活性污泥法是水處理的重中之重，這塊知識(shí)必須扎實(shí)。今日高考，小編響應(yīng)這個(gè)氛圍，提煉了9道大題，以問(wèn)答的形式總結(jié)了這塊內(nèi)容，全是干貨，不可遺漏。

01

什么是活性污泥？活性污泥法的基本流程是怎樣的？

活性污泥是一種污泥狀的絮凝物，是在向廢水中連續(xù)通入空氣，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，因好氧微生物的繁殖而形成的，其上棲息著菌膠團(tuán)為主的微生物群，具有很強(qiáng)的吸附和氧化有機(jī)物的能力，這種污泥狀絮凝物稱為活性污泥。

活性污泥法，也稱活性污泥處理系統(tǒng)。其核心單元是曝氣池。此外，還有二次沉淀池、污泥回流、剩余污泥排放以及曝氣等系統(tǒng)，如圖示。

其基本流程是：廢水經(jīng)初沉池（初次沉淀池）后和從二沉池（二次沉淀池）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)曝氣裝置通入空氣，一方面由曝氣向活性污泥混合液供氧，保證活性污泥中的微生物正常代謝。

另一方面使混合液得到足夠的攪拌，使活性污泥處于懸浮狀態(tài)，廢水與活性污泥得到充分接觸。

廢水中的有機(jī)物在曝氣池內(nèi)被活性污泥吸附，亦被活性污泥中的微生物利用而得到降解，使廢水得到凈化。然后，混合液流入二沉池，進(jìn)行固液分離，活性污泥沉淀下來(lái)，與水分離。

而水從二沉池溢出，為凈化處理出水。二沉池底部污泥濃縮，一部分回流至曝氣池，另一部分作為剩余污泥排出系統(tǒng)外，再另行妥善處理。

活性污泥法系統(tǒng)有效運(yùn)行是：廢水中含有足夠的可溶性的、易降解的有機(jī)物作為微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；混合液中含有足夠的溶解氧；要使活性污泥在曝氣池中呈懸浮狀態(tài)與廢水充分接觸；活性污泥要有足量連續(xù)回流；剩余污泥亦需及時(shí)排出；保持曝氣池中穩(wěn)定的活性污泥濃度；防止對(duì)微生物有毒的物質(zhì)流入。

02

活性污泥處理廢水的過(guò)程分哪兩個(gè)階段？

活性污泥處理是利用懸浮狀態(tài)生長(zhǎng)的微生物絮體來(lái)處理廢水的方法，這種微生物絮體即稱為活性污泥。這是一類好氧微生物處理方法?；钚晕勰嗟慕M成由好氧微生物（包括細(xì)菌、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物、真菌、藻類等）、新陳代謝的產(chǎn)物和吸附的有機(jī)物、無(wú)機(jī)物等組成。活性污泥對(duì)廢水中有機(jī)污染物具有很強(qiáng)的吸附和氧化分解的能力。

活性污泥處理廢水的過(guò)程主要包括兩個(gè)階段組成，即：

（1）生物吸附階段 首先使廢水與活性污泥微生物充分接觸，形成懸浮絮體混合液。這時(shí)廢水中的污染物被比表面積巨大，而且表面上含有多糖類黏性物質(zhì)的微生物絮體所吸附和粘連。

大分子有機(jī)物被吸附后，在水解酶的作用下分解為小分子物質(zhì)，然后這些小分子物質(zhì)與溶解性有機(jī)物又在酶的作用下或在濃度差的推動(dòng)下，選擇性地滲入到細(xì)胞體內(nèi)，從而使廢水中的有機(jī)物含量下降而得到凈化。這階段進(jìn)行非常迅速，一般在10～40min內(nèi)，BOD可下降80％～90％。

（2）生物氧化階段 在有氧的條件下，被活性污泥吸附和粘連的有機(jī)物被氧化分解獲取能量，并合成新的細(xì)胞。這一個(gè)過(guò)程就是從廢水中去除有機(jī)物的過(guò)程。這階段時(shí)間較長(zhǎng)，進(jìn)行緩慢。在生物氧化階段合成的菌體形成絮凝體，通過(guò)重力沉淀從水中分離出來(lái)，使水質(zhì)得到凈化。

這兩個(gè)階段是不能截然分開的，但有主次之分。如生物吸附階段，隨著有機(jī)物吸附量的增加，污泥的活性逐漸減弱。當(dāng)吸附飽和后，污泥就失去吸附能力。此時(shí)經(jīng)過(guò)生物氧化階段吸附的有機(jī)物當(dāng)被氧化分解之后，污泥又呈現(xiàn)活性，恢復(fù)吸附能力。

