大家好，我是環保人小旭！

接下來的文章我們來和大家一起聊一聊污水處理中的生物處理工藝。生物處理法主要是通過生物尤其是微生物對廢水中有毒物質的富集、轉化、降解等生理生化特征來改變廢水水質，使其達到排放标準 。

你們知道嗎，未經處理即被排入河流的廢水，流經一段距離後會逐漸變清，臭氣消失，這種現象是水體的自然淨化。水中的微生物起着清潔污水的作用，它們以水體中的有機污染物作為自己的營養食料，其通過吸附、吸收、氧化、分解等過程，把有機物變成簡單的無機物，所以人們就開始在污水中培養繁殖的菌類、藻類和原生動物等微生物，因其具有很強的吸附、氧化、分解有機污染物的能力，使它們既滿足了微生物本身繁殖和生命活動的需要，又淨化了污水。

它們在對污水的處理過程中，對氧的要求不同，據此可将生化處理分為好氧處理和厭氧處理兩類。好氧處理是需氧處理，厭氧處理則在無氧條件下進行。生化處理法是廢水中應用最久最廣且相當有效的一種方法，特别适用于處理有機污水。

1、好氧處理

好氧處理是在污水中含有充分溶解氧的條件下，利用好氧性微生物使水中的有機物分解成二氧化碳、氨及水等，一般采用活性污泥法、滴濾池法、曝氣法以及灌溉田法等進行處理。

2、厭氧處理

厭氧處理是在污水中缺氧的條件下，利用厭氧性微生物使水中的有機物分解成甲烷、二氧化碳、硫化氫、氮及水等，一般采用甲烷發酵法（消化法）等進行處理。

本篇将主要闡述生物處理中好氧處理法中的活性污泥法—傳統活性污泥法。

01活性污泥 （傳統）

在當前污水處理技術領域中，活性污泥法是應用最為廣泛的技術之一。

活性污泥法是一種污水的好氧生物處理法，由Edward Ardern（愛德華·阿登）和William T. Lockett（威廉·洛克特）于1914年首先在英國發明的。活性污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法。它能從污水中去除溶解性的和膠體狀态的可生化有機物以及能被活性污泥吸附的懸浮固體和其他一些物質，同時也能去除一部分磷素和氮素，是廢水生物處理懸浮在水中的微生物的各種方法的統稱。

活性污泥法主要由曝氣池、二次沉澱池、曝氣系統以及污泥回流系統等組成。廢水經初次沉澱池後與二次沉澱池底部回流的活性污泥同時進入曝氣池，通過曝氣，活性污泥呈懸浮狀态，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污泥中的微生物用作自身繁殖的營養,代謝轉化為生物細胞，并氧化成為最終産物（主要是CO2），而非溶解性有機物需先轉化成溶解性有機物，然後才能被代謝和利用，廢水由此得到淨化。淨化後廢水身活性汚泥在二次沉澱池内分離，上層出水排放；分離濃縮後的污泥一部分返回曝氣池，以保證曝氣池内持留一定濃度的活性污泥，其餘為剩餘污泥，由系統排出。

為了強化與提高活性污泥處理系統的淨化效果，必須考慮影響活性污泥反應的各項因素，充分發揮活性污泥微生物的代謝功能。其中主要影響因素有BOD負荷率（F/M，也稱有機負荷率，以NS表示）、水溫、pH值、溶解氧、營養平衡、有毒物質等。

作為有較長曆史的活性污泥法生物處理系統，在長期的工程實踐過程中，根據水質的變化、微生物代謝活性的特點和運行管理、技術經濟及排放要求等方面的情況，又發展成為多種運行方式和池型。其中：

按運行方式，可以分為普通曝氣法、漸減曝氣法、階段曝氣法、吸附再生法（即生物接觸穩定法）、高速率曝氣法等；

按池型可分為推流式曝氣池、完全混合曝氣池；

此外按池深及曝氣方式及氧源等，又有深水曝氣池、深井曝氣池、射流曝氣池、 純氧（或富氧）曝氣池等。

1、推流式活性污泥法

推流式活性污泥法，又稱為傳統活性污泥法。推流式曝氣池表面呈長方形，在曝氣和水力條件的推動下，曝氣池中的水流均勻地推進流動，廢水從池首端進入，從池尾端流出，前段液流與後段液流不發生混合。

