活性污泥概述

活性污泥是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称，1912年由英国的克拉克和盖奇发现，活性污泥可分为好氧活性污泥和厌氧颗粒活性污泥，活性污泥主要用来处理污废水。活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机污水的一类好氧处理方法。

影响活性污泥性能的环境因素

（1）溶解氧

供氧是活性污泥法高效运行的重要条件，供氧多少一般用混合溶解氧的浓度控制。一般说，溶解氧浓度以不低于2MG/L为宜。

（2）水温

好氧生物处理时，温度多维持在15~25℃的废水原有温度范围内，温度再高时，气味明显，而低温会降低BOD的去除速率。

（3）营养料

各种微生物体内含元素和需要的营养元素大体一致。细菌的化学组成实验式为C₅H₇O₂N，霉菌为C₁₀H₁₇O₆N₂原生动物为C₇H₁₄O₃N，所以在培养微生物时，可按菌体的主要成分比例供给营养。微生物赖以生活的主要外界因素为碳和氮，通常称为碳源和氮源。此外，还需要微量的钾、镁、铁、微生物等。

碳源——异样型微生物利用有机碳源，自养菌利用无机碳源。氮源——无机氮（NH₃及NH₄⁺）和有机氮（尿素、氮激酸、蛋白质等）。

（4）有毒物质

主要毒物有重金属离子（如锌、铜、铅等）和一些非金属化合物（如硫化物等）。油类物质数量亦应加以限制。

活性污泥的培训与驯化

活性污泥的培养

对城市污水或与之类似的工业废水，由于营养和菌种都已具备，可用其初步沉淀水调整BOD₅至200~300MG/L后，在曝气池内进行连续曝气，一般在15~20℃下经一周左右就会出现活性污泥絮体，要及时适当地换水和排放剩余污泥，以补充营养和排除代谢产物。换水的方法分间断换水和连续换水。

间断换水——混合液在曝气到开始出现活性污泥絮体后，即停止曝气，静止沉淀1~1.5H，排放约占总体积60~70%的上清夜，再补充生活污水或粪便水，继续曝气。当沉降比大于30%时，说明池中混合液污泥浓度已满足要求。第一次换水后，应每天换水一次，这样重复操作7~10D，便可达到活性污泥成熟。此时，污泥具有良好的凝聚和沉降性能，含有大量的菌胺团和纤毛虫类原生动物，并可使BOD₅去除率达95%左右。

连续换水——当池容积大采用间断换水有困难时，可改用连续换水。即当池中出现活性污泥絮体后，可连续地向池内投加生活污水，并连续地出水和回流，其投加量可控制在池内每天换水一次的程度。回流污泥量可采用进水量的50%。当温水在15~20℃时，污泥经两周左右即可培养成熟。

活性污泥的驯化

如果工业废水的性质与生活污水相差很大时，用生活污水培养的活性污泥应用工业废水进行驯化。驯化的方法是混合液中逐渐增加工业废水的比例，直到达到满负荷。

为了缩短培养和驯化的时间，可将两个阶段合并起来进行。就是在培养过程中，不断地加入少量的工业废水，使微生物在培养过程中逐渐适应新的环境。

活性污泥法运行中常见的问题

（1）污泥膨胀

广义的讲把活性污泥的凝聚性和沉降性恶化，以及处理水混浊的现象总称为活性污泥的膨胀。也就是说，活性污泥的膨胀就是指污泥体积增大而密度下降的现象。

污泥膨胀上浮的原因很多，除了理化、生物及生化方面的原因外，还与运行管理和构筑物结构形式等有关。

解决污泥膨胀的方法因产生原因而异，概括起来就是预防和抑制。

预防就是加强管理，即使监测水质、曝气池污泥沉降比、污泥植树、溶解氧等，发现异常状况，及时采取措施。污泥发生膨胀后，要针对发生膨胀的原因，采取相应的措施：当进水浓度达和出水水质差时，应加强曝气，提高供氧量；加大排泥量，提高进水浓度，促进微生物新陈代谢过程，以新污泥置换老污泥；曝气池中含碳高而使碳氮比失调时，投加含氮化合物。

（2）污泥的致密与减少

污泥体积指数减少会使污泥失去活性。引起污泥致密与减少的因素有：进水中有机悬浮物突然增多；环境条件恶化，有机物转化率降低；有机物营养减少；污泥上浮而造成污泥流失等。

