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活性污泥：污水處理的核心力量

2025-05-29 09:30

    在污水處理領域，活性污泥扮演著至關重要的角色。它不僅能夠吸附、分解污水中的污染物，還能通過其復雜的生長曲線，為我們提供污水處理效果的重要指示。本文將詳細介紹活性污泥的組成、生長曲線及其各階段特點，探討不同階段活性污泥對處理效果的影響，并介紹與活性污泥相關的技術參數及其意義。
    一、活性污泥的組成
    活性污泥中棲息著微生物群體，在微生物群體新陳代謝功能的作用下，具有將污水中有機污染物轉化為穩定的無機物質的活性，故稱之為“活性污泥”。
    活性污泥為在外觀上呈黃褐色的絮絨顆粒狀，故又稱為“生物絮凝體”,其顆粒尺寸取決于微生物的組成、數量、污染物質的特性以及某些外部環境因素。活性污泥絮體一般介于0.02~0.2mm，含水率99%以上，其相對密度則因含水率不同而異，介于1.002~1.006。
    活性污泥中的固體物質僅占1%以下，由有機與無機兩部分組成，其組成比例因原污水性質不同而異。活性污泥中固體物質的有機成分，主要由棲息在活性污泥上的微生物群體所組成，此外活性污泥還夾雜著由入流污水挾帶的有機固體物質，其中包括某些難以為細菌攝取、利用的所謂“難降解有機物質”。微生物菌體經內源代謝、自身氧化的殘留物，如細胞膜、細胞壁等，也屬于難降解的有機物質。
    活性污泥主要由四部分組成：
    1、具有代謝功能的活性微生物群體
    這是活性污泥的核心，包括細菌、真菌、原生動物、后生動物等。其中，細菌承擔了降解污染物的主要作用，每毫升活性污泥中的細菌數大致在107-108個。
    2、微生物內源呼吸自身氧化的殘留物
    這是微生物代謝過程中產生的殘留物，對活性污泥的物理和化學性質有一定影響。
    3、被污泥絮體吸附的難降解有機物
    這些有機物被污泥絮體吸附后，通過微生物的降解作用得到去除。
    4、被污泥絮體吸附的無機物
    無機物同樣被污泥絮體吸附，有助于形成穩定的污泥結構。
    二、活性污泥的生長曲線及特點
    活性污泥的生長曲線展示了微生物在特定環境條件下的生長規律，可分為以下四個階段：
    1、適應階段（停滯期）
    特點：微生物剛進入新的培養環境，細胞中的酶系統開始對環境進行適應。微生物分裂遲緩、代謝活躍，數量不增加但細胞體積增長較快。
    指示意義：此階段微生物處于適應狀態，對后續處理效果有重要影響。
    2、對數增長階段
    特點：營養物質過剩，微生物以最高速率攝取有機物并合成新細胞。活性污泥具有很高的能量水平，吸附有機物能力強，速度快。
    指示意義：此階段活性污泥去除有機物的能力大，但污泥質地松散，不易沉淀，處理效果差。
    3、減速增長階段
    特點：隨著營養物質的消耗，微生物增殖速度逐漸減慢。活性污泥開始形成絮凝體，活性減弱，凝聚、吸附和沉降性能提升。
    指示意義：此階段污水中的有機物能基本去除，污泥的凝聚性和沉降性都較好，是大多數活性污泥處理廠采用的運行工況。
    4、內源代謝階段
    特點：營養物質基本耗盡，活性污泥開始利用體內存儲的物質進行自身氧化。污泥無機化程度高，沉降性良好，但凝聚性較差，污泥逐漸減少。
    指示意義：此階段污泥處理水質良好，但一般不作為運行工況。
    三、不同階段活性污泥對處理效果的影響
    適應階段：微生物處于適應狀態，處理效果不穩定。
    對數增長階段：雖然去除有機物能力強，但污泥不易沉淀，處理效果差。
    減速增長階段：污水中的有機物能基本去除，污泥的凝聚性和沉降性都較好，處理效果最佳。
    內源代謝階段：污泥處理水質良好，但污泥量減少，需及時補充新鮮污泥。
    四、活性污泥相關的技術參數及意義
    MLSS（混合液懸浮固體）：計量曝氣池中活性污泥數量的指標，可以近似表示曝氣池內活性微生物的濃度。
    SV（污泥沉降比）：反映曝氣池正常運行時的污泥量，用以控制剩余污泥的排放。它還能及時反映出污泥膨脹等異常情況。
    SVI（污泥體積指數）：用于評價活性污泥的沉降性能和污泥膨脹情況。
    F/M（有機負荷）：指單位重量的活性污泥，在單位時間內要保證一定的處理效果所能承受的有機污染物量。它直接影響活性污泥增長速率、有機污染物的去除效率、氧的利用率以及污泥的沉降性能。
    DO（溶解氧）：保證曝氣池中有足夠的溶解氧，以支持微生物的呼吸作用。