好氧活性污泥法

一、基本分析

好氧活性污泥法是以活性污泥為主體,利用活性污泥中懸浮生長型好氧微生物氧化分解污水中的有機物質的污水生物處理技術，是一種應用zui廣泛的污水好氧生物處理技術。氣凈化污水的可分為吸附、代謝、固液分離三個階段，由曝氣池、曝氣系統、回流污泥系統及二次沉淀池等組成。

經過一級預處理與二次沉淀池底部回流的活性污泥同時進入曝氣池混合后，再曝氣的作用下，混合液得到足夠的溶解氧并使活性污泥與污水充分接觸，污水中的膠體狀和溶解性有機物被活性污泥吸附，并被活性污泥中的微生物氧化分解，從而得以凈化。在二次沉淀池中，活性污泥與已被活性污泥凈化的污水分離，澄清后的達標水排出系統；活性污泥在泥區進行濃縮后，以較高的濃度回流到曝氣池。微生物氧化分解有機物的同時，自身也得以繁殖增長，及活性污泥量會不斷增加，為使曝氣池混合液中活性污泥濃度保持在一個較為恒定的范圍內，需要及時將部分活性污泥作為剩余污泥排出系統。

曝氣池是好氧活性污泥的核心，有時被稱為污水處理的反應池，污水處理廠的其他構筑物和設施都是圍繞曝氣池設置或以曝氣池為基礎的。比如各級一級處理設施和二沉池、回流污泥泵房等都是以滿足曝氣池需要為前提的，各種三級處理或深度處理設施也需要根據曝氣池的處理效果而確定工藝流程和處理方式。生物處理系統的曝氣池一般單獨設置，前有初沉池、后有二沉池，但也有將曝氣池和二沉池和建在一起的工藝。

二、活性污泥的性能指標

好氧活性污泥是由好氧菌為主題的微生物群體形成的絮狀絨粒，絨粒直徑一般為0.2~0.5mm，含水率一般為99.2%~99.8%，密度因含水率不同而有一些差異，一般為1.002~1.006g/m3，絨粒狀結構使得活性污泥具有較大的表面積，一般為20~100c㎡/ml。成熟的活性污泥呈茶褐色，稍具泥土味，具有良好的凝聚沉淀性能。

1.污泥沉降比（SV）

污泥沉降比又稱30min沉降比，是曝氣池混合液在量筒內靜置30min后所形成的沉淀污泥容積占混合液容積的比例。

2.污泥濃度（MLSS）

曝氣池混合液污泥濃度又稱混合懸浮固體濃度，他表示的是混合液中的活性污泥濃素，即單位容積混合液內所含有的活性污泥固體物的總質量。污泥濃度中包含了活性污泥中的所有成分，即由具有代謝功能的微生物群體、微生物帶氧化的殘留物、吸附在微生物上的有機物和無機物等四部分組成。

污泥容積指數（SVI）

污泥容積指數是指曝氣池出口處混合液經過30min靜置沉淀后，每克干污泥所形成的的沉淀污泥所占的容積，單位以ml/g計。

4.生物相

和其他測定相比，生物相鏡檢要簡便得多，隨時可以了解活性污泥中原生物種變化和數量消長情況。但生物相鏡檢一般只能作為對水質總體狀況的估計，是一種定性的檢測，不能作為污水處理廠出水水質的控制指標。為了檢測微型動物演替變化狀況，還需要定時進行記數。

（1）生物相鏡檢的方法

生物相可采取低倍鏡或高倍鏡觀察兩種方法進行

①低倍鏡觀察是為了觀察生物相的全貌，要注意觀察污泥絮力的大小，污泥結構的松緊程度，菌膠團和絲狀菌的比例極其生長狀況，并加以記錄和作出必要的描述污泥絮粒按平均直徑的大小可分為三等：污泥絮粒平均直徑>0.5mm的稱為大粒污泥，<0.1mm為小粒污泥，介于0.1~0.5之間的為中粒污泥污泥絮粒越大，污泥性能越好。

②用高倍鏡觀察可以進一步看清微型動物的結構特征。觀察時要注意微型動物的外形和內部結構，例如鐘蟲體內是否存在食物泡，纖毛的擺動情況等，觀察菌膠團時，要注意厚薄和色澤，新生菌膠團出現比例等

