活性污泥法是污水生物處理的一種方法。該法是在人工充氧條件下，對污水和各種微生物群體進(jìn)行連續(xù)混合培養(yǎng)，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有機(jī)污染物。然后使污泥與水分離，大部分污泥再回流到曝氣池，多余部分則排出活性污泥系統(tǒng)。

一.基本原理

活性污泥是由細(xì)菌、真菌、原生動物、后生動物等微生物群體與污水中的懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)混雜在一起所形成的具有很強(qiáng)的吸附分解有機(jī)物能力和良好沉降性能的絮絨狀污泥顆粒，因具有生物化學(xué)活性，所以被稱為活性污泥。

活性污泥的性狀：

從外觀上看，活性污泥是像礬花一樣的絮絨顆粒，又稱生物絮凝體，絮凝體直徑一般為0.02~0.2 mm,在靜置時可立即凝聚成較大的絨粒而下沉。活性污泥的顏色因污水水質(zhì)不同而異，一般為黃色或茶褐色，供氧不足或出現(xiàn)厭氧狀態(tài)時呈黑色，供氧過多營養(yǎng)不足時星灰白色，略顯酸性，稍具土壤的氣味并夾帶-些霉臭味。活性污泥含水率很高，一般都在99%以上，其比重因含水率不同而異，曝氣池混合液相對密度為1.002~1.003，而回流污泥相對密度為1.004~1.006.活性污泥表面積一般為20~ 100 cm2/mL。

二.基本組成：

1.曝氣池：反應(yīng)主體

2.二沉池：

a.進(jìn)行泥水分離，保證出水水質(zhì)；

b.保證回流污泥，維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度。

3.回流系統(tǒng)：

a.維持曝氣池的污泥濃度；

b改變回流比，改變曝氣池的運行工況。

4.剩余污泥排放系統(tǒng)：

a.是去除有機(jī)物的途徑之一；

b.維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

5.供氧系統(tǒng):主要由供氧曝氣風(fēng)機(jī)和專用曝氣器構(gòu)成向曝氣池內(nèi)提供足夠的溶解氧。

三.運行條件：

活性污泥系統(tǒng)有效運行的基本條件是：

① 廢水中含有足夠的可溶性易降解有機(jī)物；

② 混合液含有足夠的溶解氧；

③ 活性污泥在池內(nèi)呈懸浮狀態(tài)；

④ 活性污泥連續(xù)回流、及時排除剩余污泥，使混合液保持一定濃度的活性污泥；

⑤ 無有毒有害的物質(zhì)流入。

四.基本流程

典型的活性污泥法是由曝氣池、沉淀池、污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥排除系統(tǒng)組成。

污水和回流的活性污泥一起進(jìn)入曝氣池形成混合液。從空氣壓縮機(jī)站送來的壓縮空氣，通過鋪設(shè)在曝氣池底部的空氣擴(kuò)散裝置，以細(xì)小氣泡的形式進(jìn)入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，還使混合液處于劇烈攪動的狀態(tài)，呈懸浮狀態(tài)。溶解氧、活性污泥與污水互相混合、充分接觸，使活性污泥反應(yīng)得以正常進(jìn)行。

第一階段，污水中的有機(jī)污染物被活性污泥顆粒吸附在菌膠團(tuán)的表面上，這是由于其巨大的比表面積和多糖類黏性物質(zhì)。同時一些大分子有機(jī)物在細(xì)菌胞外酶作用下分解為小分子有機(jī)物。

第二階段，微生物在氧氣充足的條件下，吸收這些有機(jī)物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供給自身的增殖繁衍。活性污泥反應(yīng)進(jìn)行的結(jié)果，污水中有機(jī)污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增長，污水則得以凈化處理。

經(jīng)過活性污泥凈化作用后的混合液進(jìn)入二次沉淀池，混合液中懸浮的活性污泥和其他固體物質(zhì)在這里沉淀下來與水分離，澄清后的污水作為處理水排出系統(tǒng)。經(jīng)過沉淀濃縮的污泥從沉淀池底部排出，其中大部分作為接種污泥回流至曝氣池，以保證曝氣池內(nèi)的懸浮固體濃度和微生物濃度；增殖的微生物從系統(tǒng)中排出，稱為“剩余污泥”。事實上，污染物很大程度上從污水中轉(zhuǎn)移到了這些剩余污泥中。

