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2022-09-29
普罗生物
1822
2022年尤为炎热及漫长的夏季已渐渐远去，短暂秋季带来的丝丝凉意，已让我们感受到了冬天的脚步。时下北方部分区域气温已降至10℃以下，不久之后，污水处理生化系统一年一度的低温运行考验也将随之而来，如何在气温降低的环境下，保障污水系统的平稳运行？
从本期起，普罗生物将聚焦低温环境下污水处理生化系统的运行，陆续为您介绍：低温对微生物的影响，低温情况下污水处理生化系统运行注意事项，普罗生物产品在污水处理生化系统低温运行环境中的应用案例等。希望能帮助大家在冬季运行污水处理生化系统时，实现“低温不低效”。
污水处理生化系统冬季低温运行之低温微生物篇
低温对微生物影响的机理
低温（这里指非极端低温，即0℃以上低温条件，以下同）对污水处理系统的影响，主要是对微生物酶的影响。
虽然相对于高温对微生物体内酶基本结构的不可逆损伤来说，低温状态下酶结构没有受到根本性的破坏，但随着温度的降低，酶的活性逐渐减弱，微生物生长繁殖逐渐受到影响，最终也会导致微生物的活性过低甚至停止活动。
另外，大部分微生物细胞质膜含有脂肪酸，脂肪酸分为饱和与不饱和两种，饱和脂肪酸碳链化学键饱和，没有双键，热稳定性高，而低温流动性差，易凝结，主要为嗜热菌的质膜构成；不饱和脂肪酸碳链化学键含有双键，热稳定性差，受热易反应加成其他基团，反之低温状态下不容易凝结，流动性好，主要为嗜冷微生物的质膜构成。在低温环境下，饱和脂肪酸流动性差会使得物质运输过程太慢以致生长难以进行。投加促生类营养物质也可以在一定程度上改变微生物的耐寒性。
低温对微生物影响的主要表现
（1）影响酶的活性：微生物生长过程中所发生的一系列化学反应绝大多数是在特定酶催化下完成的，低温会严重降低酶的活性，影响细胞物质的合成，进而影响微生物对污染物的降解速度和降解能力；
（2）影响细胞质膜的流动性：低温会导致细胞质膜流动性降低，不利于物质运输，影响营养物质的吸收与代谢产物的分泌；
（3）温度持续下降的过程中，微生物细胞内原生质浓度增加、黏度增加、胶体吸水性下降，严重影响细胞活性。
有资料表明：
当外界温度低于10℃的情况，微生物的生长速度将明显降低，基本处于休眠的状态，污泥的活性也将大幅下降；当外界温度低于 4℃时，部分微生物将开始出现死亡的问题。（注：硝化菌等自养菌的耐受程度更低）。
低温环境污水处理微生物性能提升技术
低温下污水的生物处理一直是水处理领域的难点和热点，尤其对于很多北方污水厂来说，在冬季运行过程中不得不面临出水水质下降甚至超标的问题。
耐冷菌是目前针对低温下生物处理的研究热点之一，由于耐冷菌对温度的适应范围较宽，且在低温下仍然保持较高的代谢活性，在污水处理和污染环境生物修复领域中的应用逐渐受到重视。
此外，通过微生物营养改变来提升微生物在非极端低温条件下的耐受能力也是备受关注的研究方向。
在微生物领域范围内，从以上两个研究方向来解决冬季低温污水处理生化系统的运行问题可谓是对症下药。目前在这两个方向常用的成熟技术手段主要包括以下三类：
（1）促生技术。类近似一种“广谱培养基”，其核心作用是增强、发展、支持生物系统，其中含有细胞分裂素、藻类代谢产物、多种生物酶、微量元素、维生素、天然荷尔蒙以及各种主要营养物质等，可以改善微生物的新陈代谢，提高活性，同时能缩短细胞的世代周期，促进微生物的生长繁殖，增加微生物数量。促生技术可以通过改变营养条件，补充特种生长因子等营养物质，来提高微生物对非极端低温环境的耐受能力。
（2）微碳技术。其核心是小分子有机酸载体，它有更多的机会接触微生物，一方面能螯合金属离子，屏蔽其毒性：另一方面能络合营养物质，使其更有效地为微生物所利用。其本质是在保证空间键位结构和功能的前提下相对较小的具备碳环结构的有机酸片段。其作用是强化微生物营养输送，提高微生物活性。微碳技术是通过强化营养物质的运输效率，来提高微生物对低温环境的耐受能力。
（3）生物增效技术。是通过添加具有某种特定性能的菌株，来增强原有微生物菌群处理效果的方法。它能够提高活性污泥对处理过程波动的应变能力，增强生物降解难降解有机物的能力，获得更好的污水处理效果和保证装置的平稳运行。其中低温特性菌种是通过筛选、培养的对低温环境有较高耐受能力的菌株，在低温环境下仍然有较高的生物活性，通过投加低温菌种能够有效提高污水处理生化系统对低温环境的抵抗能力。除此之外，芽孢类菌种对各种恶劣环境也有较高的适应能力，虽然不能像低温特性菌那样在低温环境维持较高的活性，但是经过极低温度环境冲击后仍能够保障足够的菌种数量并快速恢复活性，因此通过投加芽孢类菌种也是保障低温环境下污水处理系统效果的方法之一。结合以上两种方法，生物增效技术能够灵活高效地抵抗低温对污水处理生化系统带来的影响。
微生物低温环境下性能提升的技术应用，为低温污水处理生化系统稳定运行提供了保障。冬季低温环境下，污水处理生化系统运行管理还需
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