由于低溫會引起微生物生長緩慢和酶促反應速度下降，必將導致活性污泥活性降低，使得生物處理反應速率下降。有關研究表明：當水溫低于13℃時，生物處理效果開始加速降低；當水溫低于4℃時，幾乎無處理效果。在生物脫氮過程中，含氮化合物在微生物作用下相繼發生下列反應：氨化反應——硝化反應——反硝化反應，***終以N2形式從污水中脫離。硝化反應的適宜溫度是20℃~30℃，15℃以下時，硝化速度下降，5℃時完全停止。反硝化反應的適宜溫度是20℃～40℃，低于15℃時，反硝化菌的增殖速率降低，代謝速率也降低。很多地區冬季的污水溫度在10℃左右甚至更低，難以達成硝化細菌以及反硝化細菌的生長要求，這便會直接反映到污水處理效率方面，致使脫氮效率明顯降低。
除磷過程中，所采用的聚磷菌具有耐冷的特性，當環境溫度低于5℃時，也可生長和繁殖。
但在溫度為20℃左右時，其生長和繁殖的速度***快。因此，可以認為，環境溫度的降低也會對除磷效果造成不同程度的影響。
除此之外，在低溫條件下進行除磷操作時，部分微生物對聚磷菌具有一定的抑制作用，當環境溫度符合微生物的生長要求時，其便會對聚磷菌造成抑制影響，致使除磷效果降低。
有關研究表明，在寒冷地區城市污水廠，除低氧、低負荷外，溫度也是影響污泥膨脹的重要因素。通過對膨脹污泥的顯微觀察和生化分析，我們發現微絲菌屬的小胸蟲(micmthrix parvicella)在低溫條件下會引起污泥膨脹。此細菌適合的生長環境是低溫（≤12℃~15℃）、低負荷（≤0.1kg/kg·d），在這種環境下它的絲特別長，具有疏水性特點。低溫導致M·ParvieeIIa的過度生長是寒冷地區冬季和春季污泥膨脹的主要原因。為了平衡低溫帶來的不利影響，咱們需要在溫度尚未發生較大變化的秋季就提前做好菌種的馴化，以較長的時間來抵消菌群組成變化帶來的影響。同時，在冬季污水處理廠運行時，控制好運行參數，以適應環境變化的需要。一般來說，微生物會在生長代謝的過程中逐漸適應周圍環境的溫度，但這一適應過程通常需要耗費較長的時間。目前，多數城市季節過渡不明顯，秋冬來臨常常伴隨環境溫度都突然降低。這種情況下，微生物很難在短期內輕易適應，需要人為來補充更適應環境的微生物。因此，污水廠應總結往年氣溫變化規律，據此提前做好相應預案，在秋季氣溫剛開始下降時，緩慢地進行活性污泥的置換，穩步提高微生物對低溫天氣的適應性。值得一提的是，該操作***好能在秋末冬初完成置換，逐漸提升污泥濃度，直至達到冬季運行工況下的活性污泥濃度，以保證生化處理工藝的穩定運行。活性污泥中微生物的活性受環境溫度影響極大，低溫時微生物的正常生長會受到極大抑制。為了保持低溫條件下微生物的生長增殖、新陳代謝，污水處理廠需要密切關注污水中各營養組分的含量，并根據實際情況適當調整有機組分的比例。比如，污水處理廠可通過補充碳源或者調整碳源、氮源等營養組分比例。這樣做可以為微生物的生長提供充足的養分和合適的營養，以保障微生物的正常生長，從而使活性污泥在秋冬季低溫條件下，依然保持足夠的活力，維持污水處理廠的有效運行。有經驗的運維人員肯定知道，秋冬季節活性污泥中的微生物活性較低，因此大多會選擇提高污泥濃度來保持活性，但這種做法常常伴有一些風險。穩定運行的活性污泥內蘊含有大量微生物，如果短時間內通過不脫泥或者少脫泥來實現污泥濃度的提升，會使微生物生長時間過長，從而會引起污泥過度老化，***終導致產生生物泡沫或者污泥膨脹。因此，無論是任何工況調整，都必須保證剩余污泥的穩定排放。污水處理廠應該在保證污泥穩定排放的前提下，采用一些較為緩和的措施來控制污泥泥齡，這需要一個較長時間的工藝調整過程。