產生背景

活性污泥是一種好氧生物處理方法，活性污泥基本概念是1912年英國的克拉克（Clark）和蓋奇（Gage）發(fā)現(xiàn)的。他們對污水長時間曝氣會產生污泥，同時水質會得到明顯的改善。繼而阿爾敦（Arden）和洛開脫（Lockgtt）對這一現(xiàn)象進行了研究。

曝氣試驗是在瓶中進行的，每天試驗結束時把瓶子倒空，第二天重新開始，他們偶然發(fā)現(xiàn)，由于瓶子清洗不完善，瓶壁附著污泥時，處理效果反而好。由于認識了瓶壁留下污泥的重要性，他們把它稱為活性污泥。

隨后，他們在每天結束試驗前，把曝氣后的污水靜止沉淀，只倒上層凈化清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用，這樣大大縮短了污水處理的時間。

1916年，應用這個試驗的工藝建成的*個活性污泥法污水處理廠。在顯微鏡下觀察這些褐色的絮狀污泥，可以見到大量的細菌，還有真菌，原生動物和后生動物，它們組成了一個特有的生態(tài)系統(tǒng)。正是這些微生物（主要是細菌）以污水中的有機物為食料，進行代謝和繁殖，才降低了污水中有機物的含量。

工作原理

活性污泥中復雜的微生物與廢水中的有機營養(yǎng)物形成了復雜的食物鏈。*擔當凈化任務的是異養(yǎng)菌和腐生性真菌，細菌特別是球狀細菌起著最關鍵的作用，優(yōu)良運轉的活性污泥，是以絲狀菌為骨架由球狀菌組成的菌膠團。沉降性好，隨著活性污泥的正常運行，細菌大量繁殖，開始生長原生動物，是細菌一次捕食者?；钚晕勰喑Ｒ姷脑鷦游镉斜廾x、肉毛蟲、纖毛蟲和吸管蟲?；钚晕勰喑墒鞎r固著型的纖毛蟲、種蟲占優(yōu)勢；后生動物是細菌的二次捕食者，如輪蟲、線蟲等只能在溶解氧充足時才出現(xiàn)，所以當出現(xiàn)后生動物時說明處理水質好轉標志。其性能指標包括：混合液懸浮固體 （MLSS），污泥沉降比（SV），污泥指數(shù)[污泥體積指數(shù)（SVI），污泥密度指數(shù)（SDI）。

性能指標

微生物群體主要包括細菌，原生動物和藻類等．其中，細菌和原生動物是主要的二大類．活性污泥的性能指標包括：混合液懸浮固體（MLSS），污泥沉降比（SV），污泥指數(shù)[污泥體積指數(shù)（SVI），污泥密度指數(shù)（SDI）。

混合液懸浮固體濃度（mixed liquor suspended solids，MLSS），又稱為混合液污泥濃度，表示在曝氣池單位容積混合液內所含的活性污泥固體的總重量，即 MLSS=Ma+Me+Mi+Mii

Ma--具有代謝功能活性的微生物群體；

Me--微生物（主要是細菌）內源代謝、自身氧化的殘留物；

Mi --由原污水挾入的難為細菌降解的惰性有機物質；

Mii--由污水挾入的無機物質。

表示單位為mg/L混合液，或g/L混合液，g/m3混合液，kg/m3混合液。

混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（mixed liquor volatile suspended solids，MLVSS），表示混合液活性污泥中有機性固體物質部分的濃度，即

MLVSS=Ma+Me+Mi

MLVSS與MLSS的比值以f表示，即

f=MLVSS/MLSS

在一般情況下，f值比較固定，對生活污水，f值為0.75左右。以生活污水為主體的城市污水也同此值。

以上兩項指標都不能*地表示活性污泥微生物量，而表示的是活性污泥的相對值。但因為其測定簡便易行，廣泛應用于活性污泥處理系統(tǒng)的設計、運行。

污泥沉降比（settling velocity，SV），又稱30min沉降率。混合液在量筒內靜置30min后所形成沉淀污泥的容積占原混合液容積的百分率，以%表示。

污泥容積指數(shù)（sludge volume index，SVI），簡稱污泥指數(shù)，其物理意義是在曝氣池出口處的混合液，在經過30min靜沉后，每g干污泥所形成的沉淀污泥所占的容積，以mL計。

污泥容積指數(shù)的計算式為：

SVI= 混合液（1L）30min靜沉形成的活性污泥容積（mL）/混合液（1L）中懸浮固體干重（g）=(SV（mL/L）)/(MLSS（g/L）)SVI的表示單位為mL/g，習慣上只稱數(shù)字，而把單位略去。

環(huán)境因素

影響活性污泥性能的環(huán)境因素：

溶解氧——溶解氧濃度以不低于2mg/L為宜（2—4mg/L）。水溫——維持在15～25℃，低于5℃微生物生長緩慢。營養(yǎng)料——細菌的化學組成實驗式為C5H7O2N，霉菌為C10H17O6原生動物為C7H14O3N，所以在培養(yǎng)微生物時，可按菌體的主要成分比例供給營養(yǎng)。微生物賴以生活的主要外界營養(yǎng)為碳和氮，此外，還需要微量的鉀，鎂，鐵，維生素等。

碳源--異養(yǎng)菌利用有機碳源，自養(yǎng)菌利用無機碳源。氮源--無機氮（NH3及NH4+）和有機氮（尿素，氨基酸，蛋白質等）。

一般比例關系：BOD：N：P=100：5：1

好氧生物處理：BOD5=500——1000mg/l

活性污泥基本流程

活性污泥法是由曝氣池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系統(tǒng)所組成。污水和回流的活性污泥一起進入曝氣池形成混合液。曝氣池是一個生物反應器，通過曝氣設備充入空氣，空氣中的氧溶入污水使活性污泥混合液產生好氧代謝反應。曝氣設備不僅傳遞氧氣進入混合液，且使混合液得到足夠的攪拌而呈懸浮狀態(tài)。這樣，污水中的有機物、氧氣同微生物能充分接觸和反應。隨后混合液流入沉淀池，混合液中的懸浮固體在沉淀池中沉下來和水分離。流出沉淀池的就是凈化水。沉淀池中的污泥大部分回流，稱為回流污泥?；亓魑勰嗟哪康氖鞘蛊貧獬貎缺３忠欢ǖ膽腋」腆w濃度，也就是保持一定的微生物濃度。曝氣池中的生化反應引起了微生物的增殖，增殖的微生物通常從沉淀池中排除，以維持活性污泥系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。這部分污泥叫剩余污泥。剩余污泥中含有大量的微生物，排放環(huán)境前應進行處理，防止污染環(huán)境。要使活性污泥法形成一個實用的處理方法，污泥除了有氧化和分解有機物的能力外，還要有*的凝聚和沉淀性能，以使活性污泥能從混合液中分離出來，得到澄清的出水?；钚晕勰嘀械募毦且粋€混合群體，常以菌膠團的形式存在，游離狀態(tài)的較少。菌膠團是由細菌分泌的多糖類物質將細菌包覆成的粘性團塊，使細菌具有抵御外界不利因素的性能。菌膠團是活性污泥絮凝體的主要組成部分。游離狀態(tài)的細菌不易沉淀，而混合液中的原生動物可以捕食這些游離細菌，這樣沉淀池的出水就會更清徹，因而原生動物有利于出水水質的提高。