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活性污泥法工藝是一種應用較廣泛的廢水好氧生化處理技術，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（圖2-5-1)。廢水經初次沉淀池后與二次沉淀池底部回流的活性污泥同時進入曝氣池，通過曝氣，活性污泥呈懸浮狀態(tài)，并與廢水充分接觸。
廢水中的懸浮固體和膠狀物質被活性污泥吸附，而廢水中的可溶性有機物被活性污泥中的微生物用作自身繁殖的營養(yǎng)，代謝轉化為生物細胞，并氧化成為終產物(主要是CO2)。非溶解性有機物需先轉化成溶解性有機物，而后才被代謝和利用。
廢水由此得到凈化。凈化后廢水與活性污泥在二次沉淀池內進行分離，上層出水排放；分離濃縮后的污泥一部分返回曝氣池，以保證曝氣池內保持一定濃度的活性污泥，其余為剩余污泥，由系統(tǒng)排出。
活性污泥的形態(tài)和組成
活性污泥通常為黃褐色（有時呈鐵紅色）絮絨狀顆粒，也稱為“菌膠團”或“生物絮凝體”，其直徑一般為0.02~2mm；含水率一般為99.2%~99.8%，密度因含水率不同而異，一般為1.002~1.006g/m3；活性污泥具有較大的比表面積，一般為20~100cm2/mL。
活性污泥由有機物及無機物兩部分組成，組成比例因污泥性質的不同而異。例如，城市污水處理系統(tǒng)中的活性污泥，其有機成分占75%~85%，無機成分僅占15%~25%。活性污泥中有機成分主要由生長在活性污泥中的微生物組成，這些微生物群體構成了一個相對穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)和食物鏈，其中以各種細菌及原生動物為主，也存在著真菌、放線菌、酵母菌以及輪蟲等后生動物。在活性污泥上還吸附著被處理的廢水中所含有的有機和無機固體物質，在有機固體物質中包括某些惰性的難以被細菌降解的物質。
活性污泥的性能指標
(1) 污泥濃度指標
混合液懸浮固體濃度（MLSS），也稱為“混合液污泥濃度”，表示活性污泥在曝氣池混合液中的濃度，其單位為mg/L或kg/m3。混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度(MLVSS),表示有機懸浮固體的濃度，其單位為爪mg/L或kg/m3。在條件一定時，MLVSS/MLSS比值是比較穩(wěn)定的，城市污水一般在0.75~0.85之間，不同廢水的MLVSS/MLSS值有異。
(2) 污泥沉降性能指標
①污泥沉降比(SV）又稱30min沉淀率。SV是指從曝氣池中取出的混合液在量筒（一般是100mL）中靜置30min后，立即測得的污泥沉淀體積與原混合液體積的比值，一般以%表示。SV值能相對地反映出污泥濃度、污泥的凝聚和沉降性能，可用于控制排泥量和及時發(fā)現(xiàn)初期的污泥膨脹。一般認為SV值的正常值為20%~30%。由于SV值的測定方法比較簡單快捷，故成為評定活性污泥質量的重要指標之一。
②污泥體積指數(shù)（SVI）是指曝氣池出口處的混合液經30min靜置沉淀后，1g干污泥所形成的沉淀污泥體積，其單位mL/g其計算為：
SVI值比SV值更能夠準確地評價污泥的凝聚性能及沉降性能。一般來說：若SVI值過低，則表明污泥粒徑小、密實、無機成分含量高；若SVI值過高，則表明污泥沉降性能不好，將要發(fā)生或已經發(fā)生污泥膨脹。
對于城市污水而言，SVI值一般為50~150mL/g；對于工業(yè)廢水，SVI值在上述范圍之外，也屬正常。例如，北京高碑店污水廠工業(yè)廢水的含量超過50%，SVI長年在200~300mL/g之間，也無污泥溢出現(xiàn)象，處理效果良好。另外，對于高濃度活性污泥系統(tǒng)，即使污泥沉降性能較差，由于MLSS其較高，故其SVI值也不會很高。
因此有人建議將活性污泥膨脹定義為：由于某種原因，活性污泥沉降性能惡化，SVI值不斷增加，沉淀池的污泥面也不斷上升，終導致污泥流失，使曝氣池中的MLSS濃度降低，從而破壞了正常處理工藝操作的污泥，這種現(xiàn)象稱為污泥膨脹。
另外，由于SVI值的測量受許多因素（如所用容器的直徑、污泥初始濃度及攪拌等）的影響，所以，一般在各個污水廠測得的SVI值之間不具可比性。為此人們對污泥指數(shù)的測定提出一些修正，考慮到污泥濃度對SVI值的影響，有人建議采用稀釋的污泥體積指數(shù)(DSVI)作為標準方法，建議稀釋后的污泥濃度采用1.5g/L。而在英國是采用攪拌的污泥體積指數(shù)（SSVI），模擬二次沉淀池中污泥的沉淀情況，安裝一個慢速攪拌裝置于量簡（體積為1L，髙度為38.4cm）中，污泥濃度也模擬在二沉池中實際的污泥濃度，取為3.5g/L。