從上文可知，低溫會使得活性污泥中的微生物受到影響，從而導致污水處理效率降低。因此，可通過添加保溫措施，來提高污水溫度，從而提高污泥中的微生物活性。1）保證設備連續運轉，避免外露設施上凍，一旦出現故障，及時排空；2）對厭氧池，缺氧池，好氧池及二沉池等池壁采用巖棉材質保溫棉或苯板進行保溫處理，池頂加蓋，架塑料大棚等保溫措施；3）對污水廠地上管道采用電伴熱纏繞，保溫棉包裹等方式對污水進行保溫，避免污水溫度過低進入各處理階段；4）加藥間安裝暖氣供暖，懸掛棉門簾，以確保藥劑充分溶解，同時避免藥劑低溫進入生化池。通過適當的工藝優化調整可以降低低溫對活性污泥系統的影響，以此來確保出水水質穩定達標。1）適當提高污泥濃度來提高處理效果。通過污泥濃度的提高，使得更多的微生物參與到有機物分解中，提高處理效率。2）適當增加污水停留時間。在保溫措施完備的基礎上，適當增加污水停留時間，延長污泥與污水的接觸時間，從而提高去除效果。3）減少剩余污泥排放。通過減少剩余污泥排放來降低硝化菌因低溫污泥齡延長所帶來的影響。4）增加粉末活性炭等物質作為載體使得微生物在水中形成生物膜，與水中懸浮活性污泥共同去除污水中的物質，提高處理效果。5）保證充足的碳源。必要時需向生化系統內投加額外碳源以保證活性污泥中的微生物在低溫條件下有足夠的營養物質供其生長。6）進行適當的曝氣控制，保證曝氣充足，以確保活性污泥中的微生物正常生長。進水的粗細格柵在冬季氣溫持續0℃以下時，會在耙齒上出現結冰現象，導致粗格柵間距變小，細格柵堵塞。對策保持格柵高水位運行，使柵條始終浸在水中防止上凍。粗細格柵、螺旋輸送器、壓榨機應加大開啟頻次，在環境溫度連續0攝氏度以下應保持連續運行。設備一旦上凍，禁止強行開啟，應在向螺旋中加融雪劑等人工解凍后再開啟運行。室內格柵間可通過通風降低空氣濕度，防止限位開關結冰。由于停留在泵體內的水在0℃以下結冰時體積膨脹，易造成泵體脹裂。因此，對于非連續運行的備用進水泵、回流泵等，應采取有效的防凍措施，包括停用時將泵體內水排空，保持長流水，加保溫伴熱，采用井下泵等。潛污泵由于泵體置于水下，雖然不會結冰，但要對泵出口至水面以上部分管道進行保溫。加藥間由于藥劑溶解度的要求，有條件的企業應采用室內布置。加藥設備、管路相對較小且相對較為精密，應采取設備、管線保溫措施。在MBR膜系統在冬季低溫條件下，應考慮引進熱源，保持溫度以維持較高的膜通量和混合液中微生物的活性。值得一提的是，采用PTEE材質的中空纖維膜，在環境溫度降低時易于破碎。在冬春交際，膜結構發生凍融現象，會帶來一定的損壞隱患。通常情況下臭氧發生器置于室內，環境溫度可以保證臭氧發生器的生產使用。冬季低溫情況下停用，應檢查系統的冷卻水，將冷凝器和放電室冷卻水排空，以免凍裂設備機件。同時，低溫情況下應檢查尾氣破壞裝置的加熱系統運行是否正常，防止尾氣排放不合格。一般情況下污泥脫水系統非24小時連續運行，在環境溫度低于0℃以下停機，容易造成泥餅凍結等問題。在堆放泥餅的場地設置蒸汽加熱管線可以解決泥餅凍結的問題。1）管線解凍，應由兩頭向中間緩慢、均勻解凍，先用少量熱水加溫，然后加大熱水量，防止驟然升溫而損壞管道。同時，需要做好解凍后的防護措施，以免發生管線破損及其它事故。2）設備解凍，先用少量熱水加溫，然后加大熱水量，應忌用蒸汽直接吹掃，防止驟然升溫而損壞設備元件。閥門等出現開關費勁，不得強行開關，應用熱水暖開后再開，以免損壞內部構件。另外，各處理工段及加藥間、化驗室等室外斜坡、樓梯、走廊、平臺等及巡檢通道要保持清潔，及時清除積雪，防止積水、結冰。
