全康環(huán)保:處于溫帶也就是我國北方地區的污水廠(chǎng)，在冬季運行期間可能都要認真考慮指標的穩定達標的問(wèn)題，水溫的變化是對出水指標影響的重要因素，這種情況可以稱(chēng)為四季分明的北方地區污水廠(chǎng)季節性的運行問(wèn)題。如果單純的解決水溫的問(wèn)題是比較簡(jiǎn)單的，增加加熱措施就可以了，但是污水廠(chǎng)的流量都較大，加熱污水成本極高，能耗極大，和未來(lái)的碳減排的目標是完全背離的。因此污水廠(chǎng)運管人員通常會(huì )采用增加混合液懸浮固體 (MLSS)、延長(cháng)污泥曝氣時(shí)間或曝氣充氧量和延長(cháng)污泥停留時(shí)間 (SRT) 來(lái)應對季節性工藝問(wèn)題。但是在實(shí)際操作中這樣也存在著(zhù)伴生的其他問(wèn)題，普通的活性污泥法工藝構筑物的設計和參數設定都不是以高濃度的長(cháng)污泥齡的活性污泥考慮的，過(guò)高的污泥濃度和過(guò)長(cháng)的污泥齡往往帶來(lái)污泥泡沫和污泥膨脹等問(wèn)題，使得冬季污水廠(chǎng)的運行管理困難度極大。

針對這樣的問(wèn)題，污水廠(chǎng)常年處于困頓的運行狀態(tài)中，也激發(fā)了很多高校的科研機構對污水廠(chǎng)的冬季問(wèn)題進(jìn)行研究。每年都有大量的科技文獻對污水廠(chǎng)的冬季問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)的探討和研究，這些科技文獻資料從各個(gè)側面對污水廠(chǎng)的冬季運行問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究，今天我們就來(lái)了解一些關(guān)于季節變化對氨氮去除研究科技內容。

對于常年運行污水廠(chǎng)的運維人員都比較了解，氨氮的去除能力較弱，受冬季低水溫的影響也比較大，為了保證冬季氨氮的穩定達標，需要采取各種工藝手段來(lái)調整活性污泥的性質(zhì)，提高活性污泥對氨氮的去除效果，但是受到實(shí)際工況和微生物反應的未知的影響，很多時(shí)候采取工藝手段的周期性規律性非常難以掌控，造成冬季運行的時(shí)好時(shí)壞。

生物硝化過(guò)程通常由不同分類(lèi)的微生物群進(jìn)行。首先，氨化細菌將氨氧化成亞硝酸鹽，然后亞硝酸鹽氧化細菌進(jìn)一步將亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽。近年來(lái)的科技研究還發(fā)現了氨氧化細菌（comammox），它們能夠通過(guò)亞硝酸鹽將氨直接氧化為硝酸鹽，也就是短程硝化的機理。傳統意義粗略描述是這樣的一個(gè)過(guò)程，但是它們在生活污水處理中的作用需要進(jìn)一步研究，運營(yíng)污水廠(chǎng)需要更多更詳細的細節來(lái)加以注意，以便更好的進(jìn)行工藝調控。

利用實(shí)驗室的研究提供了硝化過(guò)程中的很多方面的資料，比如堿度的消耗，對溶解氧的需求，對污泥齡的需求等等，這些發(fā)現對日常的工藝管理也產(chǎn)生了良好的促進(jìn)作用，也使污水廠(chǎng)對氨氮指標的管控有了較好的工藝控制措施。但是隨著(zhù)全球水環(huán)境問(wèn)題的日益突出，對污水廠(chǎng)的處理出水指標的越來(lái)越嚴苛的要求，污水廠(chǎng)必須進(jìn)行更精細化的工藝控制來(lái)提升硝化反應的效果。這對硝化細菌的作用過(guò)程就需要進(jìn)行更為深入的研究，現在科技手段對微生物的研究已經(jīng)可以利用DNA的手段進(jìn)行研究，可以大幅度的提升研究的準確性。

