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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的吸附分解有機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):主要由供氧曝氣風機和專用曝氣器構(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入曝氣池形成混合液。從空氣壓縮機站送來的壓縮空氣，通過鋪設(shè)在曝氣池底部的空氣擴散裝置，以細小氣泡的形式進入污水中，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)得以正常進行。
第一階段，污水中的有機污染物被活性污泥顆粒吸附在菌膠團的表面上，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物在細菌胞外酶作用下分解為小分子有機物。
第二階段，微生物在氧氣充足的條件下，吸收這些有機物，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)進行的結(jié)果，污水中有機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的水力停留時間，污水進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負荷和較長的污泥齡。
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，進水有機負荷不宜過高，或采取漸減供養(yǎng)的方式。該工藝相對成熟，有機物去除效率高，BOD5的去除率通常為90%～95%，適用于處理進水水質(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物。它除了可去除廢水中的有機污染物外，還可同時去除氮、磷，對于高濃度有機廢水及難降解廢水，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。
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