活性污泥法是水處理的重中之重，這塊知識必須扎實。今日高考，小編響應這個氛圍，提煉了9道大題，以問答的形式總結了這塊內容，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，是在向廢水中連續通入空氣，經過一定時間后，因好氧微生物的繁殖而形成的，其上棲息著菌膠團為主的微生物群，具有很強的吸附和氧化有機物的能力，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。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，如圖示。

其基本流程是：廢水經初沉池（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入曝氣池形成混合液。曝氣池是一個生物反應器，通過曝氣裝置通入空氣，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，廢水與活性污泥得到充分接觸。

廢水中的有機物在曝氣池內被活性污泥吸附，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，進行固液分離，活性污泥沉淀下來，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外，再另行妥善處理。

活性污泥法系統有效運行是：廢水中含有足夠的可溶性的、易降解的有機物作為微生物的營養物質；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與廢水充分接觸；活性污泥要有足量連續回流；剩余污泥亦需及時排出；保持曝氣池中穩定的活性污泥濃度；防止對微生物有毒的物質流入。

02

活性污泥處理廢水的過程分哪兩個階段？

活性污泥處理是利用懸浮狀態生長的微生物絮體來處理廢水的方法，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（包括細菌、原生動物、后生動物、真菌、藻類等）、新陳代謝的產物和吸附的有機物、無機物等組成?；钚晕勰鄬U水中有機污染物具有很強的吸附和氧化分解的能力。

活性污泥處理廢水的過程主要包括兩個階段組成，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的微生物絮體所吸附和粘連。

大分子有機物被吸附后，在水解酶的作用下分解為小分子物質，然后這些小分子物質與溶解性有機物又在酶的作用下或在濃度差的推動下，選擇性地滲入到細胞體內，從而使廢水中的有機物含量下降而得到凈化。這階段進行非常迅速，一般在10～40min內，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物被氧化分解獲取能量，并合成新的細胞。這一個過程就是從廢水中去除有機物的過程。這階段時間較長，進行緩慢。在生物氧化階段合成的菌體形成絮凝體，通過重力沉淀從水中分離出來，使水質得到凈化。

這兩個階段是不能截然分開的，但有主次之分。如生物吸附階段，隨著有機物吸附量的增加，污泥的活性逐漸減弱。當吸附飽和后，污泥就失去吸附能力。此時經過生物氧化階段吸附的有機物當被氧化分解之后，污泥又呈現活性，恢復吸附能力。

03

活性污泥的性能以什么指標來表示？

衡量活性污泥的數量和活性污泥的性能主要指標如下：

（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?；钚晕勰酀舛鹊亩嗌伲梢蚤g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）揮發性懸浮固體濃度（MLVSS） 是指曝氣池內混合液活性污泥中有機物固體物質的濃度，包括非活性的難降解的有機物質，但不包括無機物。它所表示的是活性污泥的相對數值。一般情況下，MLVSS/MLSS比值比較穩定，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15％～30％。以此可以控制、調節剩余污泥的排放量，并通過它及時發現污泥膨脹等現象的發生。

（4）污泥容積指數（SVI） 又稱污泥指數，是指一定量的曝氣池混合液經30min沉淀后，1g干污泥所占有沉淀污泥的體積，單位為mL/g。實質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。

但根據廢水性質不同，指數也有所不同。SVI值能夠反映活性污泥的凝聚、沉降性能，SVI值過低，說明泥粒細小、無機質含量高、缺乏活性；過高，污泥的沉降性能不好，有產生污泥膨脹現象的可能。

SVI＝SV（mL/L）/MLSS（g/L）。

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

04

預曝氣有什么作用？

預曝氣就是在廢水進入沉淀池之前，首先進行約10～20min的短時間的曝氣。產生如下作用：

①可產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；

③增加廢水中的溶解氧，減輕廢水的腐敗，提高廢水的穩定度；

④可以吹脫廢水中溶解的揮發物。以上，對廢水都具有凈化作用。

以上，對廢水都具有凈化作用。

預曝氣有兩種類型，一是單純曝氣，產生自然絮凝；二是在曝氣同時加入生物污泥，產生生物絮凝，以提高沉淀池的分離效果，使懸浮物的去除率可達80％以上，BOD5的去除率也有15％以上。預曝氣通常都在一專設的預曝氣池構筑物內進行。

預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，強曝氣部分大都設在池中央部分，如圖所示。

預曝氣澄清池：1—污水入口；2—污泥排出管；3—預曝氣室；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、完全混合式和循環混合式三種；從平面形狀分長方廊道形、圓形或方形、環形跑道形三種；從曝氣池與二沉池關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曝氣式、機械曝氣式和兩者聯合式三種。

