低温对硝化反硝化反应的影响及应对措施

一、低温对硝化反硝化的影响  

在污水处理过程中，硝化反应和反硝化反应是生物脱氮的两个关键步骤。硝化反应是指在好氧条件下，通过硝化菌的作用将氨氮氧化为硝酸盐氮的过程，而反硝化反应则是在缺氧或厌氧条件下，反硝化菌将硝酸盐氮还原为氮气，从而实现氮的去除。这两个过程都对环境条件非常敏感，特别是温度。

1. 硝化反应的影响  

硝化细菌最适宜的生长温度为25~30℃。当温度降低时，硝化菌的生长速率和活性都会受到显著影响。在一定温度范围内，温度每降低10℃，微生物活性将降低1倍。当温度低于15℃时，硝化速率明显下降，硝化细菌的活性也大幅度降低。当温度进一步降低至5℃以下时，硝化细菌的生命活动几乎停止。

低温对硝化菌的抑制作用主要体现在两个方面：一是影响硝化菌的生长速率，导致硝化菌数量减少；二是影响硝化菌细胞内酶的活性，导致硝化反应速率下降。这会导致污水处理系统中氨氮的积累，进而对水质造成不良影响。

2. 反硝化反应的影响 

反硝化细菌生长的最佳温度为25~35℃。在低温条件下，反硝化细菌的增殖速率和代谢速率都会降低，从而影响反硝化反应的进行。当温度低于15℃时，反硝化菌的活性显著降低，导致反硝化速率下降。

低温对反硝化反应的影响同样会导致污水处理效果降低，使得出水中的硝酸盐氮含量增加，影响水质达标。

二、应对措施 

为了应对低温天气对硝化反硝化反应的影响，可以采取以下措施：    

1. 加热 

通过加热设备提高污水处理系统的温度，使其保持在硝化菌和反硝化菌生长和活性的适宜范围内。这种方法虽然成本较高，但效果显著，可以快速恢复硝化反硝化反应的正常进行。

2. 提高泥龄/MLSS 

提高泥龄的最终表现是MLSS（混合液悬浮固体浓度）的提高。冬季微生物增殖缓慢，作为自养菌的硝化细菌增殖更为缓慢。提高泥龄可以使硝化细菌能保持在一定的范围内，保证硝化细菌为优势菌种。同时，适当提高污泥浓度MLSS，在细菌代谢能力下降的前提下，可以使总量的污泥代谢能力保持稳定。

3. 生物固定化 

固定化微生物技术是将特选的微生物固定在选证的载体上，使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖的生物技术。这种技术应用于废水处理，有利于提高生物反应器内微生物（尤其是特殊功能的微生物）的浓度，有利于微生物抵抗不利环境的影响，从而保持较高的活性。通过固定化可以削弱温度变化对硝化作用的影响。

4. 保温措施 

对污水处理系统的曝气池、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。同时，对空气管道设置管廊，便于保温处理。这些措施可以有效减少热量的散失，提高系统的温度。

5. 驯化 

驯化是人为地在某一特定环境条件长期处理某一微生物群体，同时不断将它们进行移种传代，以达到累积和选择合适的自发突变体的一种育种方法。通过适当的驯化策略，经历一定的驯化时间，可以使微生物体内的酶和细胞膜的脂类组成能够适应低温环境，并能在低温条件下发挥作用。    

三、结论 

低温对硝化反硝化反应的影响显著，会导致污水处理效果降低。为了应对低温天气的影响，可以采取加热、提高泥龄/MLSS、生物固定化、保温措施和驯化等应对措施。这些措施可以根据实际情况选择使用，以确保污水处理系统的稳定运行和出水水质的达标。