废水处理中的活性污泥。

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废水处理中的活性污泥

9 月 11, 2025

您可能会问，什么是废水处理中的活性污泥？让我们看看权威资料是如何解释的：

资料来源	定义
维基百科	活性污泥法是一种生物废水处理方法。它处理污水或工业废水。它使用曝气和由细菌和原生动物组成的生物絮团。该工艺可去除可生物降解的有机物和悬浮固体。
科学导向	活性污泥是一组在污水处理过程中生长的微生物。污水中的有机物为这些微生物提供养料。这是在有空气存在的情况下发生的。它通过吸附和利用氧气分解有机污染物，从而帮助去除有机污染物。
WWD 杂志	活性污泥是在曝气池中生长的生物团块。这些曝气池的条件受到控制。

这种工艺利用活的微生物来净化水。它们能分解污染物和悬浮固体。

活性污泥概述

什么是活性污泥？

也许你想知道活性污泥是什么意思。活性污泥是混合了微生物和有机物的水。这种混合物存放在污水处理厂的专用池中。活性污泥的主要作用是净化水。它通过分解污染物来实现这一目的。

废水首先进入工厂。该过程分为几个步骤：

一级澄清池:该部件可去除污水中的大块固体。
反应器:微生物在这里与废物和空气混合。细菌和原生动物利用氧气分解有机物。
液固分离:该步骤将净水与残留污泥分离。
污泥回收系统:一些活性污泥会回到反应器中。这样就能保持工艺的正常运行。

典型的活性污泥系统由以下几个主要部分组成：

均衡盆地:该水池可混合未处理的废水。它有助于保持稳定的流量。
曝气池:空气被泵入这个水槽。它有助于微生物的生长和工作。
二级沉淀池 (SST):污泥沉淀池：污泥沉淀池可将污泥从处理过的水中沉淀出来。
污泥回收系统:该系统将部分沉淀污泥送回曝气池。

活性污泥中的微生物非常重要。主要有两种类型：

细菌:这些微小的生物会分解有机物。需氧细菌需要氧气。厌氧细菌不需要氧气。这两种细菌都有助于清洁水质。
原生动物:这些生物以细菌和小颗粒为食。它们有助于保持平衡，并形成更大的团块，称为絮团。

MLSS 指混合液悬浮固体。该术语表示曝气池中的固体含量。大多数系统将 MLSS 控制在 1,500 至 4,000 mg/L 之间。一些先进的系统，如膜生物反应器，可以达到 15,000 mg/L。

小贴士 您可以通过测量 MLSS 来检查活性污泥系统的健康状况。将 MLSS 保持在合适的范围内有助于微生物的正常工作。

在废水处理中的作用

活性污泥在以下方面非常重要废水处理.人们使用这种工艺去除有机污染物，然后将水带回大自然。活性污泥中的微生物利用氧气分解有害物质。它们将有机物转化为二氧化碳、水和其他安全物质。

许多现代污水处理厂都使用活性污泥系统。这些系统能很好地去除污染物，运行成本也较低。该工艺有两个主要部分：

回流活性污泥 (RAS):这一部分将沉淀的污泥送回曝气池。它能保持微生物的活力。
废活性污泥 (WAS):该部件用于清除多余的污泥。它可以阻止过度生长，保持工艺稳定。

活性污泥通过吸附和生物分解发挥作用。该系统可通过吸附回收多达 47% 的有机物。它能捕捉 74.1% 的不溶性有机物和 25.8% 的可溶性有机物。这使它成为净化城市污水的最佳选择。

通过检查生化需氧量和总悬浮固体的去除率，可以了解系统的运行情况。大多数活性污泥系统的 TSS 去除率超过 60%，BOD 去除率超过 50%。您可以使用简单的公式计算出这些去除率：

生化需氧量去除率 = (流入生化需氧量 - 流出生化需氧量) / 流入生化需氧量 × 100
总悬浮固体去除效率 = (流入总悬浮固体 - 流出总悬浮固体) / 流入总悬浮固体 × 100

