大家好，我是环保人小旭！
接下来的文章我们来和大家一起聊一聊污水处理中的生物处理工艺。生物处理法主要是通过生物尤其是微生物对废水中有毒物质的富集、转化、降解等生理生化特征来改变废水水质，使其达到排放标准 。
你们知道吗，未经处理即被排入河流的废水，流经一段距离后会逐渐变清，臭气消失，这种现象是水体的自然净化。水中的微生物起着清洁污水的作用，它们以水体中的有机污染物作为自己的营养食料，其通过吸附、吸收、氧化、分解等过程，把有机物变成简单的无机物，所以人们就开始在污水中培养繁殖的菌类、藻类和原生动物等微生物，因其具有很强的吸附、氧化、分解有机污染物的能力，使它们既满足了微生物本身繁殖和生命活动的需要，又净化了污水。
它们在对污水的处理过程中，对氧的要求不同，据此可将生化处理分为好氧处理和厌氧处理两类。好氧处理是需氧处理，厌氧处理则在无氧条件下进行。生化处理法是废水中应用最久最广且相当有效的一种方法，特别适用于处理有机污水。
1、好氧处理
好氧处理是在污水中含有充分溶解氧的条件下，利用好氧性微生物使水中的有机物分解成二氧化碳、氨及水等，一般采用活性污泥法、滴滤池法、曝气法以及灌溉田法等进行处理。
2、厌氧处理
厌氧处理是在污水中缺氧的条件下，利用厌氧性微生物使水中的有机物分解成甲烷、二氧化碳、硫化氢、氮及水等，一般采用甲烷发酵法（消化法）等进行处理。
本篇将主要阐述生物处理中好氧处理法中的活性污泥法—传统活性污泥法。
01活性污泥 （传统）
在当前污水处理技术领域中，活性污泥法是应用最为广泛的技术之一。
活性污泥法是一种污水的好氧生物处理法，由Edward Ardern（爱德华·阿登）和William T. Lockett（威廉·洛克特）于1914年首先在英国发明的。活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。它能从污水中去除溶解性的和胶体状态的可生化有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质，同时也能去除一部分磷素和氮素，是废水生物处理悬浮在水中的微生物的各种方法的统称。
活性污泥法主要由曝气池、二次沉淀池、曝气系统以及污泥回流系统等组成。废水经初次沉淀池后与二次沉淀池底部回流的活性污泥同时进入曝气池，通过曝气，活性污泥呈悬浮状态，并与废水充分接触。废水中的悬浮固体和胶状物质被活性污泥吸附，而废水中的可溶性有机物被活污泥中的微生物用作自身繁殖的营养,代谢转化为生物细胞，并氧化成为最终产物（主要是CO2），而非溶解性有机物需先转化成溶解性有机物，然后才能被代谢和利用，废水由此得到净化。净化后废水身活性汚泥在二次沉淀池内分离，上层出水排放；分离浓缩后的污泥一部分返回曝气池，以保证曝气池内持留一定浓度的活性污泥，其余为剩余污泥，由系统排出。
为了强化与提高活性污泥处理系统的净化效果，必须考虑影响活性污泥反应的各项因素，充分发挥活性污泥微生物的代谢功能。其中主要影响因素有BOD负荷率（F/M，也称有机负荷率，以NS表示）、水温、pH值、溶解氧、营养平衡、有毒物质等。
作为有较长历史的活性污泥法生物处理系统，在长期的工程实践过程中，根据水质的变化、微生物代谢活性的特点和运行管理、技术经济及排放要求等方面的情况，又发展成为多种运行方式和池型。其中：
按运行方式，可以分为普通曝气法、渐减曝气法、阶段曝气法、吸附再生法（即生物接触稳定法）、高速率曝气法等；
