今日高考，这9道大题你必须得会！

活性污泥法是水处理的重中之重，这块知识必须扎实。今日高考，小编响应这个氛围，提炼了9道大题，以问答的形式总结了这块内容，全是干货，不可遗漏。

01

什么是活性污泥？活性污泥法的基本流程是怎样的？

活性污泥是一种污泥状的絮凝物，是在向废水中连续通入空气，经过一定时间后，因好氧微生物的繁殖而形成的，其上栖息着菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附和氧化有机物的能力，这种污泥状絮凝物称为活性污泥。

活性污泥法，也称活性污泥处理系统。其核心单元是曝气池。此外，还有二次沉淀池、污泥回流、剩余污泥排放以及曝气等系统，如图示。

其基本流程是：废水经初沉池（初次沉淀池）后和从二沉池（二次沉淀池）回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器，通过曝气装置通入空气，一方面由曝气向活性污泥混合液供氧，保证活性污泥中的微生物正常代谢。

另一方面使混合液得到足够的搅拌，使活性污泥处于悬浮状态，废水与活性污泥得到充分接触。

废水中的有机物在曝气池内被活性污泥吸附，亦被活性污泥中的微生物利用而得到降解，使废水得到净化。然后，混合液流入二沉池，进行固液分离，活性污泥沉淀下来，与水分离。

而水从二沉池溢出，为净化处理出水。二沉池底部污泥浓缩，一部分回流至曝气池，另一部分作为剩余污泥排出系统外，再另行妥善处理。

活性污泥法系统有效运行是：废水中含有足够的可溶性的、易降解的有机物作为微生物的营养物质；混合液中含有足够的溶解氧；要使活性污泥在曝气池中呈悬浮状态与废水充分接触；活性污泥要有足量连续回流；剩余污泥亦需及时排出；保持曝气池中稳定的活性污泥浓度；防止对微生物有毒的物质流入。

02

活性污泥处理废水的过程分哪两个阶段？

活性污泥处理是利用悬浮状态生长的微生物絮体来处理废水的方法，这种微生物絮体即称为活性污泥。这是一类好氧微生物处理方法。活性污泥的组成由好氧微生物（包括细菌、原生动物、后生动物、真菌、藻类等）、新陈代谢的产物和吸附的有机物、无机物等组成。活性污泥对废水中有机污染物具有很强的吸附和氧化分解的能力。

活性污泥处理废水的过程主要包括两个阶段组成，即：

（1）生物吸附阶段 首先使废水与活性污泥微生物充分接触，形成悬浮絮体混合液。这时废水中的污染物被比表面积巨大，而且表面上含有多糖类黏性物质的微生物絮体所吸附和粘连。

大分子有机物被吸附后，在水解酶的作用下分解为小分子物质，然后这些小分子物质与溶解性有机物又在酶的作用下或在浓度差的推动下，选择性地渗入到细胞体内，从而使废水中的有机物含量下降而得到净化。这阶段进行非常迅速，一般在10～40min内，BOD可下降80％～90％。

（2）生物氧化阶段 在有氧的条件下，被活性污泥吸附和粘连的有机物被氧化分解获取能量，并合成新的细胞。这一个过程就是从废水中去除有机物的过程。这阶段时间较长，进行缓慢。在生物氧化阶段合成的菌体形成絮凝体，通过重力沉淀从水中分离出来，使水质得到净化。

这两个阶段是不能截然分开的，但有主次之分。如生物吸附阶段，随着有机物吸附量的增加，污泥的活性逐渐减弱。当吸附饱和后，污泥就失去吸附能力。此时经过生物氧化阶段吸附的有机物当被氧化分解之后，污泥又呈现活性，恢复吸附能力。

03

活性污泥的性能以什么指标来表示？

衡量活性污泥的数量和活性污泥的性能主要指标如下：

（1）活性污泥的浓度（MLSS） 又称混合液悬浮固体浓度，是指1L曝气池的混合液中所含悬浮固体的量，单位g/L或mg/L。活性污泥浓度的多少，可以间接反映废水中所含微生物的浓度。一般情况下，MLSS保持2～6g/L。

（2）挥发性悬浮固体浓度（MLVSS） 是指曝气池内混合液活性污泥中有机物固体物质的浓度，包括非活性的难降解的有机物质，但不包括无机物。它所表示的是活性污泥的相对数值。一般情况下，MLVSS/MLSS比值比较稳定，生活污水为0.75左右。