请注意： 活性污泥法与其他生物处理方法不同。它使用悬浮固体和曝气。这样既能产生可靠的结果，又能节省资金。

活性污泥工艺步骤

曝气和生物处理

"(《世界人权宣言》) 活性污泥法启动当废水进入反应器时。这是净化水的第一步。反应器中需要足够的生物絮凝物和溶解氧。这些东西有助于好氧微生物存活并分解污染。

以下是活性污泥法的工作步骤：

废水进入反应器，开始填充步骤。
在反应器中保持足够的活性污泥和溶解氧。这有助于好氧条件保持稳定。
达到合适的条件后，关闭进水阀。停止混合和曝气。这将使水体平静，以便进行下一步操作。
约 45 分钟后，打开排污阀。经过处理的水将进入消毒系统。此时，另一个反应器开始填充步骤。

通气非常重要在活性污泥法中。在曝气池中加入空气。这将使活性污泥与废水混合。曝气可提高溶解氧水平。这为好氧微生物提供了良好的生长环境。这些微生物以有机物为食，生长迅速。在生长过程中，它们会产生生物絮凝物。絮凝物可以捕捉并分解污染物。

通气可增加水中的溶解氧。这有助于好氧微生物分解有机物。
空气有助于氧气的流动，支持微生物的工作。
微生物粘在一起形成絮状物。絮状物有助于清除水中的污染。

在活性污泥法所需的能量中，曝气消耗的能量超过 60%。每立方米废水的平均曝气电能为 0.13 至 0.79 千瓦时。在美国，平均约为每立方米 0.45 千瓦时。小城镇的污水处理厂可能需要使用 25-40% 的电力。

您需要注意活性污泥法中的水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）。这些数字会影响工艺对水的净化程度。

过程	SRT
去除生化需氧量	2 至 8 天
硝化	10 天或以上
生物除磷	10 至 15 天
稳定活性污泥	超过 20 天
HRT	1.5 至 24 小时

不同的目标需要不同的停留时间和污泥龄。您可以更改这些数字，使活性污泥法最符合您的需求。

结算和澄清

在曝气和生物处理之后，再进行沉淀和澄清。关闭搅拌和曝气，使反应器平静下来。这样，活性污泥就会从清水中分离出来，沉淀在底部。

有几种方法可以帮助污泥沉淀：

静电作用会将带电粒子拉到一起。这有助于它们粘在一起。
混凝使悬浮颗粒凝结沉淀。
静态磁场可以使颗粒排列整齐，帮助它们结合在一起。这样就能更好地沉降。

您可以使用污泥体积指数（SVI）来检查污泥的沉淀情况。SVI 表示活性污泥在池中的沉降程度。下面的表格列出了常见的 SVI 值及其含义：

SVI 范围（毫升/克）	口译
< 80	出色的沉降
80-150	良好的沉降
150-200	适度沉降
200-300	沉降性差
> 300	沉降效果极差（膨胀污泥）

对于一个良好的活性污泥系统来说，SVI 值应在 50 至 150 mL/g 之间。超出此范围的数值可能意味着污泥管理存在问题。

提示：您可以通过控制曝气、改变污泥龄和经常检查 SVI 来改善沉淀效果。良好的沉淀意味着可以去除更多的污染，获得更清洁的水质。

将干净的水送入消毒系统，就完成了活性污泥法。将一些沉淀污泥送回曝气池，以保持工艺的正常运行。您还需要排出额外的污泥，以阻止过度生长并保持系统平衡。

活性污泥处理设备

曝气池

曝气池有助于净化污水处理厂的水质。这些曝气池在活性污泥法.在这些池子里，废水中加入了空气。这有助于微生物生长和分解污染。微生物吃掉有机物，形成絮状物。絮凝物是容易沉淀的团块。这有助于更好地清除污染。

曝气池的主要工作是

空气进入后有助于微生物生长。
微生物吃有机物，净化水质。
絮凝物的形成和沉淀有助于处理。

在规划曝气池时，您必须考虑一些问题：

水力停留时间（HRT）通常为 4 至 8 小时。
有机负荷用生化需氧量（BOD）来衡量。
混合液悬浮固体 (MLSS) 显示固体和微生物。
溶解氧 (DO) 应为 1-3 毫克/升。
pH 值在 6.5 至 8.5 之间效果最佳。
温度应在 20 至 35°C 之间。

