大家好，我是環(huán)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(zhì)的富集、轉(zhuǎn)化、降解等生理生化特征來改變廢水水質(zhì)，使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn) 。

你們知道嗎，未經(jīng)處理即被排入河流的廢水，流經(jīng)一段距離后會逐漸變清，臭氣消失，這種現(xiàn)象是水體的自然凈化。水中的微生物起著清潔污水的作用，它們以水體中的有機(jī)污染物作為自己的營養(yǎng)食料，其通過吸附、吸收、氧化、分解等過程，把有機(jī)物變成簡單的無機(jī)物，所以人們就開始在污水中培養(yǎng)繁殖的菌類、藻類和原生動物等微生物，因其具有很強(qiáng)的吸附、氧化、分解有機(jī)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，又凈化了污水。

它們在對污水的處理過程中，對氧的要求不同，據(jù)此可將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(jìn)行。生化處理法是廢水中應(yīng)用最久最廣且相當(dāng)有效的一種方法，特別適用于處理有機(jī)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(jī)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(jìn)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(jī)物分解成甲烷、二氧化碳、硫化氫、氮及水等，一般采用甲烷發(fā)酵法（消化法）等進(jìn)行處理。

本篇將主要闡述生物處理中好氧處理法中的活性污泥法—傳統(tǒng)活性污泥法。

01活性污泥 （傳統(tǒng)）

在當(dāng)前污水處理技術(shù)領(lǐng)域中，活性污泥法是應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)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(fā)明的?；钚晕勰喾ㄊ且曰钚晕勰酁橹黧w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態(tài)的可生化有機(jī)物以及能被活性污泥吸附的懸浮固體和其他一些物質(zhì)，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(tǒng)稱。

活性污泥法主要由曝氣池、二次沉淀池、曝氣系統(tǒng)以及污泥回流系統(tǒng)等組成。廢水經(jīng)初次沉淀池后與二次沉淀池底部回流的活性污泥同時進(jìn)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(zhì)被活性污泥吸附，而廢水中的可溶性有機(jī)物被活污泥中的微生物用作自身繁殖的營養(yǎng),代謝轉(zhuǎn)化為生物細(xì)胞，并氧化成為最終產(chǎn)物（主要是CO2），而非溶解性有機(jī)物需先轉(zhuǎn)化成溶解性有機(jī)物，然后才能被代謝和利用，廢水由此得到凈化。凈化后廢水身活性汚泥在二次沉淀池內(nèi)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(nèi)持留一定濃度的活性污泥，其余為剩余污泥，由系統(tǒng)排出。

為了強(qiáng)化與提高活性污泥處理系統(tǒng)的凈化效果，必須考慮影響活性污泥反應(yīng)的各項因素，充分發(fā)揮活性污泥微生物的代謝功能。其中主要影響因素有BOD負(fù)荷率（F/M，也稱有機(jī)負(fù)荷率，以NS表示）、水溫、pH值、溶解氧、營養(yǎng)平衡、有毒物質(zhì)等。

作為有較長歷史的活性污泥法生物處理系統(tǒng)，在長期的工程實(shí)踐過程中，根據(jù)水質(zhì)的變化、微生物代謝活性的特點(diǎn)和運(yùn)行管理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)及排放要求等方面的情況，又發(fā)展成為多種運(yùn)行方式和池型。其中：

按運(yùn)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(wěn)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(tǒng)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(jìn)流動，廢水從池首端進(jìn)入，從池尾端流出，前段液流與后段液流不發(fā)生混合。

在曝氣過程中，從池首至池尾，隨著環(huán)境的變化，生物反應(yīng)速度是變化的，F(xiàn)/M值也是不斷變化的，微生物群的量和質(zhì)不斷地變動，活性污泥的吸附、絮凝、穩(wěn)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(diǎn)是：

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

②推流式曝氣池可采用多種運(yùn)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(diǎn)，由于沿池長均勻供氧，會出現(xiàn)池首曝氣不足，池尾供氣過量的現(xiàn)象，增加動力費(fèi)用。

2、完全混合活性污泥法

完全混合式曝氣池，是廢水進(jìn)入曝氣池后與池中原有的混合液充分混合，因此池內(nèi)混合液的組成、F/M值、微生物群的量和質(zhì)是完全均勻一致的。整個過程在污泥增長曲線上的位置僅是一個點(diǎn)。這意味著在曝氣池中所有部位的生物反應(yīng)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(diǎn)是：

①承受沖擊負(fù)荷的能力強(qiáng)，池內(nèi)混合液能對廢水起稀釋作用，對高峰負(fù)荷起削弱作用；

②由于全池需氧要求相同，能節(jié)省動力；

③曝氣池和沉淀池可合建，不需要單獨(dú)設(shè)置污泥回流系統(tǒng)，便于運(yùn)行管理。

完全混合式曝氣池的缺點(diǎn)是：連續(xù)進(jìn)水、出水可能造成短路；易引起污泥膨脹。

本工藝適于處理工業(yè)廢水，特別是高濃度的有機(jī)廢水。

3、分段曝氣活性污泥法

分段曝氣活性污泥運(yùn)行模式又稱階段進(jìn)水活性污泥法或多段進(jìn)水活性污泥法，其特點(diǎn)是廢水沿池長多點(diǎn)進(jìn)水，有機(jī)負(fù)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(fā)揮其降解有機(jī)物的能力。該法可提高空氣利用率，提高池子工作能力，適用各種范圍的水質(zhì)。該工藝的不足是，進(jìn)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(wěn)定法。這種運(yùn)行方式的主要特點(diǎn)是將活性污泥對有機(jī)污染物降解的兩個過程—吸附、代謝，分別在各自的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。

