活性污泥法处理城市污水研究进展

随着城市工业的迅速发展、人们生活水平的不断上升，排放的污水量逐年增加，水环境质量渐渐下降，水质变化快，污染物组成复杂，水体的自然净化作用及环境容量已无法满足污水净化的要求。环境条件的恶化也促使人们的生态环境保护意识逐渐提高，迫切希望处理污染，改善环境。因此，一系列的污染物处理技术进人社会，活性污泥法是一种在城市污水处理领域使用较普遍的处理方法，该方法能够从废水中去除溶解性、胶体类能生物降解的有机物质和部分能被活性污泥吸附的物质。城市污水和部分工业废水的各种成分都能为活性污泥提供需要的环境条件(有氧环境和无氧环境)，使活性污泥在此生态系统中能充分发挥作用。

一、 城市处理污水发展现状

我国污水处理有着诸多不利因素，再加之我国污水处理起步较晚，以至于我国城市污水处理发展形势严峻。城市污水处理，以转变污水的性质为主要目的，处理后能使其对区域环境无污染。20世纪以来，我国城市污水处理有了很大发展，据统计，在 2005 年，全国各城市就建有污水处理厂上百座污水处理能力较前几年都有所上涨。但绝大多数城市的污水处理设施尚未完备甚至部分城市没有污水处理厂。据相关文献，当时全国约有 297个城市没有污水处理厂，许多村镇没有污水处理设施。

改革开放以来,国家明确了城市污水处理行业的规范指导政策及地方政府各部门的改革方案。如福建、海南等省出台的实施细则和指导意见，北京、河北、深圳等出台的关于促进城市污水处理行业发展的意见和规定!。相关政策体系的发展，有力地推动了城市污水处理产业的发展。2008年10月止，我国市县和部分重点镇建成1000 多座污水处理厂，城镇污水净化效果逐渐上升。2020年，共建成污水处理厂2816 座，2016 年至 2020 年分别比上年增长 95、170、112、150、147 座，年均增长率约为 6.14%。

二、 活性污泥法处理污水概述

1、 活性污泥法处理污水由来

活性污泥法是处理工业污水最为广泛的方法，其能够从污水中去除溶解性物质和胶体类等有机物质以及悬浮物和其他一些无机盐。1914 年，由 Arden 和 Lockett 开发了活性污泥法处理污水，并在英国曼彻斯特建立了试验设施。1916 年，首个活性污泥法污水处理厂建成。1921年，上海建成了第一座活性污泥法污水处理厂，即现在的上海北区污水处理厂，1926年又相继建成了上海东区和西区活性污泥法污水处理厂。此后，活性污泥法处理污水开始广泛应用于各企业。

2、活性污泥法处理污水原理

活性污泥法是一种通过活性污泥中的好氧菌等微生物与污水中有机或无机固体物质混凝交织形成的絮状体，吸附分解水中有机物，然后把污水中的有机物转变为无污染的二氧化碳和水的处理方法。

活性污泥法处理污水主要有2种过程，即物理化学过程、生物化学过程。2 种过程同时进行，缺一不可。第一种过程，是利用活性污泥对有机物进行吸附，使污水得到净化。第二种过程，即在氧气充足的条件下，好氧菌通过自身作用将污水中的胶体有机物分解为溶解有机物，并连带污水中原有的溶解有机物，一起进入细胞的细胞膜深人其细胞内部,细菌会通过自身的生理活动分解形成新的细胞，最终使有机物成为洁净的二氧化碳和水。活性污泥结束吸附以后就会失去活性，有机物被氧化分解之后，其又将重新体现活性，恢复自身作用能力。

3、活性污泥法处理污水影响因素

活性污泥中不同类型的微生物同污水中的有机营养物质组成了复杂的食物链。起主要净化作用的是异养菌和腐生性真菌，稳定运行的活性污泥一般是主体为丝状菌、球状菌结合的菌胶团。污泥稳定运行过程，细菌会增殖，扩大数量，逐渐产生原生后生动物等。因此，活性污泥的效果与微生物的生理状态有关，而其所受的影响因素主要有温度、pH值、含氧量、营养物质、有毒物质等，如表1所示。

4、活性污泥法处理污水研究进程

活性污泥法是现今城市污水处理去除污物效率最佳的方法之一，目前国内外大部分的城市污水处理和部分工业废水处理都采用活性污泥法。该方法有很强的净水能力，适合各规模污水处理厂，其靠微生物处理，运行费用较低，且能实现生物脱氮除磷。这使得活性污泥法应用较广泛。

