活性汙泥法動力學

**好氧活性汙泥法在汙水治理中的應用

隨著城市化程度的不斷深化，人口壓力的逐步提高。我國環境汙染的情況也越來越嚴峻。黨和國家已經將環境保護確立為我國的基本國策之一。

目前，按照要素分類，環境汙染主要包括大氣汙染、水體汙染和土壤汙染。針對水體汙染的治理，直接關係到人民群眾的用水健康和環境的可持續發展。傳統的汙水處理方法，較難直接分解汙染物，殘留量較高，容易造成二次汙染；同時，成本較高，裝置較為複雜。

而欠發達地區通常使用的方法是利用自然水體的自身淨化能力對受到汙染的水體進行淨化，這種方法對自然環境的破壞較大，過多依賴水體的自然淨化能力，不符合可持續發展的戰略目標。而新興的微生物活性汙泥法，因為其裝置簡單，投資較低，汙水淨化效率高，二次汙染少等優勢，得到了廣泛的應用與認可。並在實踐中不斷發展。

一、水體自淨和活性汙泥法

自然界中的水體是存在自我淨化的能力的。當水體中存在一些有機汙染物的時候。水中的浮游生物、紫外線照射等影響因素就可以使有汙染性的有機物轉變為無害的簡單物質。

使水體質量恢復到受到汙染之前的水平。這就是水體自淨。但是，水體自淨是存在乙個汙染濃度的上限的。

也就是說，自然界的水體存在一定的自淨容量。超過自淨容量的水體汙染就不能被水體的自淨能力所消化。因此，自淨容量就是指在水體正常生物迴圈過程中能夠淨化有機汙染物的最大數量。

基於以上思路，我們可以人為擴大水體的自淨容量。這就引出了活性汙泥法在汙水處理中的應用。活性汙泥法，是利用活性汙泥中的好氧生物，對汙水中的汙染物進行氧化還原。

使之變為無害化產物的過程。將曝氣池與二次沉澱池進行串聯，並且將汙泥管與之回聯。使得二次沉澱池中沉澱的汙泥回流到曝氣池中。

使這些汙泥以及其中的活性成分能夠在曝氣池中起到凝聚、吸附的作用。同時，其中的微生物能夠使曝氣池中的有害化學成分進行氧化分解。這就是活性汙泥法的基本原理和概念。

二、活性汙泥法的基本原理

活性汙泥法是利用懸浮生長的微生物絮體處理廢水的一類好氧生物處理方法，生物絮體稱活性汙泥。由好養微生物（包括真菌、細菌、原生動物及後生動物）及其代謝和吸附的有機物，無機物組成，顯示生物化學活性，具有降解廢水中有機汙染物的能力。活性汙泥法處理廢水中的有機物分為兩個階段，即生物吸附階段和生物氧化階段。

1、生物吸附階段

廢水與活性汙泥微生物充分接觸，形成懸濁混合液，廢水的汙染物被比表面巨大，且表面含有多醣類黏性物質的微生物吸附和黏連，呈膠體的大分子有機物被吸附後，首先在水解酶作用下，分解為小分子物質，然後這些小分子與溶解性有機物在酶的作用下或濃度差推動下選擇性滲入細胞體內，使廢水中的有機物含量下降而得到淨化。

2、生物氧化階段

被吸附和吸收的有機物質繼續被氧化，這個階段需要很長時間，進行非常緩慢。在生物吸附階段，隨著有機物吸附量的增加，汙泥的活性逐漸減弱。當吸附飽和後，汙泥失去吸附能力，經過生物氧化階段吸附的有機物被氧化分解後，活性汙泥又呈現活性，恢復吸附能力。

三、好氧活性汙泥法處理汙水的方法以及特點

在使用好氧活性汙泥法處理水體有機物汙染的過程中，使用的活性汙泥必須是具有生物活性的。因此，需要以含有所需要處理的有機汙染物的汙泥、廢水作為這些好氧微生物的培養基。並且通過微生物的代謝作用，將培養基中的活性物質轉變為膠體或溶液，對有機汙染物進行分解。

轉化為無害物質。這是對於自然界中水體自淨的人工強化和模擬。因其工作原理的不同有以下幾種分類。

1）傳統活性汙泥法

傳統活性汙泥法，使用較為廣泛。發展較為完全。是最早使用的活性汙泥法。

該種方法的曝氣池為推流式曝氣池。廢水從池中的一端入池。活性汙泥同步流入。

在二次沉澱池中，活性汙泥沉澱後由池底分離排除。回流部分的汙泥回流入曝氣池。對有機汙染物進行分解。

對水質進行淨化。

2）sbr法（序批式活性汙泥法）

sbr法的工作原理是，在一段較短的時間內，快速地將少量汙水加入到反應器中，並且在汙水充滿反應器之後開始曝氣。當活性汙泥中的微生物將汙水中的有機汙染物分解至達到標準時，停止曝氣過程。並加以沉澱。

沉澱一段時間之後，將上清液排出。這種方法的特點是，對有機汙染物的分解程度較完全。但是，其缺點是反應周期短，需要進行快速操作。

工作量較大。

3）完全混合活性汙泥法

完全混合活性汙泥法，顧名思義，是將活性汙泥和汙水在曝氣池中進行充分攪拌混合。並使之充分流動。使活性微生物分解有機物的反應充分完成降解。

在反應過程中，通過調整f/m值的調整，將完全混合曝氣池內的有機物降解反應控制在反應最佳狀態。因此，這種方法的優點是反應程度較高，有機汙水處理效果較好。尤其是高濃度的有機汙染廢水。

四、結論

綜上所述，我們可以看出，好氧活性汙泥法的優點是能夠有效防止有機汙染物的二次汙染和多次轉移。對於多種汙染物的治理能夠一步到位。同時，對於有機汙染物的反應效率較高，反應完全。

殘留物為無機物。可以說是一種高效、安全、無毒無害、發展空間較大的有機汙水處理方法。但是，隨著生活水平的不斷發展，新型的有機汙水汙染也逐漸出現，因此，必須選用合適的微生物來對新產生的有機汙水汙染進行處理。

同時，上述這些方法各有利弊。汙水處理行業應該從自身情況出發，首先考慮自身處理汙水的有機汙染型別，其次按照自身的經濟水平決定適合自己的有機汙水處理方法。對於一些性質與生活廢水相差較大的工業廢水和城市廢水，需要通過試驗來確定有關的設計資料。

在選定處理工藝流程時，還要綜合考慮當地的地理位置，地區條件，氣候條件及施工水平等，綜合分析工藝在技術上的可行性和先進性及經濟上的可能性和合理性等。特別是對工程量大，建設費用高的工程，需要進行多種工藝流程比較之後才能確定，以期工程系統達到優化。