[拼音]：huoxing wunifa
[外文]：activated sludge process
废水生物处理法的一种主要方法。以废水中有机污染物作为培养基（底物），在有氧的条件下，对各种微生物群体进行混合连续培养，形成活性污泥。利用活性污泥在废水中的凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用过程，去除废水中有机污染物，使废水得到净化。活性污泥法从创立至今已约有70年的历史，目前已成为城市污水和有机工业废水的最有效的生物处理法，应用非常普遍。
这种方法是：在一段时间内将空气连续打入生活污水或有机工业废水，使水中保持足够的溶解氧，经过一定的时间，污水中可生成呈褐色、易于沉淀的絮凝体，即活性污泥。在活性污泥中存在着大量的、由各种需氧细菌和原生动物组成的微生物群体，还含有以金属氢氧化物为主体的无机物。
流程
活性污泥法的主要设备是曝气池和二次沉淀池（见沉淀池）。需处理的污水和从二次沉淀池回流的活性污泥同时进入曝气池，沿曝气池的长度打入空气，使污水和活性污泥充分混合接触，并得到溶解氧，为微生物的生长繁殖创造良好条件。污水中的有机污染物不断地为微生物所摄取、分解，污水便得到净化。混合液流入二次沉淀池，污水和活性污泥分离。净化后的污水向外排放。一部分活性污泥回流到曝气池进行接种，剩余污泥从系统中排除。基本流程见图1。
活性污泥及其微生物
活性污泥中的微生物群体是由细菌、真菌、原生动物和后生动物等多种微生物组成的生态系。
细菌是使活性污泥具有净化功能的主要微生物。活性污泥中常见的细菌有动胶杆菌、假单孢菌、芽孢杆菌、小球菌、黄杆菌、产碱杆菌、无色杆菌、产气杆菌和诺卡氏菌等属。污水中有机污染物的种类对哪些种属的细菌在活性污泥中占优势起决定作用。活性污泥中的细菌通常是以菌胶团的形式存在，呈游离状态者较少。菌胶团是由细菌分泌的胶质将细菌包覆成为表面为多糖类的粘性团块，使细菌具有抵御外界不利因素的能力，并使活性污泥自身具有良好的凝聚和沉淀的性能。菌胶团是活性污泥絮凝体的主要组成部分，形状很多，有分枝状、片状、垂丝状、蘑菇状等(图2， a)。
活性污泥中还存在着丝状菌，常见的有球衣菌、白硫菌和硫丝菌等属。球衣菌对有机物有较强的氧化分解能力，但如果繁殖过多会产生“污泥膨胀”现象，影响污泥的沉淀性能，降低污水处理效果。
活性污泥中的原生动物有鞭毛虫、根足虫、纤毛虫和吸管虫等四类。它们多以游离细菌和有机颗粒为食。如运行条件和水质发生变化，它们的种属也随之变化，这能够在一定程度上反映水质和处理效果，因此称为指示生物。例如，初期是鞭毛虫类和根足虫类占优势，然后是自由游泳型的纤毛虫类(图2， b)居优势，而当活性污泥已经成熟，处理效果良好时，则是匍匐型或附着型的纤毛虫类（图2， c）占优势。
活性污泥中有时也出现以轮虫为主的多细胞后生动物。轮虫只在有机物含量很低的水中出现，因此，轮虫的出现说明污水处理效果良好，但出现过多则又往往是活性污泥老化的反映。
对活性污泥质量的评价，除对上述生物相的观察外，还有下列各项指标：
（1）混合液悬浮固体(MLSS)浓度，又称混合液浓度，单位为毫克／升，是一升曝气池混合液所含悬浮固体的质量，在工程上用作计量活性污泥微生物量的指标。
（2）混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)浓度，指活性污泥中有机物的量，因此能够更准确地表示活性污泥微生物的量。在一般情况下，MLVSS/MLSS的比值比较固定，对生活污水来说，比值为0.7左右。