刘流等概述了活性污泥法污水处理工艺，活性污泥法是利用悬浮在水中的活性污泥为基础，给微生物提供良好的生长条件，让其充分接触污水，清洁污水。将待处理的污水和回流污泥一起送入曝气池，成为混合物，然后往曝气池注人压缩空气，污泥中的好氧微生物会降解污水中的有机物，最后混合物进入二次沉淀池继续运行净化。

刘星龙等对活性污泥法处理污水的过程进行了总结，得出该方法为二级生化法，以3种沉淀池为基本结构进行操作处理。曝气沉淀池主要去除其中的有机物质，一次沉淀池分离可沉淀的无机物质和部分有机物质，污水与活性污泥混合后，部分有机物会被微生物氧化分解，使其一部分变成二氧化碳和水，另一部分转化为用于形成新的活性污泥的微生物。二次沉淀池分离被排出的混合液，分离得到的水经处理达标后，就可排人河流。

俞晟等针对活性污泥法处理污水研究得到活性污泥法处理污水的操作中,污水处理厂的设计操作负荷的选择直接关系到曝气量、流出水水质的好坏;泥龄能反映活性污泥系统中微生物的生长状态、生长条件等一系列特征，并将影响活性污泥系统的运行状况。

吴世磊等针对污泥中菌群进行研究得出，活性污泥法处理污水中，去除水中污物的关键是正确选择菌群。活性污泥中有各种类型的微生物，其中细菌主要是改善污水,也和真菌相同是第一分解者。菌群的正常生长需要有效的外界生存环境，需要给予有利营养条件，使其能正常生长繁殖。

孟德伟等研究得到,活性污泥在曝气池内对底物进行氧化分解的同时，其量因合成而增加。污废水的水质与水量不断变化,这就要求控制活性污泥中的各种微生物的生理状态、代谢情况。活性污泥中大部分微生物为好氧性生物,所以供氧是一个十分重要的控制条件。但是除了控制溶解氧,还需调控其他条件，且不同的工艺类型所控制的条件不同。

俞勇等采用混凝剂硫酸铝和氧化铁，研究了混凝剂活性污泥对污水长期除磷的作用。研究表明硫酸铝的稳定投药量为 80 mol39;,与污泥中的微生物没有协同作用;氯化铁的稳定投药量为50 mol工，与污泥中的微生物协同工作。氯化铁在活性污泥反应器中具有比硫酸铝更高的除磷效果加入硫酸铝和氯化铁混凝剂活性污泥法处理污水，可在不会明显影响生物除氮效果的情况下进一步提高污水中有机物的去除效果

潘明秋研究加入磁粉后的活性污泥对污水处理产生的影响。在控制其他条件相同的情况下，加人磁粉会直接影响污水中磁性活性污泥的去除效率，从而影响其中微生物对有机杂质的处理能力。磁粉加入量过高，不仅增加了污水的处理成本，还会降低处理效果，微生物的活性受抑制，致使处理后水质无法达标。磁粉加入量过少，同样会影响其中的微生物，使污水处理达不到最佳效果。对于磁性活性污泥处理污水来说,磁粉的加入量十分关键。

活性污泥法处理污水是利用污泥中微生物将污水中的有机污染物吸附，运用自身代谢反应进行转化利用，净化水质的过程。实质上就是自然界水体自净的人工补强模拟过程。吸附阶段、氧化阶段、絮凝阶段这3个阶段是活性污泥法处理污水主要经历的阶段。活性污泥法处理污水成效好且能避免二次污染。

三、结论及展望

      活性污泥法是现今城市污水处理中的一种生物处理法，被广泛应用于城市工业废水和居民生活污水等的处理。虽然该方法因运行成本低、程序简单能避免二次污染等优势被各污水处理企业所选用，但是其在污水处理实际运行中仍存在许多问题。剩余污泥量大、操作设施恶臭、氨去除效果低等状况已成为该领域的研究难题，现今，水质的控制指标越来越高，需要研究者从单工艺研究转人多工艺联用研究，突破活性污泥法在实际运行中的问题。

      近年来,我国城市污水的处理开始转向全过程控制，已经从分散处理转为城市污水集中处理。随着我国对水环境生态保护的重视，污水处理、污水回用工艺的研究逐渐成为社会关注热点。SBR法、A/0法CASS工艺、UCT工艺等处理污水的相关方法不断发展，如何优化活性污泥法处理污水值得深究，活性污泥法处理城市污水的研究大有前景，应积极响应节约资源、保护环境的号召，研究活性污泥法处理城市污水新型工艺，进一步提高当前污水处理技术。

作者：

央初卓玛，蔡露，唐宇，杨晓雨，许定达

(内江师范学院 化学化工学院，四川 内江 641100）