03

活性污泥的性能以什么指標(biāo)來(lái)表示？

衡量活性污泥的數(shù)量和活性污泥的性能主要指標(biāo)如下：

（1）活性污泥的濃度（MLSS） 又稱混合液懸浮固體濃度，是指1L曝氣池的混合液中所含懸浮固體的量，單位g/L或mg/L。活性污泥濃度的多少，可以間接反映廢水中所含微生物的濃度。一般情況下，MLSS保持2～6g/L。

（2）揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS） 是指曝氣池內(nèi)混合液活性污泥中有機(jī)物固體物質(zhì)的濃度，包括非活性的難降解的有機(jī)物質(zhì)，但不包括無(wú)機(jī)物。它所表示的是活性污泥的相對(duì)數(shù)值。一般情況下，MLVSS/MLSS比值比較穩(wěn)定，生活污水為0.75左右。

（3）活性污泥沉降比（SV或SV30） 是指一定量的曝氣池內(nèi)混合液靜置30min后，沉淀污泥與混合液的體積比，用％表示。其大小反映活性污泥沉淀和凝聚性能的好壞。

沉降比越大，越有利于泥水分離。性能良好的污泥，一般沉降比可達(dá)15％～30％。以此可以控制、調(diào)節(jié)剩余污泥的排放量，并通過(guò)它及時(shí)發(fā)現(xiàn)污泥膨脹等現(xiàn)象的發(fā)生。

（4）污泥容積指數(shù)（SVI） 又稱污泥指數(shù)，是指一定量的曝氣池混合液經(jīng)30min沉淀后，1g干污泥所占有沉淀污泥的體積，單位為mL/g。實(shí)質(zhì)是反映活性污泥的松散程度，SVI越大，則污泥越松散。表面積越大，越有利吸附和氧化分解，提高廢水處理效果；但污泥過(guò)于分散，則污泥沉淀性就差了，因此一般控制在50～150mL/g為宜。

但根據(jù)廢水性質(zhì)不同，指數(shù)也有所不同。SVI值能夠反映活性污泥的凝聚、沉降性能，SVI值過(guò)低，說(shuō)明泥粒細(xì)小、無(wú)機(jī)質(zhì)含量高、缺乏活性；過(guò)高，污泥的沉降性能不好，有產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象的可能。

SVI＝SV（mL/L）/MLSS（g/L）。

（5）活性污泥的比耗氧速率（SOUR或OUR） 是指單位質(zhì)量的活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)所能消耗的溶解氧量。這是衡量活性污泥生物活性的一個(gè)重要指標(biāo)，單位mgO2/（gMLSS·H）。此值與許多因素有關(guān)，但從運(yùn)行管理上可反映出有機(jī)物降解的速率以及活性污泥是否中毒。如果SOUR值迅速下降，一般來(lái)說(shuō)，與廢水中難降解的有機(jī)物增多或有毒物質(zhì)突增有關(guān)，要及時(shí)處理。SOUR一般為8～20mgO2/（gMLSS·H）。由于溫度對(duì)SOUR影響很大，因此一般都在20℃測(cè)定。

04

預(yù)曝氣有什么作用？

預(yù)曝氣就是在廢水進(jìn)入沉淀池之前，首先進(jìn)行約10～20min的短時(shí)間的曝氣。產(chǎn)生如下作用：

①可產(chǎn)生自然絮凝或生物絮凝的作用，使廢水中的微小顆粒凝聚成大顆粒，以便沉淀分離；

②可氧化廢水中的還原物質(zhì)；

③增加廢水中的溶解氧，減輕廢水的腐敗，提高廢水的穩(wěn)定度；

④可以吹脫廢水中溶解的揮發(fā)物。以上，對(duì)廢水都具有凈化作用。

以上，對(duì)廢水都具有凈化作用。

預(yù)曝氣有兩種類型，一是單純曝氣，產(chǎn)生自然絮凝；二是在曝氣同時(shí)加入生物污泥，產(chǎn)生生物絮凝，以提高沉淀池的分離效果，使懸浮物的去除率可達(dá)80％以上，BOD5的去除率也有15％以上。預(yù)曝氣通常都在一專設(shè)的預(yù)曝氣池構(gòu)筑物內(nèi)進(jìn)行。

預(yù)曝氣池可以與平流沉淀池合并（前部為曝氣部分，后部為沉淀部分），也可以與澄清池合并，這時(shí)，強(qiáng)曝氣部分大都設(shè)在池中央部分，如圖所示。

預(yù)曝氣澄清池：1—污水入口；2—污泥排出管；3—預(yù)曝氣室；4—污泥懸浮層

05

曝氣池有哪些型式？

曝氣池的型式，按照水力特性，可以分為推流式、完全混合式和循環(huán)混合式三種；從平面形狀分長(zhǎng)方廊道形、圓形或方形、環(huán)形跑道形三種；從曝氣池與二沉池關(guān)系可分為分建式和合建式。