廢水在再生池得到充分再生，具有很強(qiáng)活性的活性污泥同步進(jìn)入吸附池,兩者在吸附池中充分接觸，廢水中大部分有機(jī)物被活性污泥所吸附，廢水得到凈化。由二次沉淀池分離出來的污泥進(jìn)入再生池，活性污泥在 這里將所吸附的有機(jī)物進(jìn)行代謝活動，使有機(jī)物降解，微生物增殖，微生物進(jìn)入內(nèi)源代謝期，污泥的活性、吸附功能得到充分恢復(fù)，然后再與廢水一同進(jìn)入吸附池。

吸附—再生活性污泥法的特點(diǎn)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(tǒng)法曝氣池的容積；

②本方法能承受一定的沖擊負(fù)荷，當(dāng)吸附池的活性污泥遭到破壞時，可由再生池內(nèi)的污泥予以補(bǔ)救。

本方法的主要缺點(diǎn)是對廢水的處理效果低于傳統(tǒng)活性污泥法；此外，對溶解性有機(jī)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(diǎn)是：有機(jī)負(fù)荷低，污泥持續(xù)處于內(nèi)源 代謝狀態(tài)，剩余污泥少，且污泥穩(wěn)定、不需再進(jìn)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(zhì)穩(wěn)定性較高，對廢水沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)性和不需設(shè)初次沉淀池的優(yōu)點(diǎn)。主要缺點(diǎn)是池容大，曝氣時間長，建設(shè)費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)用都較高，而且占用 較大的土地等。

本工藝適用于對處理水質(zhì)要求高，又不宜釆用單獨(dú)污泥處理的小型城鎮(zhèn)污水和工業(yè)廢水。工藝采用的曝氣池均為完全混合式或推流式。

6、高負(fù)荷活性污泥法

高負(fù)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(diǎn)是負(fù)荷率高，曝氣時間短，對廢水的處理效果低。在系統(tǒng)和曝氣池構(gòu)造方面，本工藝與傳統(tǒng)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(fā)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(shè)備裝在距液面800? 900mm處，可采用低壓風(fēng)機(jī)。單位輸入能量的相對吸氧量可達(dá)最大，它可充分發(fā)揮曝氣設(shè)備的能力。風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓約1000mm即可滿足要求。池中間設(shè)置縱向隔板，以利液流循環(huán)，充氧能力可達(dá)1.80-2.60kg/（KW · h）。工藝缺點(diǎn)是曝氣柵管孔眼容易堵塞。

（2）深水曝氣活性污泥法

曝氣池內(nèi)水深可達(dá)8.5?30m,由于水壓較大，故氧利用率較高；但需要的供風(fēng)壓力較大，因此動力消耗并不節(jié)省。近年來發(fā)展了若干種類的深水曝氣池，主要有深水底層曝氣、深水中層曝氣，其中包括單側(cè)旋流式、雙側(cè)旋流式、完全混合式等。為了減小風(fēng)壓，曝氣器往往裝在池深的一半，形成液—?dú)饬鞯难h(huán)，可節(jié)省能耗。當(dāng)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(jì)70年代中期開發(fā)的廢水生物處理新工藝。深井曝氣處理廢水的特點(diǎn)是：處理效果良好，并具有充氧能力高、動力效率高、占地少、設(shè)備簡單、易于操作和維修、運(yùn)行費(fèi)用低、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、產(chǎn)泥量低、處理不受氣候影響等優(yōu)點(diǎn)。此外，在大多數(shù)情況下可取消一次沉淀池，對高濃度工業(yè)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。在井身內(nèi)，通過空壓機(jī)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(diǎn)：

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(kuò)散能力；

②氧的利用率可高達(dá)80%?90%，而空氣曝氣活性污泥法僅10%左右，因此達(dá)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(dá)4000?7000mg/L,故在相同有機(jī)負(fù)荷時容積負(fù)荷可大大提高；

④污泥指數(shù)低，僅100左右，不易發(fā)生污泥膨脹；

⑤處理效率高，所需的曝氣時間短；

⑥產(chǎn)生的剩余污泥量少。

純氧曝氣池有三類：

（1）多級密封式，氧從密閉頂蓋引入池內(nèi)，污水從第一級逐級推流前進(jìn)，氧由離心壓縮機(jī)經(jīng)中空軸進(jìn)入回轉(zhuǎn)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(yīng)代謝產(chǎn)物從最后一級排出；

（2）對舊曝氣池進(jìn)行改造，池上設(shè)幕篷，既通入純氧，又輸入壓縮空氣，部分尾氣外排，也可循環(huán)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(tǒng)活性污泥法，顧名思義，有傳統(tǒng)的方法自然就有改進(jìn)的方法，下篇文章小旭會整理一些經(jīng)過改良的活性污泥處理系統(tǒng)新工藝，同時也希望各位身處于水處理行業(yè)的朋友們能和小旭一起學(xué)習(xí)、討論。