在曝氣過程中，從池首至池尾，随着環境的變化，生物反應速度是變化的，F/M值也是不斷變化的，微生物群的量和質不斷地變動，活性污泥的吸附、絮凝、穩定作用不斷地變化，其沉降—濃縮性能也不斷地變化。

推流式曝氣的特點是：

①廢水濃度自池首至池尾是逐漸下降的，由于在曝氣池内存在這種濃度梯度，廢水降解反應的推動力較大，效率較高；

②推流式曝氣池可采用多種運行方式；

③對廢水的處理方式較靈活。

但推流式曝氣也有一定的缺點，由于沿池長均勻供氧，會出現池首曝氣不足，池尾供氣過量的現象，增加動力費用。

2、完全混合活性污泥法

完全混合式曝氣池，是廢水進入曝氣池後與池中原有的混合液充分混合，因此池内混合液的組成、F/M值、微生物群的量和質是完全均勻一緻的。整個過程在污泥增長曲線上的位置僅是一個點。這意味着在曝氣池中所有部位的生物反應都是同樣的，氧吸收率都是相同的。

完全混合式曝氣池的特點是：

①承受沖擊負荷的能力強，池内混合液能對廢水起稀釋作用，對高峰負荷起削弱作用；

②由于全池需氧要求相同，能節省動力；

③曝氣池和沉澱池可合建，不需要單獨設置污泥回流系統，便于運行管理。

完全混合式曝氣池的缺點是：連續進水、出水可能造成短路；易引起污泥膨脹。

本工藝适于處理工業廢水，特别是高濃度的有機廢水。

3、分段曝氣活性污泥法

分段曝氣活性污泥運行模式又稱階段進水活性污泥法或多段進水活性污泥法，其特點是廢水沿池長多點進水，有機負荷分布均勻，使供氧量均化，克服了推流式供氧的弊病。沿池長F/M分布均勻，充分發揮其降解有機物的能力。該法可提高空氣利用率，提高池子工作能力，适用各種範圍的水質。該工藝的不足是，進水若得不到充分混合，會引起處理效果的下降。

4、吸附—再生活性污泥法

吸附—再生活性污泥法又稱生物吸附法或接觸穩定法。這種運行方式的主要特點是将活性污泥對有機污染物降解的兩個過程—吸附、代謝，分别在各自的反應器内進行。

廢水在再生池得到充分再生，具有很強活性的活性污泥同步進入吸附池,兩者在吸附池中充分接觸，廢水中大部分有機物被活性污泥所吸附，廢水得到淨化。由二次沉澱池分離出來的污泥進入再生池，活性污泥在 這裡将所吸附的有機物進行代謝活動，使有機物降解，微生物增殖，微生物進入内源代謝期，污泥的活性、吸附功能得到充分恢複，然後再與廢水一同進入吸附池。

吸附—再生活性污泥法的特點是：

①廢水與活性污泥在吸附池的接觸時間較短，吸附池容積較小，由于再生池接納的僅是濃度較高的回流污泥，因此，再生池的容積亦小，吸附池與再生池容積之和仍低于傳統法曝氣池的容積；

②本方法能承受一定的沖擊負荷，當吸附池的活性污泥遭到破壞時，可由再生池内的污泥予以補救。

本方法的主要缺點是對廢水的處理效果低于傳統活性污泥法；此外，對溶解性有機物高的廢水，處理效果差。

5、延時曝氣活性污泥法

該工藝又稱完全氧化活性污泥法。工藝的主要特點是：有機負荷低，污泥持續處于内源 代謝狀态，剩餘污泥少，且污泥穩定、不需再進行消化處理，這種工藝可稱為廢水、污泥綜合處理工藝。

該工藝還具有處理水質穩定性較高，對廢水沖擊負荷有較強的适應性和不需設初次沉澱池的優點。主要缺點是池容大，曝氣時間長，建設費和運行費用都較高，而且占用 較大的土地等。

