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第八章生物处理法
8.1活性污泥法
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。活性污泥法于1914年在英国曼彻斯特建成改进，特别是近几十年来，在对其生物反应和净化机理进行深入研究探讨的基础上，活性污泥法在生物学、反应动力学的理论方面以及在工艺方面都得到了长足的发展，出现了多种能够适应各种条件的工艺流程，当前，活性污泥法已成为污水特别是有机性污水处理技术的主体技术。
8.1.1基础理论
图
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活性污泥处理法基本流程
向生活污水注入空气进行曝气，并持续一段时间以后，污水中即生成一种絮凝体。这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀分离，并使污水得到澄清，这就是“活性污泥”。活性污泥法则是以活性污泥为主体的生物处理方法。活性污泥处理系统的生物反应器是曝气池。此外，系统的主要组成还有二次沉淀池、污泥回流系统和曝气及空气扩散系统。图8.1所示为活性污泥处理系统的基本流程。
来自初次沉淀池或其他预处理装置的污水从活性污泥反应器——曝气池的一端进入，同时，从二次沉淀池连续回流的活性污泥，作为接种污泥，也于此同步进入曝气器。此外，从空压机上送来的压缩空气，通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置，以细小气泡的形式进入污水中，其作用除向污水充氧外，还使曝气池内的污水、活性污泥处于剧烈搅动的状态，形成混合液。活性污泥与污水互相混合、充分接触，使活性污泥反应得以正常进行。
活性污泥反应进行的结果，污水中有机污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增长，污水则得以净化处理。
经过活性污泥净化作用后的混合液由曝气池的另一端流出并进入二次沉淀池，在这里进行固液分离，活性污泥通过沉淀与污水分离，澄清后的污水作为处理水排出系统。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部排出，其中一部分作为接种污泥回流曝气池，多余的一部分则作为剩余污泥排出系统。剩余污泥与在曝气池内增长的污泥，在数量上应保持平衡，使曝气池内的污泥浓度相对地保持在一个较为恒定的范围内。
8.1.1.2活性污泥的形态、性能及其评价指标
(1)混合液悬浮固体（MLSS）浓度
又称混合液污泥浓度，它表示的是混合液中的活性污泥的浓度，即在单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总重量，即：
MLSS=Ma+Me+Mi+Mii
表示单位为mg/L混合液，但也使用g/L混合液、g/m3混合液或kg/m3混合液。
由于测定方法比较简便，在工程式上往往用本项指标表示活性微生物数量的相对值。
(2)混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）浓度
本项指标指混合液活性污泥中有机性固体物质的浓度，以重量表示，即：
MLVSS=Ma+Me+Mi
本项指标能够比较准确地表示活性污泥活性部分的数量。但是，其中还包括Me、Mi等2项非活性的微生物降解的有机物质。也不能说是表示活性污泥微生物数量的最理想指标，它表示的仍然是活性污泥数量的相对数值。
在一般情况下，MLVSS/MLSS的比值比较固定，对于生活污水，常为0.75左右。
(3)污泥沉降比（SV%）
又称30min沉淀率。混合液在量筒内静置30min后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率，以%表示。
污泥沉降比能够反映反应器-曝气池正常运行时的污泥量，可用于控制剩余污泥的排放量，还能够通过它及早发现污泥膨胀等异常现象的发生。污泥沉降比测定方法比较简单，且能说明问题，应用广泛，是评定活性污泥质量的重要指标这定。
(4)污泥体积指数（污泥指数）（SVI）
本项指标的物理意义是曝气池出口处混合液经30min静沉后，每克干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积，以mL计。其计算式为：
SVI=混合液（1L）30min静沉形成的活性污泥容积（mL）/混合液（1L）中悬浮固体干重（g）
=SV（mL/L）/MLSS（g/L）
SVI值的表示单位为mL/g，但一般都只称数字，把单位简化。
SVI值能够反映出活性污泥的凝聚、沉淀性能，一般以介于70~100之间为宜，SVI值过低，说明泥粒细小，无机物含量高，缺乏活性；过高，说明污泥沉降性能不好，并且已有产生膨胀现象的可能。
(5)污泥负荷率
影响活性污泥法处理效果的另一个重要因素是有机底物量（F）与微生物量（M）的比值F/M，该比值通常是以BOD-污泥负荷率（Ns）来表示，即：
[kgBOD5/（kgMLSS·d）](8-1)
式中：Q——污水流量，m3/d；
S0——原污水中有机底物（BOD5）浓度，mg/L；
V——反应器（曝气池）容积，m3；
X——混合液悬浮固体（MLSS）浓度，mg/