事實上，對于如今企業(yè)來說，由于工業(yè)生產(chǎn)中廢水產(chǎn)生的氮一旦排入到水體中就會造成水體富營養(yǎng)化，可以說廢水脫氮是近年來企業(yè)迫切需要處理的廢水項目。目前全部的企業(yè)在進(jìn)行廢水脫氮時主要使用生物法，然而，在憑借生物法處理廢水脫氮時，水溫控制也是至關(guān)重要的。

　　廢水脫氮工藝中水溫控制原因

　　之所以說在廢水脫氮中使用生物法，水溫控制重要的原因在于，通常微生物生長條件在20~35°C，低溫條件下會對微生物的酶細(xì)胞活性造成影響。根據(jù)安峰環(huán)保的相關(guān)技術(shù)工程師介紹說，在相應(yīng)的溫度范圍中，當(dāng)溫度每下降10°C，微生物活性將會降低1倍，繼而使得污水處理效果降低。并且在工藝進(jìn)行運行后，介于受到四季交替和所在地理環(huán)境的影響，假使不進(jìn)行人工調(diào)控，就很難保持溫度適宜，因此溫度調(diào)控會損耗大量能源。開發(fā)高效穩(wěn)定的低溫生物處理技術(shù)是解決這一難題的關(guān)鍵方法。

　　安峰環(huán)保今天針對低溫條件下，產(chǎn)生的生物法脫氮技術(shù)進(jìn)行一些探討。

　　1低溫對脫氮工藝的影響

　　溫度是影響細(xì)菌生長和代謝的重要環(huán)境條件。絕大多數(shù)微生物正常生長溫度為20~35℃。溫度主要是通過影響微生物細(xì)胞內(nèi)某些酶的活性而影響微生物的生長和代謝速率，進(jìn)而影響污泥產(chǎn)率、污染物的去除效率和速率;溫度還會影響污染物降解途徑、中間產(chǎn)物的形成以及各種物質(zhì)在溶液中的溶解度，以及有可能影響到產(chǎn)氣量和成分等。低溫減弱了微生物體內(nèi)細(xì)胞質(zhì)的流動性，進(jìn)而影響了物質(zhì)傳輸?shù)却x過程，并且普遍認(rèn)為低溫將會導(dǎo)致活性污泥的吸附性能和沉降性能下降，以及使微生物群落發(fā)生變化。低溫對微生物活性的抑制，不同于高溫帶來的毀滅性影響，其抑制作用通常是可恢復(fù)的。

　　1.1硝化工藝

　　生物硝化反應(yīng)可以在4~45℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。氨氧化細(xì)菌(AOB)最佳生長溫度為25~30℃，亞硝酸氧化細(xì)菌(NOB)的最佳生長溫度為25~30℃。溫度不但影響硝化菌的生長，而且影響硝化菌的活性。有研究表明，硝化細(xì)菌最適宜的生長溫度為25~30℃，當(dāng)溫度小于15℃時硝化速率明顯下降，硝化細(xì)菌的活性也大幅度降低，當(dāng)溫度低于5℃時，硝化細(xì)菌的生命活動幾乎停止。大量的研究表明，硝化作用會受到溫度的嚴(yán)重影響，尤其是溫度沖擊的影響更加明顯。由于冬季氣溫較低而未能實現(xiàn)硝化工藝穩(wěn)定運行的案例較為常見。U.Sudarno等考察了溫度變化對硝化作用的影響，結(jié)果表明，溫度從12.5℃升至40℃，氨氧化速率增加，但當(dāng)溫度下降至6℃時，硝化菌活性很低。

