在我国北方，冬季较为寒冷，冬季最低气温可以在－15度以下，水温降低或过低可能使得污水处理过程出现一系列困难或问题，包括物理与生物吸附能力下降，生物活性降低，沉淀不易，污泥膨胀等，导致污水处理量与出水水质很难保证与达标。 
寒冷地区污水厂运行不得不采取增大污泥回流量、增长污水停留时间等措施，这些措施可能又进一步会降低污水水温，尤其是污水停留时间的增长，会导致污水水温随时间线性下降。通常可通过增大污泥回流量、增长污水停留时间等措施让耐低温菌尽可能代谢污染物。
目前的工程中一般采用降低污泥负荷、增加污泥回流量、增长水力停留时间甚至对池体做升温或保温等措施，以保证污水厂在冬季时的正常运行，但这不仅会增加工程的投资和运行费用，还会带来污泥膨胀等一系列问题。
现行的解决办法非常有限，在我国部分北方城市常用的措施有：
1.曝气池、二沉池等池壁采用发泡保温板保温，外砌砖围护（炉渣、膨胀珍珠岩等填充）结构，池顶加盖等保温措施； 
2.鼓风机一侧设空气预热室，将冬季-10～-20℃的冷空气预热到5～8℃；空气管道设置管廊，便于保温处理等。 
3.适当加热污泥，包括回流污泥；
4.用热蒸汽给进入曝气池的污水加热。 
现行的这些办法都将会增加污水处理的运行成本。
污水处理厂冬季防冻预案 
如果污水处理厂污水量不足，又因为其它原因不能停止生产，要保持污水处理厂各处理单元的污水不结冻，解决的思路主要有两个：
一是给处理单元内的污水不断补充热量，
二是增加水的流动性，让水不停的流动。因各污水处理厂的特点不同，所采取的措施方法也不尽相同，应结合自身特点采取适合自己的方式方法进行防冻。

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