（3）污泥容积指数(SVI)，指在曝气池出口处混合液经30分钟静沉后，1克干污泥所占的容积。它能够较好地反映活性污泥的活性和凝聚、沉淀性能。SVI值过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物较多，缺乏活性；过高，则说明污泥难于沉淀分离。SVI值以小于100为宜，大于200表明已产生膨胀现象。
（4）污泥龄，是曝气池中活性污泥总量与每日排放的剩余污泥量之比，也就是污泥在曝气池内的平均停留时间。
降解过程
活性污泥对有机物的降解过程可分为两个阶段。第一阶段是吸附阶段。活性污泥有较强的吸附能力，污水中大部分有机污染物是通过吸附去除的。第二阶段是摄取、分解阶段。细菌将被吸附的有机物摄入体内，进行代谢，将其中一部分合成为新的细胞，另一部分进行氧化分解，以获得能量，最终形成二氧化碳和水等物质。
实践证明，有机物与微生物数量的比值（F:M）是影响有机物降解速度、活性污泥增长速度以及氧利用速度的主要因素。在实际应用上，F:M是以BOD（生化需氧量）－活性污泥负荷率(Ns)表示的，即：
式中Q为污水流量(米3／日)；La为污水BOD5（5日生化需氧量）浓度（毫克／升）;V为曝气池容积(米3);X 为混合液(MLSS)浓度（毫克／升）。
运行方法
用活性污泥法处理废水有下述几种运行方法：
传统活性污泥法
这是多年来一直采用的方法。如图1所示，污水净化的两个阶段在一个统一的曝气池内连续进行。这种方法处理效果良好，但需氧量分布不均，占地面积大。
阶段曝气法
又称逐步负荷法。这种方法污水沿曝气池长度分段进水，负荷分布均匀，需氧量也分布均匀，污泥浓度逐步降低，对二次沉淀池运行有利。处理效果与传统法相近，但效率较高。
生物吸附法
又称接触稳定法。如图3所示，污水同活性污泥在吸附池混合接触15～60分钟，进行吸附。从沉淀池回流的污泥首先在再生池内进行生物代谢，恢复活性，再进入吸附池。这种方法的净化效果较低于传统活性污泥法。
以上各法所用的曝气池都呈长方形，污水在池内推流前进，因此又统称为推流式曝气池。近年来，出现了一种完全混合型曝气池，污水和活性污泥入池后，立即同池内原有混合液充分混合。池内各点水质相同，微生物群体的构成基本相同，因此，有可能将整个曝气池的净化功能都控制在统一的最佳条件下。完全混合曝气池可以分建，也可以合建，图4即为合建式曝气池，又称曝气沉淀池。
除上述几种方法外，常用的还有延时曝气法，又称完全氧化法。这种方法负荷率很低，所需池容大，但氧化较为彻底，处理效果好，产生的污泥量也较少。
发展趋势
近年来活性污泥法在净化理论、应用范围、运行方式等方面都得到了很大的发展，创立了几种能够提高供氧能力、增加混合液浓度、强化代谢过程的高效活性污泥处理方法。其中主要有：
富氧曝气法
富氧曝气是以氧气代替空气。氧的分压大，转移率高，使曝气池内能够保持高浓度的溶解氧（一般可达6～10毫克／升）和高额的活性污泥浓度(可达6～10克／升)，因而能够大大地缩小曝气池的容积。这种处理方法产生的活性污泥量少，而且具有良好的凝聚沉淀性能，污泥质地密实，SVI值介于30～50之间，能减轻二次沉淀池的负荷，不必设污泥浓缩池。目前在生产上使用的富氧曝气池，有多段封闭式曝气池(Unox法)和敞开式曝气池（Marox法）两种。
深水曝气法
深水曝气可使氧的转移率和水中溶解氧浓度大幅度提高，氧的利用率可达90％，动力效率可达每千瓦小时6公斤氧，大大减少动力消耗，降低处理费用。深水曝气的深度可达100米，甚至更深。
活性污泥处理系统在运行中最经常出现的异常情况是污泥膨胀。污泥膨胀的现象是污泥的结构松散，体积膨胀，不易沉淀，SVI值增高，含水率上升。污泥膨胀的原因主要是丝状菌大量增殖。污水中碳水化合物含量多，氮、磷、铁等营养物质缺乏，碳氮比失调，溶解氧不足，水温增高，pH值过低等因素都是丝状菌大量增殖的诱因。为了防止污泥膨胀，应加强运行管理。如污泥已经膨胀，要针对原因采取措施。