活性污泥法的原理形象說法：微生物“吃掉”了污水中的有機(jī)物，這樣污水變成了干凈的水。它本質(zhì)上與自然界水體自凈過程相似，只是經(jīng)過人工強(qiáng)化，污水凈化的效果更好。

五．常見的活性污泥法污水處理工藝

目前常用的幾種活性污泥法污水處理工藝主要是氧化溝、A2/O工藝、傳統(tǒng)活性污泥法、SBR工藝以及A/O工藝等。

1.氧化溝

又稱連續(xù)循環(huán)反應(yīng)器，是常規(guī)活性污泥法的一種改型和發(fā)展，是延時曝氣法的一種特殊形式。其曝氣池呈封閉的溝渠型（平面結(jié)構(gòu)一般呈環(huán)形溝渠狀，平面多為橢圓形、圓形或馬蹄形），溝內(nèi)的污水沿著環(huán)狀溝渠循環(huán)流動，曝氣、沉淀和污泥穩(wěn)定等過程在一個構(gòu)筑物內(nèi)完成，是一種首尾相連的循環(huán)流曝氣溝渠。也有人稱“循環(huán)曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝工藝由于具有較強(qiáng)的水力停留時間，污水進(jìn)入氧化溝后立即被大即被大量的水稀釋，因此其具有較低的有機(jī)負(fù)荷和較長的污泥齡。

2.A2/O工藝

也稱A-A-O工藝，即厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝。該工藝處理效率一般能達(dá)到:BOD5和SS為90%～95%，總氮為70%以上，磷為90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A2/O工藝的基建費和運行費均高于普通活性污泥法，運行管理要求高，對于目前國內(nèi)來說，當(dāng)處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養(yǎng)化，從而影響給水水源時，才采用該工藝。

3.傳統(tǒng)活性污泥法

是一直沿用至今、應(yīng)用廣泛的一種廢水好氧生化處理技術(shù)，其主要由曝氣池、二次沉淀池、曝氣系統(tǒng)以及污泥回流系統(tǒng)等組成。隨著污水沿著池長方向流動，有機(jī)物在池內(nèi)的降解主要經(jīng)歷了吸附和代謝兩個階段，微生物也經(jīng)歷了從池首端的對數(shù)增長、中期的減速增長到池末端的內(nèi)源平吸的完全生長周期。傳統(tǒng)的活性污泥法對于污水處理的效果極好，運行較為穩(wěn)定，但也存在問題。該活性污泥法的曝氣池由于微生物的降解效應(yīng)，呈現(xiàn)前端高、后端負(fù)荷低的特點，因此為了避免前端出現(xiàn)供共氧不足的情況，進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷不宜過高，或采取漸減供養(yǎng)的方式。該工藝相對成熟，有機(jī)物去除效率高，BOD5的去除率通常為90%～95%，適用于處理進(jìn)水水質(zhì)比較穩(wěn)定而處理程度要求高的污水處理廠。

4.SBR工藝

全名序列間歇式活性污泥法，是一種按間歇曝氣來運轉(zhuǎn)的活性污泥污水處理技能，又稱序批式活性污泥法。與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR技術(shù)采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，處理過程主要由初期的去除與吸附作用、微生物的代謝作用、絮凝體的形成與絮凝沉淀性能等幾個凈化過程組成。SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)，適用于間歇排放和流量變化較大的場合。

5.A/O工藝

也叫厭氧好氧工藝，A是厭氧段，主要用于脫氮除磷，O是好氧段，主要用于去除水中的有機(jī)物。它除了可去除廢水中的有機(jī)污染物外，還可同時去除氮、磷，對于高濃度有機(jī)廢水及難降解廢水，在好氧段前設(shè)置水解酸化段，可顯著提高廢水可生化性。由于其同時具有降解有機(jī)物及脫氮作用，運行管理方便，中小型的城市生活污水處理站較多采用了A/O工藝。