在AAO工藝運行中，冬季溶解氧（DO）難以提升是普遍且典型的工況難題，即便氣水比提升至20:1仍無改善，核心矛盾并非單純的“曝氣量不足”，而是冬季水溫、水質、污泥特性及曝氣傳質效率等多重因素疊加導致的氧傳遞與消耗失衡。下面從原因分析到解決對策，進行系統化拆解。

一、 核心原因：冬季工況下氧“傳質難、消耗變”的雙重困境

1.  水溫降低導致氧傳質效率大幅下降（最關鍵因素）

很多人存在誤區：認為氧氣在水中的溶解度隨水溫降低而升高，冬季應該更容易充氧。但在AAO系統的實際運行中，氧的“傳質效率”比“溶解度”更重要。

（1）水的黏度隨溫度降低而增大：冬季水溫每降低10℃，水的黏度約增加20%~30%。高黏度會減緩氣液界面的更新速度，氣泡在水體中上升時，表面的滯流層變厚，氧氣從氣相進入液相的阻力大幅提升，直接導致氧總轉移系數（K）下降。數據顯示，水溫從25℃降至10℃時，K可能下降30%~50%。

（2）氣泡粒徑變大、分布不均：低溫下，曝氣器（尤其是膜片式曝氣器）的彈性變差，微孔易堵塞或開合不全，產生的氣泡粒徑偏大。氣泡越大，氣液接觸比表面積越小，氧利用率越低——即便氣水比達到20:1，大部分氧氣只是“穿水而過”，未被有效溶解。

2.  活性污泥特性改變，間接加劇DO提升難度

冬季水溫降低會顯著影響污泥菌群活性與物理性狀，從“耗氧端”和“傳質端”雙向干擾DO穩定：

（1）微生物活性下降，耗氧模式改變：硝化菌對溫度極其敏感，水溫低于15℃時，硝化活性開始顯著衰減；低于10℃時，硝化速率可能下降50%以上。此時，曝氣池內的耗氧主力從“硝化反應”轉向“有機物降解”，但污泥整體活性降低，混合液的污泥容積指數（SVI）易升高，污泥出現細碎化或輕微膨脹，導致混合液黏度增加，進一步阻礙氧傳遞。

（2）污泥齡被動縮短，菌群失衡：若冬季未及時調整排泥策略，水溫降低導致微生物增殖速率變慢，污泥齡（SRT）會被動縮短，硝化菌等世代周期長的菌群流失，系統硝化能力下降，表現為曝氣池DO“看似不足”，實則是耗氧需求與供氧能力不匹配。

3.  進水水質波動，增加耗氧負荷壓力

冬季市政污水或工業廢水常出現水質波動，間接加重DO提升難度：

（1）進水有機物濃度升高：冬季居民生活污水中COD、BOD濃度通常比夏季高10%~30%，有機負荷增加會使曝氣池內微生物瞬時耗氧速率（OUR）上升，即便曝氣量不變，DO也會被快速消耗。

（2）進水懸浮物（SS）含量增加：低溫下污水中泥沙、纖維等懸浮物不易沉降，進入曝氣池后會附著在曝氣器表面，加劇曝氣器堵塞，形成惡性循環。

4.  曝氣系統冬季工況劣化，“無效曝氣”占比高

氣水比20:1已是較高數值，但如果曝氣系統存在隱性問題，大部分曝氣量屬于“無效曝氣”：

（1）曝氣器堵塞或老化：冬季污水中油脂、黏性物質更易析出，附著在膜片曝氣器的微孔上，導致曝氣不均勻——池體局部曝氣過量（DO偏高），大部分區域曝氣不足（DO偏低），整體表現為DO均值提不上來。

（2）鼓風機供風參數不適配：冬季氣溫低，鼓風機吸入的冷空氣密度大，實際供風標況體積（Nm?/h） 雖達標，但工況體積（m?/h） 偏低；同時，冷空氣進入水體后，氣泡的穩定性變差，易快速聚并上浮，縮短氣液接觸時間。

5.  儀表誤差：DO探頭“假性偏低”的誤判

冬季水溫低會導致DO探頭的響應速度變慢、靈敏度下降，若未及時校準，探頭顯示的DO值會低于實際值，造成“DO起不來”的誤判。尤其是使用覆膜式DO探頭時，低溫會降低膜內電解液的活性，影響氧分子的滲透速率，讀數偏差可達0.5~1.0mg/L。

二、 針對性解決對策：從“提效傳質”和“優化耗氧”雙管齊下

1.  優化曝氣系統，提升氧傳遞效率（優先措施）

（1）徹底清洗曝氣器：停運檢修時，采用高壓水反沖或化學清洗（如檸檬酸溶液浸泡），清除膜片表面的堵塞物，恢復微孔曝氣效果，減小氣泡粒徑，增加氣液接觸面積。

（2）調整鼓風機運行參數：適當提高鼓風機出口壓力，確保氣泡能有效穿透高黏度水體；若條件允許，可將鼓風機吸入的冷空氣預熱（如利用污水廠余熱），降低水體與氣泡的溫差，減少氣泡聚并。

（3）優化曝氣池布氣均勻性：檢查曝氣支管閥門開度，消除“死區”；對老化破損的曝氣器進行更換，保證池內DO分布均勻。

2.  調整工藝運行參數，適配冬季污泥特性

（1）延長污泥齡（SRT）：硝化菌的適宜SRT隨水溫降低而延長——水溫15℃時SRT需15~20d，10℃時需20~30d。通過減少排泥量延長SRT，保證硝化菌群的數量與活性，避免因菌群流失導致的DO調控紊亂。

（2）優化回流比：適當提高內回流比（硝化液回流比），增強缺氧段反硝化效果，減輕曝氣池的硝化耗氧壓力；同時控制污泥回流比，避免回流污泥攜帶過多DO進入厭氧段，影響釋磷效果。

（3）降低有機負荷：若進水COD濃度偏高，可通過分流進水或投加清水稀釋，降低曝氣池有機負荷，減少微生物瞬時耗氧速率。

3.  加強水質與儀表管理，消除干擾因素

（1）強化預處理：加大格柵、沉砂池的清理頻次，減少懸浮物進入曝氣池；對含油廢水，增加隔油池的刮油頻率，降低油脂對曝氣器的堵塞風險。

（2）定期校準DO探頭：冬季每1~2周對DO探頭進行一次校準，清洗探頭覆膜表面的污垢，確保讀數準確，避免誤判導致的曝氣量盲目增加。

4.  輔助措施：提升混合液紊流程度

（1）若曝氣池攪拌強度不足，可適當開啟潛水攪拌器，增強水體紊流，打破氣泡表面的滯流層，促進氧的傳質；

（2）避免曝氣池水位過高，減少氣泡上升路徑的阻力，提高氧利用率。

三、 總結

AAO系統冬季DO難以提升，本質是“氧傳質效率下降”和“污泥-水質工況變化”的疊加效應，單純提高氣水比（增加曝氣量）只能治標，無法治本。需通過“清洗曝氣器+延長SRT+優化回流比+校準儀表”的組合措施，從“傳質端”和“耗氧端”雙向調控，才能實現冬季DO的穩定控制。（來源：土木在線）