活性污泥法及其在環(huán)境工程中的應(yīng)用

尹 琦

（上海同濟(jì)建設(shè)科技股份有限公司，上海 200092）

近年來，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，產(chǎn)生出了越來越多的生活污水和工業(yè)污水。為了保護(hù)大自然的生態(tài)環(huán)境和人們的居住環(huán)境，在污水排放之前就需要對(duì)其進(jìn)行處理。對(duì)污水進(jìn)行處理的方法也很多，其中活性污泥法在近些年得到了廣泛的應(yīng)用，活性污泥法對(duì)污水進(jìn)行處理的過程中不會(huì)產(chǎn)生其他的污染物，而且它對(duì)于污水中的有機(jī)物和懸浮固體的去除率極高，很適合處理水質(zhì)要求較高而且水質(zhì)較為穩(wěn)定的污水。

1 活性污泥法原理

活性污泥是一種包含了細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物等微生物，以及金屬氫氧化物的污泥狀褐色絮凝物[1]。活性污泥是在污水處理過程中，將污水中的有機(jī)物作為培養(yǎng)基，然后在充氧的條件下，將各種微生物群體進(jìn)行匯合連續(xù)培養(yǎng)，從而得到的。污泥中含有大量的細(xì)菌，它們可以將污水中的有機(jī)物進(jìn)行凝聚、吸附和氧化分解。活性污泥法就是利用污水中懸浮的活性污泥，在有利于其中微生物生長的條件下和污水進(jìn)行大面積的接觸，從而通過污泥中含有的多種微生物，將污水中的有機(jī)物進(jìn)行吸附和氧化分解，從而使污水得到凈化的一種方法。活性污泥法需要的構(gòu)筑物就是曝氣池和二次沉淀池。

在污水處理過程中，首先將污水和回流活性污泥一起投放在曝氣池中，將污水和活性污泥進(jìn)行充分的接觸形成懸浮的混合液，再往曝氣池中注入大量的壓縮空氣，使污水和活性污泥得到充分的混合，并且給污泥中的微生物提供充分的溶解氧，使其得到大量的繁殖，再通過這些繁殖起來的微生物將溶解在污水中的有機(jī)物分解，然后將混合液排入到二次沉淀池，使活性污泥和水進(jìn)行分離，分離出來的活性污泥可以再次回流進(jìn)入到曝氣池，繼續(xù)進(jìn)行污水的凈化工作，分離出來的水就可以進(jìn)行正常的排放。

使用活性污泥法進(jìn)行水中有機(jī)物去除的時(shí)候，可以將起凈化過程分為三個(gè)階段。第一階段就是微生物的吸附過程，當(dāng)把活性污泥和污水進(jìn)行混合之后，在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)有大量的有機(jī)物被去除，這一階段主要就是因?yàn)槲勰嗟奈阶饔?，污泥在污水和污水的接觸面積很大，而且污泥的表面上含有多糖類的粘質(zhì)層，就可以快速地將污水中懸浮的物質(zhì)和膠體物質(zhì)進(jìn)行吸附去除。第二階段就是氧化階段，在曝氣池中將大量的空氣注入到池水中，微生物可以將一部分吸附的有機(jī)物氧化分解從而獲取能量，使微生物得到大量的繁殖。第三個(gè)階段就是絮凝沉降階段，污泥中的微生物將污水中有機(jī)物進(jìn)行生物降解之后，一部分氧化分解成了二氧化碳和水，另外的一部分合成細(xì)胞物質(zhì)形成菌體。因此，在后續(xù)的處理過程中，需要將形成的菌體有機(jī)物從混合液中分離出去，這樣才能使污水得到徹底的凈化。目前針對(duì)菌體和水的分離使用最廣泛的方法就是重力沉淀法，即菌體先形成比較中的絮凝體，在進(jìn)行凝聚沉降，從而將菌體和水分離。

2 活性污泥法的運(yùn)行方式

2.1 傳統(tǒng)活性污泥法

傳統(tǒng)的活性污泥法會(huì)將污水和回流污泥從曝氣池的一端流入，然后從另外一端流出，使有機(jī)物的吸附階段和氧化分解階段統(tǒng)一在池子中連續(xù)地進(jìn)行，污水中有機(jī)物的濃度隨著曝氣池長度的增加逐漸地降低，需氧量也慢慢地減少，傳統(tǒng)的活性污泥法處理效果好，而且適用于對(duì)處理要求高的且水質(zhì)較為穩(wěn)定的污水[2]。但是在處理的過程中也存在一定的缺陷，它的抗沖擊負(fù)荷能力較低，進(jìn)水水質(zhì)的變化會(huì)對(duì)活性污泥產(chǎn)生嚴(yán)重影響，而且對(duì)于供應(yīng)的氧氣不能充分地進(jìn)行利用，造成了嚴(yán)重的動(dòng)力損耗，且需要曝光池有著較長的長度，造成了曝氣池的占地面積大。