提示：经常检查这些设计因素，以保持曝气池运行良好。

曝气方法

在活性污泥系统中添加空气有不同的方法。每种方法都有其优点和缺点。下表列出了一些常见的曝气方法：

曝气方法	效率	优势	缺点
活性污泥法（ASP）	中度	可靠、熟悉、灵活	出水水质会发生变化，需要更多空间和更多工作
序批式反应器（SBR）	中度	使用一个油箱，节省时间	需要谨慎把握时机，较少为工人所知
膜生物反应器（MBR）	高	制水非常干净，使用空间更小，污泥更少	运行成本更高，需要薄膜护理
移动床生物膜反应器（MBBR）	高	适用于有机废物，对硝化和反硝化效果显著	不适用

您应该考虑一下每种方法的运行成本。大部分成本来自泵和空气的能耗。良好的控制可以降低能耗高达 30%。您可以通过改变空气使用量和使用智能控制来节约成本。

沉淀池

沉淀池有助于将净水与污泥分离。重力会将固体拉到沉淀池底部。这就是所谓的沉淀。重的颗粒形成一层污泥。较轻的东西则浮到顶部。在进行更多处理之前，这一步骤可使水更清澈。

沉淀池或沉淀池对于分离固体和液体非常重要。它们收集污泥，帮助清洁水质。二级澄清池是沉淀池的一种。它们让清水流过围堰，收集固体以便清除。有些澄清池使用螺旋刮板或吸头来移动污泥，以保持良好的工作状态。

注：选择合适的沉淀池和设备有助于更好地管理污泥。

活性污泥系统面临的挑战

业务问题

活性污泥系统可能存在许多问题.这些问题会导致废水难以清洁。它们还会降低您的用水质量。下面的表格列出了常见问题及其含义：

运行问题	说明
异常生物阶段	生物过程不正常。
污泥 SVI 值异常	污泥体积指数偏离，因此沉降效果不好。
污泥膨胀	污泥变大，通常是因为丝状细菌的存在。
污泥分解	污泥絮团会破裂，因此沉降和清洁效果不佳。
污泥腐败	污泥会分解并给工厂带来问题。
污泥漂浮	污泥上浮而不是下沉，通常是由于脱氮作用。
泡沫问题	泡沫过多意味着养分过多或系统超负荷。
沉淀产生的异常流出物	水看起来浑浊，SS 和 BOD 偏高，这意味着处理失败。

您可能还会遇到其他问题。如果有机物不多，丝状细菌就会大量滋生。有时，进水中的氮或磷含量不足。pH 值低和溶解氧低也会造成问题。如果溶解的有机物较多，就会出现膨胀。来自工厂的毒素会伤害细菌。

环境因素

活性污泥系统使用大量能源进行混合和曝气。您必须小心处理污泥和生物固体.否则就会对环境造成危害。如果不加以控制，处理过程中使用的化学品也会造成问题。当您排放经过处理的水时，可能会向河流或湖泊中添加过多的营养物质。这会导致富营养化，伤害鱼类和植物。

污水处理厂会释放温室气体。您可能会看到甲烷、一氧化二氮和二氧化碳。下面的表格显示了气体的释放量：

气体类型	排放率（千克/小时-1）
CH4	0.006 至 6.9
N2O	0.01 至 0.4
二氧化碳	0.3 至 141.3

废水处理厂产生的甲烷和一氧化二氮分别约占全球总量的 5% 和 4-5%。您需要注意这些气体，尤其是在现场处理水或处理工厂废水时。

优化战略

通过智能控制，您可以让您的活性污泥系统变得更好。管理废弃的活性生物固体有助于保持适量的微生物。您还应该控制空气的使用量、污泥的浪费量以及污泥的回送量。

战略类型	说明
扩展预测自适应控制	利用在线工具节约能源，保持水质清洁。
多参数模型预测控制	使用离线工具使曝气效果更好，并符合水质规定。

先进的控制系统，如人工神经网络和遗传算法，有助于节约能源，使水更清洁。例如，一家工厂在改进曝气系统后，减少了能耗并节省了资金。即使天气变化，也能阻止水问题的发生。如果能很好地管理二次污泥和废弃生物固体，就能获得更清洁的水和更安全的生物固体。