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

鼓風曝氣式曝氣池：1—擴散器；2—空氣管；3—隔墻

（2）機械曝氣式曝氣池 如圖所示，這是完全混合式表面葉輪曝氣沉淀池，由曝氣區、導流區、沉淀區、回流區四個區組成。原理同加速澄清池類似。

機械曝氣式曝氣池

（3）鼓風和機械聯合式曝氣池 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散裝置供氧。

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純氧曝氣法有何優缺點？

純氧曝氣池的構造如圖所示。純氧曝氣法實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。

純氧曝氣池的構造

純氧曝氣法的優點是可以大大提高生物處理的速度，用純氧，曝氣的時間可以縮短，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，使微生物充分發揮了作用。

但純氧曝氣的缺點是裝置復雜、管理麻煩、密閉容器的結構要求高。一旦混入易揮發的碳氫化合物，容易引起爆炸危險，安全有隱患。

同時，由于生物代謝中生成CO2，當氣體分壓上升時會有更多CO2氣體溶于水中，使pH值下降，要影響生物處理的正常運行和處理效率，所以給運轉管理增加了麻煩，要經常進行pH的監控與調節，以及適時排氣措施等。

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曝氣池出現異?，F象如何進行原因分析？

曝氣池生物處理系統的管理需定期巡視檢查，如果發現曝氣池出現異常現象時，要及時分析原因，采取措施，避免運行故障。曝氣池常常會出現下列異?，F象：

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運行中活性污泥出現的異常情況應如何處理？

活性污泥法系統的運行過程中，有時會出現種種異常情況，導致污泥流失、處理失效、效率低下、出水水質惡化等，必須采取相應的措施及時處理，主要有：

（1）污泥的膨脹現象 活性污泥的SVI值如超過150時，應高度重視，預示污泥膨脹即將到來。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，如廢水有機物含量過多、碳水化合物含量過高，或者氮、磷含量不平衡，或者遇上含毒物質廢水，以及pH和水溫過高、過低等原因，都會引起污泥膨脹。其處理方法分三類：一是臨時控制措施；二是工藝運行調控；三是環境調控。臨時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。另一個措施是投加殺菌劑，殺滅或抑制絲狀菌，從而達到控制絲狀菌污泥膨脹。工藝運行調控是用于運行操作不當引起的污泥膨脹，調節好供氧與DO關系，調節好pH大小以及氮磷等營養物質。環境調控，通過曝氣池生態環境改變，造成微生物生長繁殖的良好環境。

（2）污泥的解體現象 當污泥處理系統出現處理水質渾濁、污泥絮凝體細化、處理效果變壞時，即為污泥解體現象。可能是運行不當，曝氣過量，營養平衡遭破壞或是廢水混入有毒物質使微生物受到傷害而引起污泥解體。發生污泥解體應立即對廢水量、回流污泥量、供氣量、有毒物、排泥量、DO、MLSS、SV等進行檢測，查清原因，加以調整。

（3）污泥腐化現象 主要是在二沉池長期滯留而厭氧發酵產生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，加強排污處理。（4）污泥上浮現象 主要是曝氣池內污泥泥齡過長，硝化進程高而沒有很好反硝化。為此要增加污泥回流量，及時排除剩余污泥，還要防止曝氣過度。（5）泡沫現象 常見有乳白色化學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。

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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，包括試運行階段的試驗、正常運行的工藝控制以及運行過程中的檢測等。應注意的著重點如下：

（1）試運行階段的試驗，用來確定運行參數，是件非常重要的工作，對正常運行具有指導作用。

當然在正常運行時，還可以根據具體情況進行調整。當活性污泥培養馴化結束后，開始試運行。試運行的目的，是要通過調試確定最佳的運行條件和最佳的運行方式。在試運行中，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節等變量，組合成幾種運行條件分階段進行試驗，觀測各種條件的處理效果，以確定最佳的運行條件，其中還應確定微生物的養料配制，氮、磷投加量的確定。此外，還應對各種運行方式的處理效果，在試運行中進行觀測和比較，以確定最佳的運行方式。

（2）正常運行階段的工藝控制。

根據試運行確定的最佳運行條件和最佳運行方式轉入正常運行，正常運行過程中應注意對活性污泥系統采取控制措施：主要是曝氣系統、污泥回流系統、剩余污泥的排放系統的控制，以保證合格的處理水的水質。具體做法：

①對供氣量（曝氣量）的調節 對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。對曝氣池出口處的溶解氧濃度應控制在1.5mg/L左右；同時要滿足混合液的混合攪拌要求，其攪拌程度應通過測定曝氣池表面、中間、池底各點的污泥濃度是否均勻而定。當采用定量供氣量時，一般情況下，要求早晚各調節一次供氣量，大型廢水處理廠應根據曝氣池中的溶解氧情況，要求每周調節一次。

②回流污泥量的調節 目的是使MLSS濃度保持相對穩定?？刂品椒ㄓ卸ɑ亓魑勰嗔靠刂?、定MISS濃度控制、與進水量成比例控制以及定F/M控制等。

③剩余污泥排放量調節 原則是在保持曝氣池內MLSS穩定的基礎上，將不斷增長的污泥量作剩余污泥量排放。