產(chǎn)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(guó)的克拉克（Clark）和蓋奇（Gage）發(fā)現(xiàn)的。他們對(duì)污水長(zhǎng)時(shí)間曝氣會(huì)產(chǎn)生污泥，同時(shí)水質(zhì)會(huì)得到明顯的改善。繼而阿爾敦（Arden）和洛開(kāi)脫（Lockgtt）對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行了研究。

曝氣試驗(yàn)是在瓶中進(jìn)行的，每天試驗(yàn)結(jié)束時(shí)把瓶子倒空，第二天重新開(kāi)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(shí)，處理效果反而好。由于認(rèn)識(shí)了瓶壁留下污泥的重要性，他們把它稱(chēng)為活性污泥。

隨后，他們?cè)诿刻旖Y(jié)束試驗(yàn)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(shí)間。

1916年，應(yīng)用這個(gè)試驗(yàn)的工藝建成的*個(gè)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(jiàn)到大量的細(xì)菌，還有真菌，原生動(dòng)物和后生動(dòng)物，它們組成了一個(gè)特有的生態(tài)系統(tǒng)。正是這些微生物（主要是細(xì)菌）以污水中的有機(jī)物為食料，進(jìn)行代謝和繁殖，才降低了污水中有機(jī)物的含量。

工作原理

活性污泥中復(fù)雜的微生物與廢水中的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物形成了復(fù)雜的食物鏈。*擔(dān)當(dāng)凈化任務(wù)的是異養(yǎng)菌和腐生性真菌，細(xì)菌特別是球狀細(xì)菌起著最關(guān)鍵的作用，優(yōu)良運(yùn)轉(zhuǎn)的活性污泥，是以絲狀菌為骨架由球狀菌組成的菌膠團(tuán)。沉降性好，隨著活性污泥的正常運(yùn)行，細(xì)菌大量繁殖，開(kāi)始生長(zhǎng)原生動(dòng)物，是細(xì)菌一次捕食者?；钚晕勰喑Ｒ?jiàn)的原生動(dòng)物有鞭毛蟲(chóng)、肉毛蟲(chóng)、纖毛蟲(chóng)和吸管蟲(chóng)?；钚晕勰喑墒鞎r(shí)固著型的纖毛蟲(chóng)、種蟲(chóng)占優(yōu)勢(shì)；后生動(dòng)物是細(xì)菌的二次捕食者，如輪蟲(chóng)、線蟲(chóng)等只能在溶解氧充足時(shí)才出現(xiàn)，所以當(dāng)出現(xiàn)后生動(dòng)物時(shí)說(shuō)明處理水質(zhì)好轉(zhuǎn)標(biāo)志。其性能指標(biāo)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(biāo)

微生物群體主要包括細(xì)菌，原生動(dòng)物和藻類(lèi)等．其中，細(xì)菌和原生動(dòng)物是主要的二大類(lèi)．活性污泥的性能指標(biāo)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(chēng)為混合液污泥濃度，表示在曝氣池單位容積混合液內(nèi)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(xì)菌）內(nèi)源代謝、自身氧化的殘留物；

Mi --由原污水挾入的難為細(xì)菌降解的惰性有機(jī)物質(zhì)；

Mii--由污水挾入的無(wú)機(jī)物質(zhì)。

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(jī)性固體物質(zhì)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(duì)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(xiàng)指標(biāo)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(duì)值。但因?yàn)槠錅y(cè)定簡(jiǎn)便易行，廣泛應(yīng)用于活性污泥處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行。

污泥沉降比（settling velocity，SV），又稱(chēng)30min沉降率?；旌弦涸诹客矁?nèi)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(jiǎn)稱(chēng)污泥指數(shù)，其物理意義是在曝氣池出口處的混合液，在經(jīng)過(guò)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(jì)。

污泥容積指數(shù)的計(jì)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(xí)慣上只稱(chēng)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(zhǎng)緩慢。營(yíng)養(yǎng)料——細(xì)菌的化學(xué)組成實(shí)驗(yàn)式為C5H7O2N，霉菌為C10H17O6原生動(dòng)物為C7H14O3N，所以在培養(yǎng)微生物時(shí)，可按菌體的主要成分比例供給營(yíng)養(yǎng)。微生物賴(lài)以生活的主要外界營(yíng)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(jī)碳源，自養(yǎng)菌利用無(wú)機(jī)碳源。氮源--無(wú)機(jī)氮（NH3及NH4+）和有機(jī)氮（尿素，氨基酸，蛋白質(zhì)等）。

一般比例關(guān)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(jìn)入曝氣池形成混合液。曝氣池是一個(gè)生物反應(yīng)器，通過(guò)曝氣設(shè)備充入空氣，空氣中的氧溶入污水使活性污泥混合液產(chǎn)生好氧代謝反應(yīng)。曝氣設(shè)備不僅傳遞氧氣進(jìn)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(jī)物、氧氣同微生物能充分接觸和反應(yīng)。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(lái)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(chēng)為回流污泥?；亓魑勰嗟哪康氖鞘蛊貧獬貎?nèi)保持一定的懸浮固體濃度，也就是保持一定的微生物濃度。曝氣池中的生化反應(yīng)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(yùn)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(yīng)進(jìn)行處理，防止污染環(huán)境。要使活性污泥法形成一個(gè)實(shí)用的處理方法，污泥除了有氧化和分解有機(jī)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(lái)，得到澄清的出水?；钚晕勰嘀械募?xì)菌是一個(gè)混合群體，常以菌膠團(tuán)的形式存在，游離狀態(tài)的較少。菌膠團(tuán)是由細(xì)菌分泌的多糖類(lèi)物質(zhì)將細(xì)菌包覆成的粘性團(tuán)塊，使細(xì)菌具有抵御外界不利因素的性能。菌膠團(tuán)是活性污泥絮凝體的主要組成部分。游離狀態(tài)的細(xì)菌不易沉淀，而混合液中的原生動(dòng)物可以捕食這些游離細(xì)菌，這樣沉淀池的出水就會(huì)更清徹，因而原生動(dòng)物有利于出水水質(zhì)的提高。