（3）活性污泥沉降比（SV或SV30） 是指一定量的曝气池内混合液静置30min后，沉淀污泥与混合液的体积比，用％表示。其大小反映活性污泥沉淀和凝聚性能的好坏。

沉降比越大，越有利于泥水分离。性能良好的污泥，一般沉降比可达15％～30％。以此可以控制、调节剩余污泥的排放量，并通过它及时发现污泥膨胀等现象的发生。

（4）污泥容积指数（SVI） 又称污泥指数，是指一定量的曝气池混合液经30min沉淀后，1g干污泥所占有沉淀污泥的体积，单位为mL/g。实质是反映活性污泥的松散程度，SVI越大，则污泥越松散。表面积越大，越有利吸附和氧化分解，提高废水处理效果；但污泥过于分散，则污泥沉淀性就差了，因此一般控制在50～150mL/g为宜。

但根据废水性质不同，指数也有所不同。SVI值能够反映活性污泥的凝聚、沉降性能，SVI值过低，说明泥粒细小、无机质含量高、缺乏活性；过高，污泥的沉降性能不好，有产生污泥膨胀现象的可能。

SVI＝SV（mL/L）/MLSS（g/L）。

（5）活性污泥的比耗氧速率（SOUR或OUR） 是指单位质量的活性污泥在单位时间内所能消耗的溶解氧量。这是衡量活性污泥生物活性的一个重要指标，单位mgO2/（gMLSS·H）。此值与许多因素有关，但从运行管理上可反映出有机物降解的速率以及活性污泥是否中毒。如果SOUR值迅速下降，一般来说，与废水中难降解的有机物增多或有毒物质突增有关，要及时处理。SOUR一般为8～20mgO2/（gMLSS·H）。由于温度对SOUR影响很大，因此一般都在20℃测定。

04

预曝气有什么作用？

预曝气就是在废水进入沉淀池之前，首先进行约10～20min的短时间的曝气。产生如下作用：

①可产生自然絮凝或生物絮凝的作用，使废水中的微小颗粒凝聚成大颗粒，以便沉淀分离；

②可氧化废水中的还原物质；

③增加废水中的溶解氧，减轻废水的腐败，提高废水的稳定度；

④可以吹脱废水中溶解的挥发物。以上，对废水都具有净化作用。

以上，对废水都具有净化作用。

预曝气有两种类型，一是单纯曝气，产生自然絮凝；二是在曝气同时加入生物污泥，产生生物絮凝，以提高沉淀池的分离效果，使悬浮物的去除率可达80％以上，BOD5的去除率也有15％以上。预曝气通常都在一专设的预曝气池构筑物内进行。

预曝气池可以与平流沉淀池合并（前部为曝气部分，后部为沉淀部分），也可以与澄清池合并，这时，强曝气部分大都设在池中央部分，如图所示。

预曝气澄清池：1—污水入口；2—污泥排出管；3—预曝气室；4—污泥悬浮层

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曝气池有哪些型式？

曝气池的型式，按照水力特性，可以分为推流式、完全混合式和循环混合式三种；从平面形状分长方廊道形、圆形或方形、环形跑道形三种；从曝气池与二沉池关系可分为分建式和合建式。

按采用曝气方法分又可分为鼓风曝气式、机械曝气式和两者联合式三种。

（1）鼓风曝气式曝气池 如图所示，这是鼓风曝气为推流式，长方廊道形曝气池。扩散装置布置安放在池子一侧，水流在池中呈螺旋状前进，以增加气泡与水接触时间，并帮助水流旋转。

鼓风曝气式曝气池：1—扩散器；2—空气管；3—隔墙

（2）机械曝气式曝气池 如图所示，这是完全混合式表面叶轮曝气沉淀池，由曝气区、导流区、沉淀区、回流区四个区组成。原理同加速澄清池类似。

机械曝气式曝气池

（3）鼓风和机械联合式曝气池 如图所示。叶轮靠近池底主要起搅拌作用。而叶轮下部有压缩空气的扩散装置供氧。

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纯氧曝气法有何优缺点？

纯氧曝气池的构造如图所示。纯氧曝气法实际上是活性污泥法的一种主要变形，它是以纯氧代替空气，采用密闭池子。

纯氧曝气池的构造

纯氧曝气法的优点是可以大大提高生物处理的速度，用纯氧，曝气的时间可以缩短，只需1.5～3.0H；MLSS较高，约4～8g/L，而普通曝气只有1.5～2.5g/L。

由于在密闭的容器中，氧的本身纯度在98％以上，所以溶解氧饱和浓度可以提高，使得氧溶解的推动力也随着提高，氧的传递速率也增加了，因此处理效果好，污泥的沉淀性能也好，使微生物充分发挥了作用。

但纯氧曝气的缺点是装置复杂、管理麻烦、密闭容器的结构要求高。一旦混入易挥发的碳氢化合物，容易引起爆炸危险，安全有隐患。

同时，由于生物代谢中生成CO2，当气体分压上升时会有更多CO2气体溶于水中，使pH值下降，要影响生物处理的正常运行和处理效率，所以给运转管理增加了麻烦，要经常进行pH的监控与调节，以及适时排气措施等。

