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2022-09-29
普羅生物
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2022年尤為炎熱及漫長的夏季已漸漸遠去，短暫秋季帶來的絲絲涼意，已讓我們感受到了冬天的腳步。時下北方部分區(qū)域氣溫已降至10℃以下，不久之后，污水處理生化系統(tǒng)一年一度的低溫運行考驗也將隨之而來，如何在氣溫降低的環(huán)境下，保障污水系統(tǒng)的平穩(wěn)運行？
從本期起，普羅生物將聚焦低溫環(huán)境下污水處理生化系統(tǒng)的運行，陸續(xù)為您介紹：低溫對微生物的影響，低溫情況下污水處理生化系統(tǒng)運行注意事項，普羅生物產(chǎn)品在污水處理生化系統(tǒng)低溫運行環(huán)境中的應用案例等。希望能幫助大家在冬季運行污水處理生化系統(tǒng)時，實現(xiàn)“低溫不低效”。
污水處理生化系統(tǒng)冬季低溫運行之低溫微生物篇
低溫對微生物影響的機理
低溫（這里指非極端低溫，即0℃以上低溫條件，以下同）對污水處理系統(tǒng)的影響，主要是對微生物酶的影響。
雖然相對于高溫對微生物體內(nèi)酶基本結構的不可逆損傷來說，低溫狀態(tài)下酶結構沒有受到根本性的破壞，但隨著溫度的降低，酶的活性逐漸減弱，微生物生長繁殖逐漸受到影響，最終也會導致微生物的活性過低甚至停止活動。
另外，大部分微生物細胞質(zhì)膜含有脂肪酸，脂肪酸分為飽和與不飽和兩種，飽和脂肪酸碳鏈化學鍵飽和，沒有雙鍵，熱穩(wěn)定性高，而低溫流動性差，易凝結，主要為嗜熱菌的質(zhì)膜構成；不飽和脂肪酸碳鏈化學鍵含有雙鍵，熱穩(wěn)定性差，受熱易反應加成其他基團，反之低溫狀態(tài)下不容易凝結，流動性好，主要為嗜冷微生物的質(zhì)膜構成。在低溫環(huán)境下，飽和脂肪酸流動性差會使得物質(zhì)運輸過程太慢以致生長難以進行。投加促生類營養(yǎng)物質(zhì)也可以在一定程度上改變微生物的耐寒性。
低溫對微生物影響的主要表現(xiàn)
（1）影響酶的活性：微生物生長過程中所發(fā)生的一系列化學反應絕大多數(shù)是在特定酶催化下完成的，低溫會嚴重降低酶的活性，影響細胞物質(zhì)的合成，進而影響微生物對污染物的降解速度和降解能力；
（2）影響細胞質(zhì)膜的流動性：低溫會導致細胞質(zhì)膜流動性降低，不利于物質(zhì)運輸，影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與代謝產(chǎn)物的分泌；
（3）溫度持續(xù)下降的過程中，微生物細胞內(nèi)原生質(zhì)濃度增加、黏度增加、膠體吸水性下降，嚴重影響細胞活性。
有資料表明：
當外界溫度低于10℃的情況，微生物的生長速度將明顯降低，基本處于休眠的狀態(tài)，污泥的活性也將大幅下降；當外界溫度低于 4℃時，部分微生物將開始出現(xiàn)死亡的問題。（注：硝化菌等自養(yǎng)菌的耐受程度更低）。
低溫環(huán)境污水處理微生物性能提升技術
低溫下污水的生物處理一直是水處理領域的難點和熱點，尤其對于很多北方污水廠來說，在冬季運行過程中不得不面臨出水水質(zhì)下降甚至超標的問題。
耐冷菌是目前針對低溫下生物處理的研究熱點之一，由于耐冷菌對溫度的適應范圍較寬，且在低溫下仍然保持較高的代謝活性，在污水處理和污染環(huán)境生物修復領域中的應用逐漸受到重視。
此外，通過微生物營養(yǎng)改變來提升微生物在非極端低溫條件下的耐受能力也是備受關注的研究方向。
在微生物領域范圍內(nèi)，從以上兩個研究方向來解決冬季低溫污水處理生化系統(tǒng)的運行問題可謂是對癥下藥。目前在這兩個方向常用的成熟技術手段主要包括以下三類：
（1）促生技術。類近似一種“廣譜培養(yǎng)基”，其核心作用是增強、發(fā)展、支持生物系統(tǒng)，其中含有細胞分裂素、藻類代謝產(chǎn)物、多種生物酶、微量元素、維生素、天然荷爾蒙以及各種主要營養(yǎng)物質(zhì)等，可以改善微生物的新陳代謝，提高活性，同時能縮短細胞的世代周期，促進微生物的生長繁殖，增加微生物數(shù)量。促生技術可以通過改變營養(yǎng)條件，補充特種生長因子等營養(yǎng)物質(zhì)，來提高微生物對非極端低溫環(huán)境的耐受能力。
（2）微碳技術。其核心是小分子有機酸載體，它有更多的機會接觸微生物，一方面能螯合金屬離子，屏蔽其毒性：另一方面能絡合營養(yǎng)物質(zhì)，使其更有效地為微生物所利用。其本質(zhì)是在保證空間鍵位結構和功能的前提下相對較小的具備碳環(huán)結構的有機酸片段。其作用是強化微生物營養(yǎng)輸送，提高微生物活性。微碳技術是通過強化營養(yǎng)物質(zhì)的運輸效率，來提高微生物對低溫環(huán)境的耐受能力。
（3）生物增效技術。是通過添加具有某種特定性能的菌株，來增強原有微生物菌群處理效果的方法。它能夠提高活性污泥對處理過程波動的應變能力，增強生物降解難降解有機物的能力，獲得更好的污水處理效果和保證裝置的平穩(wěn)運行。其中低溫特性菌種是通過篩選、培養(yǎng)的對低溫環(huán)境有較高耐受能力的菌株，在低溫環(huán)境下仍然有較高的生物活性，通過投加低溫菌種能夠有效提高污水處理生化系統(tǒng)對低溫環(huán)境的抵抗能力。除此之外，芽孢類菌種對各種惡劣環(huán)境也有較高的適應能力，雖然不能像低溫特性菌那樣在低溫環(huán)境維持較高的活性，但是經(jīng)過極低溫度環(huán)境沖擊后仍能夠保障足夠的菌種數(shù)量并快速恢復活性，因此通過投加芽孢類菌種也是保障低溫環(huán)境下污水處理系統(tǒng)效果的方法之一。結合以上兩種方法，生物增效技術能夠靈活高效地抵抗低溫對污水處理生化系統(tǒng)帶來的影響。
微生物低溫環(huán)境下性能提升的技術應用，為低溫污水處理生化系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供了保障。冬季低溫環(huán)境下，污水處理生化系統(tǒng)運行管理還需
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