2.2 逐步曝氣法

這個(gè)方法主要就是對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法中氧氣不能充分利用這一點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)，污水不是通過曝氣池的一段排入，而是沿著曝氣池邊緣多點(diǎn)的進(jìn)行排入，這樣會(huì)使有機(jī)物在曝氣池中的分布比較均勻?；钚晕勰嘣诔刂械姆植家矔?huì)比較均勻，使輸入的氧氣得到更好地利用，不會(huì)造成輸入氧氣的浪費(fèi)。同時(shí)運(yùn)用這種方法會(huì)使曝氣池流出的混合液中活性污泥濃度較低，對(duì)于二次沉淀池的運(yùn)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強(qiáng)大的吸附能力。它的曝氣池跟傳統(tǒng)活性污泥法的曝氣池相比會(huì)有兩個(gè)不同的點(diǎn)：第一就是它會(huì)將污水的吸附過程和氧化分解過程放置在兩個(gè)曝氣池中進(jìn)行或者在同一個(gè)池子中將其進(jìn)行分開處理，而且會(huì)將二次沉淀池修建在個(gè)池子之間。第二點(diǎn)就是污泥的會(huì)流量會(huì)很大，能夠達(dá)到50%～100%。這樣就會(huì)使曝氣池中污泥的平均濃度大，可以吸附更多的有機(jī)物。吸附再生法的優(yōu)點(diǎn)之一就是抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)，因?yàn)槲皆偕钚晕勰喾ǖ奈勰嗷亓髁亢艽?，由此?duì)曝氣池中的污泥具有一定的調(diào)節(jié)能力。大量的污泥集中在沉淀池中，這樣當(dāng)吸附池中的活性污泥受到破壞之后，可以及時(shí)地將沉淀池中的污泥補(bǔ)充到吸附池中。但是吸附再生法也有著一定的缺點(diǎn)，它將吸附過程和氧化分解過程進(jìn)行了分開，這樣污水進(jìn)行吸附的時(shí)間會(huì)比較短，對(duì)于污水的處理效率會(huì)比較低，同時(shí)因?yàn)槲勰嗟幕亓髁看?，需要更大容量的回流泵，在一定的程度上增加了運(yùn)行維持的費(fèi)用。

3 活性污泥法在環(huán)境工程中的應(yīng)用

使用活性污泥法進(jìn)行污水處理是全世界使用最廣泛的一種方法，而且大部分都是采用的傳統(tǒng)污泥法或者逐步曝氣法進(jìn)行污水的處理。目前新建的一系列城市污水處理廠也在使用這兩種方法，美國建設(shè)好的活性污泥法城市污水處理廠有著22 600座，其他的國家也在不斷地對(duì)其進(jìn)行研究和建設(shè)[3]。使用活性污泥法對(duì)城市產(chǎn)生的工業(yè)污水和生活進(jìn)行處理不僅會(huì)使污水得到更加有效的處理，而且不會(huì)產(chǎn)生其他對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)，它是一種十分安全和有效的污水處理方法。目前我國城市污水處理廠的主體的工藝還是傳統(tǒng)的活性污泥法，并且隨著社會(huì)的發(fā)展，污水處理廠的規(guī)模和數(shù)量在不斷地增加。尤其是在北方等寒冷的地區(qū)，由于常年氣溫較低，這些城市進(jìn)行污水處理的時(shí)候不能使用生物濾池等不耐寒的生物處理系統(tǒng)。但是活性污泥里面含有的微生物可以適應(yīng)寒冷的天氣，可以正常地進(jìn)行污水處理工作。將活性污泥在環(huán)境工程中進(jìn)行大量的應(yīng)用，不僅可以將污水中的有機(jī)物進(jìn)行有效地去除，而且通過沉淀池的后期分離作用，還能將活性污泥進(jìn)行重復(fù)的利用，降低了污水處理工作的成本，并且處理速度和效率極高。

4 結(jié)論

活性污泥法是目前應(yīng)用最為廣泛的一種城市污水處理方法，它的運(yùn)行方式靈活且工作效率高，同時(shí)對(duì)于活性污泥可以重復(fù)地進(jìn)行利用，并且不會(huì)造成其他的二次污染。在今后的發(fā)展過程中，污水處理工廠應(yīng)該對(duì)活性污泥法進(jìn)行不斷的改革和創(chuàng)新，將傳統(tǒng)活性污泥法中的問題進(jìn)行解決，提高污泥處理法的處理效率和質(zhì)量，使它得到更加廣泛的應(yīng)用，同時(shí)擴(kuò)大污水處理的規(guī)模和處理污水的能力，由此來滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)于污水處理的高需求。確保城市污水得到良好的處理，不會(huì)對(duì)大自然的環(huán)境造成不良的影響和破壞。