　　隨著脫氮工藝的不斷發(fā)展，人們對硝化工藝提出了更高的要求，希望將硝化作用的反應(yīng)產(chǎn)物控制在亞硝酸鹽階段，作為反硝化或者厭氧氨氧化的前處理技術(shù)，可以節(jié)約曝氣能耗和添加堿量。通過對兩類硝化細(xì)菌(AOB、NOB)的更多認(rèn)識，出現(xiàn)了短程硝化工藝。該工藝的核心是選擇性地富集AOB，先抑制再限制最后沖洗出NOB，使得AOB具有較高的數(shù)量而淘汰NOB，從而維持穩(wěn)定的亞硝酸鹽積累。短程硝化過程通常由控制溫度、溶解氧、pH來實現(xiàn)。溫度控制短程硝化的基礎(chǔ)在于兩類硝化細(xì)菌對溫度的敏感性不同，25℃以上時，AOB的最大比生長速率大于NOB的最大比生長速率。據(jù)此提出了世界上第一個工業(yè)化應(yīng)用的短程硝化工藝——SHARON工藝(溫度設(shè)置為30~40℃)。因此，在低溫下實現(xiàn)短程硝化頗具挑戰(zhàn)。

　　1.2反硝化工藝

　　低溫對于反硝化有顯著的抑制作用，JichengZhong等研究了太湖沉積物中的反硝化作用，經(jīng)過數(shù)月的實驗分析發(fā)現(xiàn)反硝化速率呈現(xiàn)季節(jié)性變化。U.Welander等考察了低溫條件下(3~20℃)反硝化工藝的運行性能，研究表明在3℃下反應(yīng)器的反硝化速率僅為15℃下的55%。相對于傳統(tǒng)的缺氧反硝化，溫度對好氧反硝化的脫氮效率影響不顯著，王弘宇等篩選出的一株好氧反硝化菌，在25~35℃下都能達(dá)到大于78%的脫氮效率。表1概括了不同溫度下的反硝化速率。

　　1.3厭氧氨氧化工藝

　　目前關(guān)于安峰環(huán)保在針對于廢水脫氮的工藝上，主要選擇生物法處理，比如說運行成本低、耗氧量低的厭氧氨氧化工藝。有學(xué)者的研究表明，能夠進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)的溫度范圍為6~43℃，最佳溫度為28~40℃。在廢水生物處理中，活化能的取值范圍通常為8.37~83.68kJ/mol，而厭氧氨氧化的活化能為70kJ/mol。因此，厭氧氨氧化屬于對溫度變化比較敏感的反應(yīng)類型，溫度的降低對其抑制作用明顯。

　　低溫對厭氧氨氧化的影響很大，受低溫抑制后需要較長時間才能恢復(fù)。厭氧氨氧化工藝的運行溫度從18℃降至15℃時，亞硝酸鹽不能被完全去除，導(dǎo)致亞硝酸鹽的積累，對厭氧氨氧化工藝有著顯著的抑制效果，從而引起連鎖效應(yīng)，使得厭氧氨氧化菌失活。J.Dosta等在研究溫度對厭氧氨氧化工藝的長期影響時，將試驗溫度由30℃調(diào)至15℃，只有氮容積負(fù)荷(NLR)從0.3kg/(m3?d)大幅降低至0.04kg/(m3?d)才能保證出水水質(zhì)。甚至經(jīng)30d的馴化仍未見好轉(zhuǎn)，將試驗溫度調(diào)回至30℃運行75d后，污泥活性僅為0.02g/(g?d)，處于較低水平。

　　安峰環(huán)保的工程師們通過采取菌種流加、接種耐冷均還有細(xì)胞固定化和細(xì)化這些技術(shù)方法，明顯解決了在使用生物法進(jìn)行廢水除氮時，由于水溫太低形成的生物除氮處理時間邊長、處理負(fù)荷和處理技術(shù)受到的影響。實際上，這項技術(shù)比較復(fù)雜，在處理中需要針對于耐冷菌的分離富集進(jìn)行篩選等。

　　大體上說，涵蓋了硝化、反硝化和厭氧氨氧化工藝的生物法脫氮技術(shù)實際上有著眾多的優(yōu)點，然而還有一些針對于除氮技術(shù)方面，沒有進(jìn)行優(yōu)化，例如菌種的流回流程優(yōu)化還有控制，根據(jù)多項技術(shù)的結(jié)合結(jié)果實現(xiàn)強(qiáng)化低溫的生物脫氮工藝等，繼而實現(xiàn)絕佳的廢水脫氮工藝。