本工藝适用于對處理水質要求高，又不宜釆用單獨污泥處理的小型城鎮污水和工業廢水。工藝采用的曝氣池均為完全混合式或推流式。

6、高負荷活性污泥法

高負荷活性污泥法又稱短時曝氣法或不完全活性污泥法。工藝的主要特點是負荷率高，曝氣時間短，對廢水的處理效果低。在系統和曝氣池構造方面，本工藝與傳統活性污泥法基本相同。

7、淺層曝氣、深水曝氣、深井曝氣活性污泥法

（1）淺層曝氣活性污泥法

淺層低壓曝氣又名因卡曝氣,是瑞典Inka公司所開發的，其原理基于氣泡在剛剛形成的瞬息間，其吸氧率最高。。曝氣設備裝在距液面800〜 900mm處，可采用低壓風機。單位輸入能量的相對吸氧量可達最大，它可充分發揮曝氣設備的能力。風機的風壓約1000mm即可滿足要求。池中間設置縱向隔闆，以利液流循環，充氧能力可達1.80-2.60kg/（KW • h）。工藝缺點是曝氣栅管孔眼容易堵塞。

（2）深水曝氣活性污泥法

曝氣池内水深可達8.5〜30m,由于水壓較大，故氧利用率較高；但需要的供風壓力較大，因此動力消耗并不節省。近年來發展了若幹種類的深水曝氣池，主要有深水底層曝氣、深水中層曝氣，其中包括單側旋流式、雙側旋流式、完全混合式等。為了減小風壓，曝氣器往往裝在池深的一半，形成液—氣流的循環，可節省能耗。當水深超過10〜30m時，即為塔式曝氣池。

（3）深井曝氣活性污泥法

深井曝氣是20世紀70年代中期開發的廢水生物處理新工藝。深井曝氣處理廢水的特點是：處理效果良好，并具有充氧能力高、動力效率高、占地少、設備簡單、易于操作和維修、運行費用低、耐沖擊負荷能力強、産泥量低、處理不受氣候影響等優點。此外，在大多數情況下可取消一次沉澱池，對高濃度工業廢水容易提供大量的氧，也可用于污泥的好氧消化。深井曝氣裝置，一般平面呈圓形，直徑為1〜6m,深度50〜150m。在井身内，通過空壓機的作用形成降流和升流的流動。

8、純氧曝氣活性污泥法

純氧曝氣又稱富氧曝氣，與空氣曝氣相比，具有以下幾個特點：

①空氣中含氧一般為21%，一般純氧中含氧為90%〜95%，而氧的分壓純氧比空氣高4. 4〜4.7倍，因此純氧曝氣能大大提高氧在混合液中的擴散能力；

②氧的利用率可高達80%〜90%，而空氣曝氣活性污泥法僅10%左右，因此達到同等氧濃度所需的氣體體積可大大減少；

③活性污泥濃度（MLSS）可達4000〜7000mg/L,故在相同有機負荷時容積負荷可大大提高；

④污泥指數低，僅100左右，不易發生污泥膨脹；

⑤處理效率高，所需的曝氣時間短；

⑥産生的剩餘污泥量少。

純氧曝氣池有三類：

（1）多級密封式，氧從密閉頂蓋引入池内，污水從第一級逐級推流前進，氧由離心壓縮機經中空軸進入回轉葉輪，它使池中污泥與氧保持充分混合與接觸，使污泥能極大地吸收氧，未用盡的氧與生化反應代謝産物從最後一級排出；

（2）對舊曝氣池進行改造，池上設幕篷，既通入純氧，又輸入壓縮空氣，部分尾氣外排，也可循環回用；

（3）敞開式純氧曝氣池。

以上就是小旭整理的生物處理中好氧處理法中的活性污泥法—傳統活性污泥法，顧名思義，有傳統的方法自然就有改進的方法，下篇文章小旭會整理一些經過改良的活性污泥處理系統新工藝，同時也希望各位身處于水處理行業的朋友們能和小旭一起學習、讨論。

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