按池型可分为推流式曝气池、完全混合曝气池；
此外按池深及曝气方式及氧源等，又有深水曝气池、深井曝气池、射流曝气池、 纯氧（或富氧）曝气池等。
1、推流式活性污泥法
推流式活性污泥法，又称为传统活性污泥法。推流式曝气池表面呈长方形，在曝气和水力条件的推动下，曝气池中的水流均匀地推进流动，废水从池首端进入，从池尾端流出，前段液流与后段液流不发生混合。
在曝气过程中，从池首至池尾，随着环境的变化，生物反应速度是变化的，F/M值也是不断变化的，微生物群的量和质不断地变动，活性污泥的吸附、絮凝、稳定作用不断地变化，其沉降—浓缩性能也不断地变化。
推流式曝气的特点是：
①废水浓度自池首至池尾是逐渐下降的，由于在曝气池内存在这种浓度梯度，废水降解反应的推动力较大，效率较高；
②推流式曝气池可采用多种运行方式；
③对废水的处理方式较灵活。
但推流式曝气也有一定的缺点，由于沿池长均匀供氧，会出现池首曝气不足，池尾供气过量的现象，增加动力费用。
2、完全混合活性污泥法
完全混合式曝气池，是废水进入曝气池后与池中原有的混合液充分混合，因此池内混合液的组成、F/M值、微生物群的量和质是完全均匀一致的。整个过程在污泥增长曲线上的位置仅是一个点。这意味着在曝气池中所有部位的生物反应都是同样的，氧吸收率都是相同的。
完全混合式曝气池的特点是：
①承受冲击负荷的能力强，池内混合液能对废水起稀释作用，对高峰负荷起削弱作用；
②由于全池需氧要求相同，能节省动力；
③曝气池和沉淀池可合建，不需要单独设置污泥回流系统，便于运行管理。
完全混合式曝气池的缺点是：连续进水、出水可能造成短路；易引起污泥膨胀。
本工艺适于处理工业废水，特别是高浓度的有机废水。
3、分段曝气活性污泥法
分段曝气活性污泥运行模式又称阶段进水活性污泥法或多段进水活性污泥法，其特点是废水沿池长多点进水，有机负荷分布均匀，使供氧量均化，克服了推流式供氧的弊病。沿池长F/M分布均匀，充分发挥其降解有机物的能力。该法可提高空气利用率，提高池子工作能力，适用各种范围的水质。该工艺的不足是，进水若得不到充分混合，会引起处理效果的下降。
4、吸附—再生活性污泥法
吸附—再生活性污泥法又称生物吸附法或接触稳定法。这种运行方式的主要特点是将活性污泥对有机污染物降解的两个过程—吸附、代谢，分别在各自的反应器内进行。
废水在再生池得到充分再生，具有很强活性的活性污泥同步进入吸附池,两者在吸附池中充分接触，废水中大部分有机物被活性污泥所吸附，废水得到净化。由二次沉淀池分离出来的污泥进入再生池，活性污泥在 这里将所吸附的有机物进行代谢活动，使有机物降解，微生物增殖，微生物进入内源代谢期，污泥的活性、吸附功能得到充分恢复，然后再与废水一同进入吸附池。
吸附—再生活性污泥法的特点是：
①废水与活性污泥在吸附池的接触时间较短，吸附池容积较小，由于再生池接纳的仅是浓度较高的回流污泥，因此，再生池的容积亦小，吸附池与再生池容积之和仍低于传统法曝气池的容积；
②本方法能承受一定的冲击负荷，当吸附池的活性污泥遭到破坏时，可由再生池内的污泥予以补救。
本方法的主要缺点是对废水的处理效果低于传统活性污泥法；此外，对溶解性有机物高的废水，处理效果差。
5、延时曝气活性污泥法
该工艺又称完全氧化活性污泥法。工艺的主要特点是：有机负荷低，污泥持续处于内源 代谢状态，剩余污泥少，且污泥稳定、不需再进行消化处理，这种工艺可称为废水、污泥综合处理工艺。
