深度剖析：污水处理中活性污泥法与生物膜法

上一次宏森环保水处理知识小课堂有给大家初步介绍过废水处理中活性污泥法与生物膜法二者的异同，想必大家对二者有一定了解，活性污泥法和生物膜法，都是目前比较常见的行之有效，最为通用的方法，足见其在污水处理中的分量是举足轻重的。今天小编特意搜集资料，给大家深入剖析这两种方法，希望给大家更为清楚更加深入的认知。

活性污泥法的诞生背景

活性污泥法处理污水1912年由英国人发明，1916年正式在美国建立第一座活性污泥污水处理厂，1941年在英国曼彻斯特建立试验场。在90余年的史中，随着在实际生产中的广泛应用和技术上的不断革新，特别是近几十年来，在对其生物反应和净化处理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和工艺方面都有了长足的发展，出现了能适应各种条件的工艺流程。目前，活性污泥法是生活污水、城市污水和机械工业废水处理中最常用的工艺。就目前形势来看，活性污泥法的发展方向正向着大型、超大型化和微型化、高效节能化、多功能化、运行自动化和智能化的方向发展。

活性污泥法在污水处理中的作用

活性污泥法是去除有机污染物最有效的方法之一，目前国内外95%以上的城市污水处理和50%左右的工业废水处理都采用活性污泥法。具有很强的净化功能，去除BOD(生化需氧量)及混合液中活性污泥浓度的效率高，均可达到95%以上。适合于各种有机废水，大中小型污水处理厂，高中低负荷。由于是依靠微生物处理，运行费用较低。可实现生物脱氮除磷。

活性污泥及活性污泥法的概念

活性污泥是具有很强吸附、分解能力的絮凝体。活性污泥的核心在于一个“活”字。大家也知道，天然的河流都有自净功能，这是因为水中生活着一群微生物，微生物吃掉了污染物，所以水体会恢复干净。所以“活”就体现在微生物这个群体上。

微生物是活性污泥的一部分，除此之外，活性污泥还包括微生物代谢产生的残留物，吸附在微生物的有机物和无机物。平时看到的曝气池中的混合液就是活性污泥在水中的形态。

向生活污水中注入空气进行曝气，并持续一段时间后，污水中即生成一种絮凝体，是一种黄褐色的絮绒颗粒状，主要是有大量繁殖的微生物群体构成，它易于沉淀分离，并使污水得到澄清，这就是活性污泥。利用污水中的有机质为基质，在DO(溶氧)存在的条件下，即人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物，然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。该方法的运行条件要求具有良好的活性污泥和充足的氧，具有较大的比表面积20~100cm2/mL，99%以上含水率。

活性污泥法处理污水的原理及流程

活性污泥法的基本原理：向生活污水中不断注入空气，维持水中足够的溶解氧，一段时间后污水中形成一种絮凝体—活性污泥，其由大量繁殖的微生物构成，易于沉淀分离，使污水澄清。活性污泥法就是以悬浮在水中的活性污泥为主体，在微生物生长有利的环境条件下和污水充分接触，使污水净化。其主要构筑物是曝气池和二次沉淀池。需处理的污水和回流性污泥一起进入曝气池，成为悬浮混合液，沿曝气池注入压缩空气曝气，使污水与活性污泥充分混合，并供给混合液足够的溶解氧。这时污水中的有机物被活性污泥中的好氧微生物分解，然后混合液进入二沉池，活性污泥与水澄清分离，部分活性污泥回到曝气池，继续进行净化过程，澄清的水排放。由于处理过程中活性污泥不断增长，部分剩余污泥从系统中排出，以维持系统稳定。

活性污泥性能指标

活性污泥的性能指标有3个：污泥沉降比SV，污泥浓度MLSS和污泥体积指数SVI。

SV很容易测定，但是结果不能完全反应污泥性质和数量。城市污水处理厂的正常SV值一般在20%~30%之间，而有些工业废水处理厂的正常SV值在90%以上。因此每个污水厂都应该根据自己的运行经验确定本厂的最佳SV值。SV用图解释如下：

MLSS可以反应污泥数量。曝气池混合液必须维持相对固定的污泥浓度，才能维持处理效果和处理系统稳定运行。每一种活性污泥工艺都有其最佳的污泥浓度。MLSS用图解释如下：

生物膜法处理污水

生物膜法处理污水的发展进程

生物膜法是一种古老又在不断发展中的处理技术，年德国科学家发现生物过滤作用，1865-1893年英国将污水喷洒在粗滤料上，作为膜生物反应器的生物滤池问世，20世纪二三十年代建造了许多生物膜反应器，四五十年代生物滤池逐渐被活性污泥取代的趋势，70年代新的反应器以独特的优势受关注。

生物膜法的概念

生物膜法模拟了自然界中土壤自净的一种污水处理法，使游离态的微型动物，通过吸附作用附着在滤料或某些载体上，如天然材料(如卵石)、合成材料(如纤维)，在那里生长繁育，并形成膜状生物污泥生物膜。污水与生物膜接触，污水中的有机污染物作为营养物质，为生物膜生的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁殖增殖。生物膜表面积增大，可为微生物提供较大的附着表面，有利于加强对污染物的降解。

生物膜法中的微生物

生物膜中微生物群体包括好氧菌、厌氧菌和兼性菌，其中有真菌、藻类、原生菌以及蚊蝇的幼虫等较高等的动物，在生物滤池中兼性菌常占优势。无色杆菌属、假单孢菌属、产黄菌属以及产碱杆菌属等是生物膜中常见的细菌。在生物黏层内，微生物生长条件差，常会出现丝状浮游球衣细菌和白硫菌属，在滤池较低部位还存在着硝化菌，如亚硝化单孢菌属和硝化菌属。若生物滤池中pH值较低，则真菌起到重要的作用。在滤池顶部有阳光照射处常有藻类生物。藻类一般不直接参与废物降解，只是通过光合作用向生物膜提供氧，但若太多则会堵塞滤池，不利于操作。在生物膜滤池中原生动物和一些较高等的动物均以细菌为食物，它们起着控制细菌群体数量的作用，能促使细菌群体以较高速率产生新细胞，有利于污水净化。

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参考资料：山西水利，视觉中国

编辑：宏森环保科技