按采用曝氣方法分又可分為鼓風(fēng)曝氣式、機(jī)械曝氣式和兩者聯(lián)合式三種。

（1）鼓風(fēng)曝氣式曝氣池 如圖所示，這是鼓風(fēng)曝氣為推流式，長(zhǎng)方廊道形曝氣池。擴(kuò)散裝置布置安放在池子一側(cè)，水流在池中呈螺旋狀前進(jìn)，以增加氣泡與水接觸時(shí)間，并幫助水流旋轉(zhuǎn)。

鼓風(fēng)曝氣式曝氣池：1—擴(kuò)散器；2—空氣管；3—隔墻

（2）機(jī)械曝氣式曝氣池 如圖所示，這是完全混合式表面葉輪曝氣沉淀池，由曝氣區(qū)、導(dǎo)流區(qū)、沉淀區(qū)、回流區(qū)四個(gè)區(qū)組成。原理同加速澄清池類似。

機(jī)械曝氣式曝氣池

（3）鼓風(fēng)和機(jī)械聯(lián)合式曝氣池 如圖所示。葉輪靠近池底主要起攪拌作用。而葉輪下部有壓縮空氣的擴(kuò)散裝置供氧。

06

純氧曝氣法有何優(yōu)缺點(diǎn)？

純氧曝氣池的構(gòu)造如圖所示。純氧曝氣法實(shí)際上是活性污泥法的一種主要變形，它是以純氧代替空氣，采用密閉池子。

純氧曝氣池的構(gòu)造

純氧曝氣法的優(yōu)點(diǎn)是可以大大提高生物處理的速度，用純氧，曝氣的時(shí)間可以縮短，只需1.5～3.0H；MLSS較高，約4～8g/L，而普通曝氣只有1.5～2.5g/L。

由于在密閉的容器中，氧的本身純度在98％以上，所以溶解氧飽和濃度可以提高，使得氧溶解的推動(dòng)力也隨著提高，氧的傳遞速率也增加了，因此處理效果好，污泥的沉淀性能也好，使微生物充分發(fā)揮了作用。

但純氧曝氣的缺點(diǎn)是裝置復(fù)雜、管理麻煩、密閉容器的結(jié)構(gòu)要求高。一旦混入易揮發(fā)的碳?xì)浠衔?，容易引起爆炸危險(xiǎn)，安全有隱患。

同時(shí)，由于生物代謝中生成CO2，當(dāng)氣體分壓上升時(shí)會(huì)有更多CO2氣體溶于水中，使pH值下降，要影響生物處理的正常運(yùn)行和處理效率，所以給運(yùn)轉(zhuǎn)管理增加了麻煩，要經(jīng)常進(jìn)行pH的監(jiān)控與調(diào)節(jié)，以及適時(shí)排氣措施等。

07

曝氣池出現(xiàn)異?，F(xiàn)象如何進(jìn)行原因分析？

曝氣池生物處理系統(tǒng)的管理需定期巡視檢查，如果發(fā)現(xiàn)曝氣池出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，要及時(shí)分析原因，采取措施，避免運(yùn)行故障。曝氣池常常會(huì)出現(xiàn)下列異?，F(xiàn)象：

08

運(yùn)行中活性污泥出現(xiàn)的異常情況應(yīng)如何處理？

活性污泥法系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)種種異常情況，導(dǎo)致污泥流失、處理失效、效率低下、出水水質(zhì)惡化等，必須采取相應(yīng)的措施及時(shí)處理，主要有：

（1）污泥的膨脹現(xiàn)象 活性污泥的SVI值如超過(guò)150時(shí)，應(yīng)高度重視，預(yù)示污泥膨脹即將到來(lái)。污泥膨脹分絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹，絕大部分為前者引起的。污泥膨脹的原因很多，如廢水有機(jī)物含量過(guò)多、碳水化合物含量過(guò)高，或者氮、磷含量不平衡，或者遇上含毒物質(zhì)廢水，以及pH和水溫過(guò)高、過(guò)低等原因，都會(huì)引起污泥膨脹。其處理方法分三類：一是臨時(shí)控制措施；二是工藝運(yùn)行調(diào)控；三是環(huán)境調(diào)控。臨時(shí)控制措施可以采用污泥助沉法，投加混凝劑或助凝劑增大污泥密度，便于固液分離，使污泥下沉。另一個(gè)措施是投加殺菌劑，殺滅或抑制絲狀菌，從而達(dá)到控制絲狀菌污泥膨脹。工藝運(yùn)行調(diào)控是用于運(yùn)行操作不當(dāng)引起的污泥膨脹，調(diào)節(jié)好供氧與DO關(guān)系，調(diào)節(jié)好pH大小以及氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。環(huán)境調(diào)控，通過(guò)曝氣池生態(tài)環(huán)境改變，造成微生物生長(zhǎng)繁殖的良好環(huán)境。

