废水生物处理中微生物悬浮在水中的各种方法的统称。因悬浮的微生物群体呈泥花状态,故名一般指需氧活性污泥过程。
基本流程活性污泥与废水接触时不但摄取某些污染物作养料,而用吸附和网罗一些其他污染物(如有色物质、悬浮固体),处理效果很好。其基本机理见水的生物处理法。活性污泥法的基本流程
在曝气池中废水与积累的活性污泥充分混合接触,污染物转移到污泥上,微生物以污染物为养料并从水中取得氧气生长繁殖,某些代谢产物(如二氧化碳、氨)则进入水中。随后,混合液流过沉淀池,泥水分离,出水得到处理,污泥则回流到曝气池入口,再次进入过程。微生物不能代谢的有机物或多或少留在水里,不能去除。因接触或时间不够,可以代谢的溶解物也会留下一些,泥水分离不完全也将使出水水质下降。但是,活性污泥过程稳定和澄清废水的效率一般是高的,BOD5(见生化需氧量)和悬浮固体去除率均可达90%以上。如进一步用快滤池过滤,出水的BOD5和悬浮固体有可能降低到1~2毫克/升左右。为了减轻曝气池的负荷,在池前常设初次沉淀池,这时后面的沉淀池常称二次沉淀池。
影响活性污泥过程工作效率(处理效率和经济效益)的主要因素是处理方法的选择与曝气池和沉淀池的设计及运行。
方法设计除普通活性污泥法外,还有多点进水、吸附再生、延时曝气和高负荷率活性污泥等方法。前两种方法与基本流程有所不同,废水流进曝气池的入口的数目和位置有差别。在多点进水活性污泥法中,只有一部分废水和回流污泥一起在首端入池。其余的废水分2~3次在离首端有一定距离的2~3个入口处(入口的间距一般相等)进入曝气池。从流程上看,可以说吸附再生活性污泥法只是多点进水过程的变形,几个废水入口只用最后一个,后者即变成前者。
方法类型的发展是以过程的机理为依据的。参与过程的主要物质有:有机物、微生物和溶解氧(空气)。前两者是主要的,溶解氧只要维持一定的浓度。
在整个过程中,需氧量是不同的。起始有机物浓度高,微生物繁殖迅速,需氧量大。随着有机物的逐渐下降,需氧量也逐渐减少。在普通活性污泥法中,曝气池的供氧是均匀的。这显然是不合理的。改进的办法有两种。一种是从曝气方法着眼,把均匀的曝气改为渐降曝气。另一种就是多点进水的办法。但是多点进水不仅降低需氧量的变化幅度,而且改变了有机物与微生物的相对量。
有机物与微生物之比称污泥负荷率。它影响过程的代谢深度和污泥的沉降性能,也影响运行的稳定性和基建费用。污泥负荷率低些,过程的运行比较容易,处理效率比较稳定,剩余污泥量比较少,但基本建设和运行费用一般要高些。普通活性污泥法的负荷率常在0.15~0.3公斤BOD5/公斤污泥之间。高负荷率活性污泥法采用1以上,回流污泥量和空气量可以大大减少,节省费用,但是BOD5去除率降低到60~70%,因此也称为变型活性污泥法。用于只需要中等处理程度的场合。延时曝气活性污泥法则相反,负荷率常小于0.1,曝气时间超过24小时,代谢深入,剩余污泥量少,无需频繁排泥,工作稳定,管理简便,常用于流量很小的场合。
在实践中,人们发现污染物转移到污泥上去的效率很快,而代谢速率较慢。