活性污泥法及其在环境工程中的应用

尹 琦

（上海同济建设科技股份有限公司，上海 200092）

近年来，随着社会的不断发展和进步，产生出了越来越多的生活污水和工业污水。为了保护大自然的生态环境和人们的居住环境，在污水排放之前就需要对其进行处理。对污水进行处理的方法也很多，其中活性污泥法在近些年得到了广泛的应用，活性污泥法对污水进行处理的过程中不会产生其他的污染物，而且它对于污水中的有机物和悬浮固体的去除率极高，很适合处理水质要求较高而且水质较为稳定的污水。

1 活性污泥法原理

活性污泥是一种包含了细菌、真菌、原生动物等微生物，以及金属氢氧化物的污泥状褐色絮凝物[1]。活性污泥是在污水处理过程中，将污水中的有机物作为培养基，然后在充氧的条件下，将各种微生物群体进行汇合连续培养，从而得到的。污泥中含有大量的细菌，它们可以将污水中的有机物进行凝聚、吸附和氧化分解。活性污泥法就是利用污水中悬浮的活性污泥，在有利于其中微生物生长的条件下和污水进行大面积的接触，从而通过污泥中含有的多种微生物，将污水中的有机物进行吸附和氧化分解，从而使污水得到净化的一种方法。活性污泥法需要的构筑物就是曝气池和二次沉淀池。

在污水处理过程中，首先将污水和回流活性污泥一起投放在曝气池中，将污水和活性污泥进行充分的接触形成悬浮的混合液，再往曝气池中注入大量的压缩空气，使污水和活性污泥得到充分的混合，并且给污泥中的微生物提供充分的溶解氧，使其得到大量的繁殖，再通过这些繁殖起来的微生物将溶解在污水中的有机物分解，然后将混合液排入到二次沉淀池，使活性污泥和水进行分离，分离出来的活性污泥可以再次回流进入到曝气池，继续进行污水的净化工作，分离出来的水就可以进行正常的排放。

使用活性污泥法进行水中有机物去除的时候，可以将起净化过程分为三个阶段。第一阶段就是微生物的吸附过程，当把活性污泥和污水进行混合之后，在很短的时间内就会有大量的有机物被去除，这一阶段主要就是因为污泥的吸附作用，污泥在污水和污水的接触面积很大，而且污泥的表面上含有多糖类的粘质层，就可以快速地将污水中悬浮的物质和胶体物质进行吸附去除。第二阶段就是氧化阶段，在曝气池中将大量的空气注入到池水中，微生物可以将一部分吸附的有机物氧化分解从而获取能量，使微生物得到大量的繁殖。第三个阶段就是絮凝沉降阶段，污泥中的微生物将污水中有机物进行生物降解之后，一部分氧化分解成了二氧化碳和水，另外的一部分合成细胞物质形成菌体。因此，在后续的处理过程中，需要将形成的菌体有机物从混合液中分离出去，这样才能使污水得到彻底的净化。目前针对菌体和水的分离使用最广泛的方法就是重力沉淀法，即菌体先形成比较中的絮凝体，在进行凝聚沉降，从而将菌体和水分离。

2 活性污泥法的运行方式

2.1 传统活性污泥法

传统的活性污泥法会将污水和回流污泥从曝气池的一端流入，然后从另外一端流出，使有机物的吸附阶段和氧化分解阶段统一在池子中连续地进行，污水中有机物的浓度随着曝气池长度的增加逐渐地降低，需氧量也慢慢地减少，传统的活性污泥法处理效果好，而且适用于对处理要求高的且水质较为稳定的污水[2]。但是在处理的过程中也存在一定的缺陷，它的抗冲击负荷能力较低，进水水质的变化会对活性污泥产生严重影响，而且对于供应的氧气不能充分地进行利用，造成了严重的动力损耗，且需要曝光池有着较长的长度，造成了曝气池的占地面积大。

2.2 逐步曝气法

这个方法主要就是对传统活性污泥法中氧气不能充分利用这一点进行了改进，污水不是通过曝气池的一段排入，而是沿着曝气池边缘多点的进行排入，这样会使有机物在曝气池中的分布比较均匀。活性污泥在池中的分布也会比较均匀，使输入的氧气得到更好地利用，不会造成输入氧气的浪费。同时运用这种方法会使曝气池流出的混合液中活性污泥浓度较低，对于二次沉淀池的运行也更加有利。

2.3 吸附再生活性污泥法

吸附再生法主要就是利用活性污泥强大的吸附能力。它的曝气池跟传统活性污泥法的曝气池相比会有两个不同的点：第一就是它会将污水的吸附过程和氧化分解过程放置在两个曝气池中进行或者在同一个池子中将其进行分开处理，而且会将二次沉淀池修建在个池子之间。第二点就是污泥的会流量会很大，能够达到50%～100%。这样就会使曝气池中污泥的平均浓度大，可以吸附更多的有机物。吸附再生法的优点之一就是抗冲击负荷能力较强，因为吸附再生活性污泥法的污泥回流量很大，由此对曝气池中的污泥具有一定的调节能力。大量的污泥集中在沉淀池中，这样当吸附池中的活性污泥受到破坏之后，可以及时地将沉淀池中的污泥补充到吸附池中。但是吸附再生法也有着一定的缺点，它将吸附过程和氧化分解过程进行了分开，这样污水进行吸附的时间会比较短，对于污水的处理效率会比较低，同时因为污泥的回流量大，需要更大容量的回流泵，在一定的程度上增加了运行维持的费用。

3 活性污泥法在环境工程中的应用

使用活性污泥法进行污水处理是全世界使用最广泛的一种方法，而且大部分都是采用的传统污泥法或者逐步曝气法进行污水的处理。目前新建的一系列城市污水处理厂也在使用这两种方法，美国建设好的活性污泥法城市污水处理厂有着22 600座，其他的国家也在不断地对其进行研究和建设[3]。使用活性污泥法对城市产生的工业污水和生活进行处理不仅会使污水得到更加有效的处理，而且不会产生其他对环境有害的物质，它是一种十分安全和有效的污水处理方法。目前我国城市污水处理厂的主体的工艺还是传统的活性污泥法，并且随着社会的发展，污水处理厂的规模和数量在不断地增加。尤其是在北方等寒冷的地区，由于常年气温较低，这些城市进行污水处理的时候不能使用生物滤池等不耐寒的生物处理系统。但是活性污泥里面含有的微生物可以适应寒冷的天气，可以正常地进行污水处理工作。将活性污泥在环境工程中进行大量的应用，不仅可以将污水中的有机物进行有效地去除，而且通过沉淀池的后期分离作用，还能将活性污泥进行重复的利用，降低了污水处理工作的成本，并且处理速度和效率极高。

4 结论

活性污泥法是目前应用最为广泛的一种城市污水处理方法，它的运行方式灵活且工作效率高，同时对于活性污泥可以重复地进行利用，并且不会造成其他的二次污染。在今后的发展过程中，污水处理工厂应该对活性污泥法进行不断的改革和创新，将传统活性污泥法中的问题进行解决，提高污泥处理法的处理效率和质量，使它得到更加广泛的应用，同时扩大污水处理的规模和处理污水的能力，由此来满足当今社会对于污水处理的高需求。确保城市污水得到良好的处理，不会对大自然的环境造成不良的影响和破坏。