该工艺还具有处理水质稳定性较高，对废水冲击负荷有较强的适应性和不需设初次沉淀池的优点。主要缺点是池容大，曝气时间长，建设费和运行费用都较高，而且占用 较大的土地等。
本工艺适用于对处理水质要求高，又不宜釆用单独污泥处理的小型城镇污水和工业废水。工艺采用的曝气池均为完全混合式或推流式。
6、高负荷活性污泥法
高负荷活性污泥法又称短时曝气法或不完全活性污泥法。工艺的主要特点是负荷率高，曝气时间短，对废水的处理效果低。在系统和曝气池构造方面，本工艺与传统活性污泥法基本相同。
7、浅层曝气、深水曝气、深井曝气活性污泥法
（1）浅层曝气活性污泥法
浅层低压曝气又名因卡曝气,是瑞典Inka公司所开发的，其原理基于气泡在刚刚形成的瞬息间，其吸氧率最高。。曝气设备装在距液面800〜 900mm处，可采用低压风机。单位输入能量的相对吸氧量可达最大，它可充分发挥曝气设备的能力。风机的风压约1000mm即可满足要求。池中间设置纵向隔板，以利液流循环，充氧能力可达1.80-2.60kg/（KW • h）。工艺缺点是曝气栅管孔眼容易堵塞。
（2）深水曝气活性污泥法
曝气池内水深可达8.5〜30m,由于水压较大，故氧利用率较高；但需要的供风压力较大，因此动力消耗并不节省。近年来发展了若干种类的深水曝气池，主要有深水底层曝气、深水中层曝气，其中包括单侧旋流式、双侧旋流式、完全混合式等。为了减小风压，曝气器往往装在池深的一半，形成液—气流的循环，可节省能耗。当水深超过10〜30m时，即为塔式曝气池。
（3）深井曝气活性污泥法
深井曝气是20世纪70年代中期开发的废水生物处理新工艺。深井曝气处理废水的特点是：处理效果良好，并具有充氧能力高、动力效率高、占地少、设备简单、易于操作和维修、运行费用低、耐冲击负荷能力强、产泥量低、处理不受气候影响等优点。此外，在大多数情况下可取消一次沉淀池，对高浓度工业废水容易提供大量的氧，也可用于污泥的好氧消化。深井曝气装置，一般平面呈圆形，直径为1〜6m,深度50〜150m。在井身内，通过空压机的作用形成降流和升流的流动。
8、纯氧曝气活性污泥法
纯氧曝气又称富氧曝气，与空气曝气相比，具有以下几个特点：
①空气中含氧一般为21%，一般纯氧中含氧为90%〜95%，而氧的分压纯氧比空气高4. 4〜4.7倍，因此纯氧曝气能大大提高氧在混合液中的扩散能力；
②氧的利用率可高达80%〜90%，而空气曝气活性污泥法仅10%左右，因此达到同等氧浓度所需的气体体积可大大减少；
③活性污泥浓度（MLSS）可达4000〜7000mg/L,故在相同有机负荷时容积负荷可大大提高；
④污泥指数低，仅100左右，不易发生污泥膨胀；
⑤处理效率高，所需的曝气时间短；
⑥产生的剩余污泥量少。
纯氧曝气池有三类：
（1）多级密封式，氧从密闭顶盖引入池内，污水从第一级逐级推流前进，氧由离心压缩机经中空轴进入回转叶轮，它使池中污泥与氧保持充分混合与接触，使污泥能极大地吸收氧，未用尽的氧与生化反应代谢产物从最后一级排出；
（2）对旧曝气池进行改造，池上设幕篷，既通入纯氧，又输入压缩空气，部分尾气外排，也可循环回用；
（3）敞开式纯氧曝气池。
以上就是小旭整理的生物处理中好氧处理法中的活性污泥法—传统活性污泥法，顾名思义，有传统的方法自然就有改进的方法，下篇文章小旭会整理一些经过改良的活性污泥处理系统新工艺，同时也希望各位身处于水处理行业的朋友们能和小旭一起学习、讨论。
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