（2）污泥的解體現(xiàn)象 當(dāng)污泥處理系統(tǒng)出現(xiàn)處理水質(zhì)渾濁、污泥絮凝體細(xì)化、處理效果變壞時(shí)，即為污泥解體現(xiàn)象?？赡苁沁\(yùn)行不當(dāng)，曝氣過(guò)量，營(yíng)養(yǎng)平衡遭破壞或是廢水混入有毒物質(zhì)使微生物受到傷害而引起污泥解體。發(fā)生污泥解體應(yīng)立即對(duì)廢水量、回流污泥量、供氣量、有毒物、排泥量、DO、MLSS、SV等進(jìn)行檢測(cè)，查清原因，加以調(diào)整。

（3）污泥腐化現(xiàn)象 主要是在二沉池長(zhǎng)期滯留而厭氧發(fā)酵產(chǎn)生H2S、CH4等致使大塊污泥上浮，變黑并有惡臭。采取清除二沉池死角，加強(qiáng)排污處理。（4）污泥上浮現(xiàn)象 主要是曝氣池內(nèi)污泥泥齡過(guò)長(zhǎng)，硝化進(jìn)程高而沒有很好反硝化。為此要增加污泥回流量，及時(shí)排除剩余污泥，還要防止曝氣過(guò)度。（5）泡沫現(xiàn)象 常見有乳白色化學(xué)泡沫和顯褐色的生物泡沫。前者是由于廢水中混入洗滌劑或表面活性劑經(jīng)曝氣形成，后者是由諾卡菌形成的。消除泡沫的方法：噴消泡劑，約0.5～1.5mg/L即可消除。

09

活性污泥法的操作控制要注意些什么？

活性污泥法的操作控制，包括試運(yùn)行階段的試驗(yàn)、正常運(yùn)行的工藝控制以及運(yùn)行過(guò)程中的檢測(cè)等。應(yīng)注意的著重點(diǎn)如下：

（1）試運(yùn)行階段的試驗(yàn)，用來(lái)確定運(yùn)行參數(shù)，是件非常重要的工作，對(duì)正常運(yùn)行具有指導(dǎo)作用。

當(dāng)然在正常運(yùn)行時(shí)，還可以根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)活性污泥培養(yǎng)馴化結(jié)束后，開始試運(yùn)行。試運(yùn)行的目的，是要通過(guò)調(diào)試確定最佳的運(yùn)行條件和最佳的運(yùn)行方式。在試運(yùn)行中，將MLSS、供氣量、廢水的注入量（及注入方式）、回流污泥量和剩余污泥量的調(diào)節(jié)等變量，組合成幾種運(yùn)行條件分階段進(jìn)行試驗(yàn)，觀測(cè)各種條件的處理效果，以確定最佳的運(yùn)行條件，其中還應(yīng)確定微生物的養(yǎng)料配制，氮、磷投加量的確定。此外，還應(yīng)對(duì)各種運(yùn)行方式的處理效果，在試運(yùn)行中進(jìn)行觀測(cè)和比較，以確定最佳的運(yùn)行方式。

（2）正常運(yùn)行階段的工藝控制。

根據(jù)試運(yùn)行確定的最佳運(yùn)行條件和最佳運(yùn)行方式轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行，正常運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)注意對(duì)活性污泥系統(tǒng)采取控制措施：主要是曝氣系統(tǒng)、污泥回流系統(tǒng)、剩余污泥的排放系統(tǒng)的控制，以保證合格的處理水的水質(zhì)。具體做法：

①對(duì)供氣量（曝氣量）的調(diào)節(jié) 對(duì)供氣量的控制方法有定量供氣量控制、與流入廢水量的比例控制、DO控制和最佳供氣量的控制。對(duì)曝氣池出口處的溶解氧濃度應(yīng)控制在1.5mg/L左右；同時(shí)要滿足混合液的混合攪拌要求，其攪拌程度應(yīng)通過(guò)測(cè)定曝氣池表面、中間、池底各點(diǎn)的污泥濃度是否均勻而定。當(dāng)采用定量供氣量時(shí)，一般情況下，要求早晚各調(diào)節(jié)一次供氣量，大型廢水處理廠應(yīng)根據(jù)曝氣池中的溶解氧情況，要求每周調(diào)節(jié)一次。

②回流污泥量的調(diào)節(jié) 目的是使MLSS濃度保持相對(duì)穩(wěn)定。控制方法有定回流污泥量控制、定MISS濃度控制、與進(jìn)水量成比例控制以及定F/M控制等。

③剩余污泥排放量調(diào)節(jié) 原則是在保持曝氣池內(nèi)MLSS穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，將不斷增長(zhǎng)的污泥量作剩余污泥量排放。