科學(xué)研究通過(guò)在實(shí)際運行的污水廠(chǎng)中，接引每日實(shí)際進(jìn)水，利用廠(chǎng)內曝氣池內的實(shí)際存在的活性污泥，建立了SBR模組進(jìn)行了長(cháng)達一年的實(shí)驗，基本涵蓋了污水廠(chǎng)一年四季的水溫變化情況。通過(guò)采集活性污泥的樣本進(jìn)行DNA的測序分析，使用根據16S標記基因的序列相似性對細菌進(jìn)行分類(lèi)的宏基因組學(xué)中的OTU來(lái)進(jìn)行細菌的標定。一個(gè)OTU由一組16S標記基因顯示97%及以上序列同一性的細菌組成，通過(guò)檢測不同溫度下的OTU的種類(lèi)豐度來(lái)確定活性污泥中的硝化菌的數量變化情況。在一年的研究中，最終得出了一些實(shí)驗的結果：

1、溫度是SBR實(shí)驗反應器中硝化菌多樣性變化的主要驅動(dòng)因素

2、高度同步的反應器中存在微生物群落結構的季節性變化的模式

3、 一組OTU核心豐度極高，并且各SBR反應器之間豐度基本一致

4、單個(gè) OTU 僅在SBR反應器中的任何一個(gè)以季節性（單季、多季）或較短時(shí)間發(fā)生

5、盡管冬季月份活性污泥硝化性能下降，但氨氧化細菌等關(guān)鍵功能組仍保持穩定的種群豐度。

上述結論從DNA族譜的角度來(lái)進(jìn)行活性污泥硝化作用在季節變化情況的影響，可以看出溫度對硝化作用的影響是很大的，進(jìn)一步的實(shí)地研究表明：

對特定地區的四個(gè)污水處理廠(chǎng)的設置的六個(gè)全尺寸SBR反應器內的微生物群落動(dòng)態(tài)表現出高度可重復和同步的季節性波動(dòng)。經(jīng)過(guò)一整年的采樣，單個(gè)SBR反應器在群落組成上保持了微小但穩定的差異。各個(gè)污水廠(chǎng)設施的活性污泥群落存在季節性群落演替，但每年會(huì )出現群落數量會(huì )持續漂移的情況。這種年度群落漂移將如何在長(cháng)期年度時(shí)間尺度上影響活性污泥系統功能穩定性和過(guò)程性能，需要在未來(lái)進(jìn)一步進(jìn)行研究。對于活性污泥系統，季節性溫度波動(dòng)似乎主要是位于溫帶氣候區的污水處理廠(chǎng)群落組成的主要決定性因素，而熱帶氣候中的污水處理廠(chǎng)，年平均氣溫較溫暖，年平均溫度變化較小，群落持續漂移而不是季節性演替模式似乎推動(dòng)了活性污泥微生物種群組成的變化。

這也說(shuō)明我國北方污水廠(chǎng)在冬季運行期間，微生物的群落變化并不是主要的影響因素，可能更大的影響來(lái)源于微生物的反應動(dòng)力受溫度的影響更大，如何提升微生物的反應動(dòng)力可能是更主要的工藝調整思路。

通過(guò)這個(gè)科技文獻的解讀和我們實(shí)際污水廠(chǎng)的生產(chǎn)運營(yíng)實(shí)踐，也說(shuō)明了污水廠(chǎng)的實(shí)際運營(yíng)問(wèn)題的解決最終是需要更嚴謹的科學(xué)研究來(lái)驗證的，盲目的采取措施，碰運氣的調整方式將制約污水廠(chǎng)的精細化管理，建立污水廠(chǎng)運營(yíng)管理和科研團隊之間的信息溝通，激發(fā)科研團隊來(lái)解決實(shí)際應用問(wèn)題的應用型研究，也是污水處理行業(yè)未來(lái)能夠滿(mǎn)足全球水環(huán)境發(fā)展的迫切要求。