（3）泡沫问题

当废水中含有合成洗涤剂及其他起泡物质时，就会在曝气池表面形成大量泡沫。泡沫影响二沉池的沉淀效率，恶化出水水质，影响环境卫生。

抑制泡沫的措施有：在曝气池上安装喷洒管网，用压力水喷洒，打破泡沫；定时投加除沫济以破除泡沫。

活性污泥法运行中需要测定的主要项目

污泥——在标准活性污泥法里，以SVI=50~150为理想，达到200以上则认为污泥可能膨胀；

曝气池混合液悬浮固体浓度MLSS或MLVSS——标准活性污泥法中，通常MLSS=1500~2000mg/L。

生物相的显微镜观察——好的活性污泥在显微镜下看不到或很少看到分散在水中的细菌，看到的是一团团结构紧密的污泥块；不太好的活性污泥，在显微镜下可以看到丝状菌，亦可看到一团团污泥块;很差的活性污泥，则丝状菌很多；鞭毛虫和游动型纤毛虫只能在有大量细菌时才出现；固着型纤毛虫（如钟虫），存在于有机物很少，BOD₅在5~10mg/L左右的废水中；轮虫在水质十分稳定、溶解氧充分时才出现。

反映污泥营养的项目属于污泥营养的测定项目有：BOD₅；出水氨氮（至少1mg/l）；出水磷（至少1mg/l）;溶解氧

活性污泥处理工艺

（1）序批式活性污泥法

其工艺特点是将曝气池和沉淀池合而为一，生化反应虽分批进行，基本工作周期可由进水、反应、沉淀、排水和闲置五个阶段组成。

（2）生物吸附氧化法(AB法)

特点

(1)AB法属于两段活性污泥法范畴，但通常不设初沉池，以便充分利用活性污泥的吸附作用；

(2)A级和B级的污泥回流是截然分开的，因而在两级中具有组成和功能均不相同的微生物种群；

(3)A级以极高负荷运行，其污泥负荷率从大于2.0kgBOD/(kgMLSS˙d)，水力停留时间为0.5h左右，对不同进水水质，A级可选择以好氧或缺氧方式运行；

(4)B级则以低负荷运行，其污泥负荷率从小于0.3kgBOD/(kgMLSS˙d)。

（3）延时曝气法

延时曝气，又称完全氧化活性污泥法，为长时间曝气的活性污泥法。采用低负荷方式运行，去除率高，污泥量少。

（4）氧化沟

连续环式反应池通常简称为氧化沟，是活性污泥法的一种改型，属延时曝气的一种特殊形式。

（5）阶段曝气活性污泥法

阶段曝气法也称为多点进水活性污泥法，它是普通活性污泥法的一个简单的改进，可克服普通活性污泥法供氧同需氧不平衡的矛盾。

曝气池容积同普通活性污泥法比较可以缩小30%左右，但其出水差于普通活性污泥法。

（6）渐减曝气法

克服普通活性污泥法曝气池中供氧、需氧不平衡另一个改进方法是将曝气池的供氧沿活性污泥推进方向逐渐减少，这即为渐减曝气法。

该工艺曝气池中有机物浓度随着向前推进不断降低、污泥需氧量也不断下降、曝气量相应减少。

（7）吸附再生活性污泥法

吸附再生活性污泥法系根据废水净化的机理，污泥对有机污染物的初期高速吸附作用，将普通活性污泥法作相应改进发展而来。

特点：

回流污泥量比普通活性污泥法多，回流比一般在50%—100%左右；

吸附池和再生池的总容积比普通活性污泥法曝气池小得多，空气用量并不增加，因此减少了占地和降低了造价；

具有较强的调节平衡能力，以适应进水负荷的变化。

缺点是去除率较普通活性污泥法低，尤其是对溶解性有机物较多的工业废水，处理效果不理想。

（8）完全混合活性污泥法

完全混合活性污泥法的流程和普通活性污泥法相同，但废水和回流污泥进入曝气池时，立即与池内原先存在的混合液充分混合。

(1)采用扩散空气曝气器的完全混合活性污泥法工艺流程；

(2)采用机械曝气的完全混合活性污泥工艺流程；

(3)合建式圆形曝气沉淀池。

优点

微生物的代谢速率甚高；

废水水力停留时间往往较短，系统的负荷较高；

构筑物的占地较省。

缺点

导致出水水质较差；

较易发生丝状菌过量生长的污泥膨胀等运行间题。

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参考资料来源：水世界论坛、环创空间、大话环保江湖

编辑：一刻度 | 排版：一刻度 | 统筹：潘鹏 

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