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曝气池出现异常现象如何进行原因分析？

曝气池生物处理系统的管理需定期巡视检查，如果发现曝气池出现异常现象时，要及时分析原因，采取措施，避免运行故障。曝气池常常会出现下列异常现象：

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运行中活性污泥出现的异常情况应如何处理？

活性污泥法系统的运行过程中，有时会出现种种异常情况，导致污泥流失、处理失效、效率低下、出水水质恶化等，必须采取相应的措施及时处理，主要有：

（1）污泥的膨胀现象 活性污泥的SVI值如超过150时，应高度重视，预示污泥膨胀即将到来。污泥膨胀分丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀，绝大部分为前者引起的。污泥膨胀的原因很多，如废水有机物含量过多、碳水化合物含量过高，或者氮、磷含量不平衡，或者遇上含毒物质废水，以及pH和水温过高、过低等原因，都会引起污泥膨胀。其处理方法分三类：一是临时控制措施；二是工艺运行调控；三是环境调控。临时控制措施可以采用污泥助沉法，投加混凝剂或助凝剂增大污泥密度，便于固液分离，使污泥下沉。另一个措施是投加杀菌剂，杀灭或抑制丝状菌，从而达到控制丝状菌污泥膨胀。工艺运行调控是用于运行操作不当引起的污泥膨胀，调节好供氧与DO关系，调节好pH大小以及氮磷等营养物质。环境调控，通过曝气池生态环境改变，造成微生物生长繁殖的良好环境。

（2）污泥的解体现象 当污泥处理系统出现处理水质浑浊、污泥絮凝体细化、处理效果变坏时，即为污泥解体现象。可能是运行不当，曝气过量，营养平衡遭破坏或是废水混入有毒物质使微生物受到伤害而引起污泥解体。发生污泥解体应立即对废水量、回流污泥量、供气量、有毒物、排泥量、DO、MLSS、SV等进行检测，查清原因，加以调整。

（3）污泥腐化现象 主要是在二沉池长期滞留而厌氧发酵产生H2S、CH4等致使大块污泥上浮，变黑并有恶臭。采取清除二沉池死角，加强排污处理。（4）污泥上浮现象 主要是曝气池内污泥泥龄过长，硝化进程高而没有很好反硝化。为此要增加污泥回流量，及时排除剩余污泥，还要防止曝气过度。（5）泡沫现象 常见有乳白色化学泡沫和显褐色的生物泡沫。前者是由于废水中混入洗涤剂或表面活性剂经曝气形成，后者是由诺卡菌形成的。消除泡沫的方法：喷消泡剂，约0.5～1.5mg/L即可消除。

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活性污泥法的操作控制要注意些什么？

活性污泥法的操作控制，包括试运行阶段的试验、正常运行的工艺控制以及运行过程中的检测等。应注意的着重点如下：

（1）试运行阶段的试验，用来确定运行参数，是件非常重要的工作，对正常运行具有指导作用。

当然在正常运行时，还可以根据具体情况进行调整。当活性污泥培养驯化结束后，开始试运行。试运行的目的，是要通过调试确定最佳的运行条件和最佳的运行方式。在试运行中，将MLSS、供气量、废水的注入量（及注入方式）、回流污泥量和剩余污泥量的调节等变量，组合成几种运行条件分阶段进行试验，观测各种条件的处理效果，以确定最佳的运行条件，其中还应确定微生物的养料配制，氮、磷投加量的确定。此外，还应对各种运行方式的处理效果，在试运行中进行观测和比较，以确定最佳的运行方式。

（2）正常运行阶段的工艺控制。

根据试运行确定的最佳运行条件和最佳运行方式转入正常运行，正常运行过程中应注意对活性污泥系统采取控制措施：主要是曝气系统、污泥回流系统、剩余污泥的排放系统的控制，以保证合格的处理水的水质。具体做法：

①对供气量（曝气量）的调节 对供气量的控制方法有定量供气量控制、与流入废水量的比例控制、DO控制和最佳供气量的控制。对曝气池出口处的溶解氧浓度应控制在1.5mg/L左右；同时要满足混合液的混合搅拌要求，其搅拌程度应通过测定曝气池表面、中间、池底各点的污泥浓度是否均匀而定。当采用定量供气量时，一般情况下，要求早晚各调节一次供气量，大型废水处理厂应根据曝气池中的溶解氧情况，要求每周调节一次。

②回流污泥量的调节 目的是使MLSS浓度保持相对稳定。控制方法有定回流污泥量控制、定MISS浓度控制、与进水量成比例控制以及定F/M控制等。

③剩余污泥排放量调节 原则是在保持曝气池内MLSS稳定的基础上，将不断增长的污泥量作剩余污泥量排放。