后，基本上再未因污水溫度過高或過低而影響活性污泥法工藝的正常運行，2 個污水站生化池的污水溫度保持在 34~36 ℃，即使偶有超標(biāo)，也會在最短時間內(nèi)調(diào)整在此范圍之內(nèi)，為污水站實現(xiàn)常態(tài)化達(dá)標(biāo)排放和安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)運行創(chuàng)造了良好條件。
4 結(jié)束語
在活性污泥法污水處理工藝中，生化池污水溫度是最容易調(diào)節(jié)和控制的參數(shù)，也最容易被忽視。一旦污水溫度過高或過低，均會對活性污泥和污水處理造成不良影響，嚴(yán)重時會引起出水混濁，水質(zhì)指標(biāo)氨氮含量和 COD 超標(biāo)，甚至導(dǎo)致活性污泥大量死亡，污水站處于癱瘓狀態(tài)。因此，應(yīng)優(yōu)化污水溫度，強化源頭管控， 細(xì)化過程調(diào)整， 深化工藝管理，確保活性污泥新陳代謝良好，污水站處于長周期、安全平穩(wěn)運行狀態(tài)。(來源：陜西煤化能源有限公司)