（2）生物相鏡檢時的注意事項

城市污水處理廠活性污泥中微生物種類很多，比較容易通過觀察生物種類、形態、數量和運動狀態的變化來掌握活性污泥的狀態。

①微生物種類的變化：污泥中的微生物種類會隨水質變化，隨運行階段而變化。污泥培養階段，隨著活性污泥的逐漸形成，出水由濁變清，污泥中的微生物發生有規律的演變。

②微生物活動狀態的變化：當水質發生變化時，微生物的活動狀態也會發生一些變化，甚至微生物的形體也會隨污水變化而變化。

③微生物數量的變化：活性污泥中的微生物種類很多，但某些微生物數量的變化也能反映出水質的變化。

三、活性污泥凈化污水的過程

活性污泥凈化污水主要通過三個階段來完成：

在*階段，污水主要通過活性污泥的吸附作用而得到凈化。吸附作用進行得十分迅速，一般在30min內完成，BOD5的去除率可高達70%。同時還具有極大的表面積，內源呼吸階段的活性污泥處于“饑餓”狀態，其活性和吸附能力zui強。吸附達到飽和后無你就失去活性，不再具有吸附力。但通過氧化階段，出去了所吸附和吸收的大量有機物后，污泥又將重新重現活性，恢復他的吸附和氧化能力。

第二階段，也稱氧化階段，主要是繼續分解氧化前階被吸附和吸收的有機物，同時繼續吸附一些殘余德爾溶解物質。這個階段進行的相當緩慢，實際上，曝氣池的大部分容積都用在進行有機物的氧化和微生物細胞物質的合成。氧化作用在污泥同有機物開始接觸時進行的zui快，隨著有機物逐漸被消耗掉，氧化速率逐漸降低。因此如果曝氣過分，活性污泥進去自身氧化階段時間過長，回流污泥進入曝氣池后初期所具有的吸附去除效果就會降低。

第三階段是泥水分離階段，在這一階段中，活性污泥在二沉池中進行沉淀分離。微生物的合成代謝都能去除污水中的有機污染物，但產物不同。分解代謝的產物是CO2和H2O，可直接消除污染，而合成代謝的產物是新生的微生物細胞，只有將其從混合液中去除才能實現污水的*凈化處理。

必須使混合液經過沉淀處理，將活性污泥與凈化水進行分離，同時將與合成代謝生成的性微生物細胞等量的原有老化微生物以剩余污泥的方式排出活性污泥處理系統，才能達到*凈化污水的目的。同時，必須對剩余污泥進行妥善處理，否則可能造成二次污染。

四、活性污泥的微生物組成

好氧活性污泥中的微生物主要有細菌組成，其數量可占污泥中微生物總量的90%~95%左右在處理某些工藝廢水的活性污泥中甚至可達100%，此外污泥中還有原生物和后生物等微型生物，在處理某些工藝廢水的活性污泥中還可見到酵母、絲狀真菌、放線菌以及微型藻類。

1.菌膠團

菌膠團是活性污泥的結構和功能中心，是是活性污泥的基本組分，一旦菌膠團受到破壞，活性污泥對有機物的去除率降低或喪失。

2.絲狀細菌

絲狀菌同菌膠團一樣，是活性污泥的重要組成部分。其長絲狀形態有利于其在固相上附著生長，保持一定的細胞密度，防止單個細胞狀態時被微型動物吞食；細絲狀態的表面積大，有利于攝取低濃度底物，在底物濃度相對較低的條件下比膠團菌增值速度快，在底物濃度較高時則比膠團菌增殖速度慢。絲狀菌增殖速率快、吸附能力強、耐供氧不足能力以及在低基質濃度條件下的生活能力都很強，因此在污水處理生態系統中存活的種類多、數量大。

活性污泥中絲狀微生物包括絲狀菌、絲狀真菌、絲狀藻類等細胞相連且形成絲狀的菌體，其中以絲狀細菌zui為常見，他們同菌膠團細菌一起，構成了活性污泥絮體的主要成分。

3.活性污泥中的微型動物

在處理生活污水的活性污泥中存在著大量的原生動物和部分微型后生動物，其中出現zui多的原生物是以鐘蟲為代表的纖毛蟲類。