印刷廠印刷廢水處理設備活性污泥的微生物及其生態(tài)學
活性污泥中的微生物體主要由各種細菌和原生動物組成，同時還存在著真菌和以輪蟲為主的后生動物。原生動物以細菌為食物，后生動物以細菌和原生動物為食物。在活性污泥中的有機物、細菌、原生動物和后生動物構成了一個相對穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)和食物鏈。
1.活性污泥的食物鏈
活性污泥中的微生物可分為幾類：形成活性污泥絮體的微生物、腐生生物、捕食者及有害生物。
腐生生物是降解有機物的生物，以細菌為主。顯然，這些細菌中包括被看作形成絮體的大多數(shù)細菌，也可能包括不絮凝的細菌，但它們被包裹在由*類細菌形成的絮體顆粒中。腐生生物可分為初級和二級腐生生物，前者用于降解原始基質，而二級腐生生物則以初級腐生生物的代謝產物為食，這充分表明在群落中具有高度的偏利共生性。
1膜生物反應器的分類及特點:一般情況下膜生物反應器中的膜組件在運行過程中發(fā)揮著不同的作用，因此，根據(jù)膜組件的不同作用對膜生物反應器進行分類，大致可以分為：萃取膜生物反應器、分離膜生物反應器等，其中在污水處理中使用多的就是分離膜生物反應器。膜生物反應器的分類方式并不是只有這一種，還可以按照膜生物反應器使用時放置的位置對其進行分類，大致可以分為一體式膜生物反應器和分體式膜生物反應器。另外還可以根據(jù)膜生物反應器使用方法和膜生物反應器對氧氣的需求量等進行分類。
在污水處理中膜生物反應器具備*的除污能力，因此其被污水處理體系廣泛應用。膜生物反應器對污水處理的基本原理是通過傳統(tǒng)的膜分離技術及廢水處理技術研究并結合而形成的新型處理技術。這種污水處理系統(tǒng)具備工作穩(wěn)定、除污能力強、處理量大等特點，在一定程度上提高了污水處理工作的效率和質量。
膜生物反應技術在污水處理中常見的運用技術:1)內部循環(huán)動態(tài)生物反應技術:動態(tài)膜生物反應器的膜基底采用的是價格低廉的微網材料，對污水處理采用活動污泥的過濾性進行水體污染物的清除。現(xiàn)階段我國一般使用側向曝氣動態(tài)膜生物處理系統(tǒng)。為了避免內循環(huán)動態(tài)生物反應器出現(xiàn)短流或者流速較小的故障，相關人員可以使用外筒曝氣垂直流向的動態(tài)膜生物反應器。同時，在日常污水處理時，相關人員應該對部循環(huán)動態(tài)生物器進行故障檢測的維修工作，使其可以正常的運行。
曝氣生物濾池、氣浮、膜生物反應器組合技術曝氣生物濾池、氣浮、膜生物反應器組合技術采用得到是組合工藝，在污水處理中其可以降低水中膠體、洗滌劑等污染物的含量，從而大幅度降低后續(xù)的污水處理難度，并對后續(xù)的污水處理工作提供便利，能體現(xiàn)這一點的就是可以延緩曝氣生物濾池、氣浮、膜生物反應器的膜污染物。
廢水處理就是對廢水中的污染物以某種方法分離出來，或者將其分解轉化為無害穩(wěn)定物質，從而使污水得到凈化。一般要達到防止毒物和病菌的傳染;避免有異嗅和惡感的可見物，以滿足不同用途的要求。如何進行廢水處理?必須根據(jù)廢水的水質和數(shù)量，排放到的接納水體或水的用途來綜合考慮。同時，還要考慮廢水處理過程中產生的污泥、殘渣的處理利用和可能產生的二次污染問題，以及絮凝劑的回收利用等。
過去，廢物處理有三種基本方法：物理方法、化學方法和生物方法。如今，廢水處理不再單一，而是幾種方法配合使用進行綜合治理，以去除廢水中的有害物質。按照水質狀況及處理后出水的去向確定其處理程度，廢水處理一般可分為一級、二級和三級處理。一級處理，一般采用物理處理方法，即用格柵、篩網、沉沙池、沉淀池、隔油池等構筑物，去除廢水中的固體懸浮物、浮油，初步調整pH值，減輕廢水的腐化程度。廢水經一級處理后，一般達不到排放標準(BOD去除率僅25-40%)。故通常為預處理階段，以減輕后續(xù)處理工序的負荷和提高處理效果。
二級處理，多采用生物處理方法及某些化學方法來去除廢水中的可降解有機物和部分膠體污染物。經過二級處理后，廢水中BOD的去除率可達80-90%，即BOD含量可低于30mg/L。經過二級處理后的水，一般可達到農灌標準和廢水排放標準，故二級處理是廢水處理的主體。但經過二級處理的水中還存留一定量的懸浮物、生物不能分解的溶解性有機物、溶解性無機物和氮磷等藻類增值營養(yǎng)物，并含病毒和細菌。因而不能滿足要求較高的排放標準，如處理后排入流量較小、稀釋能力較差的河流就可能引起污染，也不能直接用作自來水、工業(yè)用水和地下水的補給水源。
