活性污泥：污水处理的核心力量

2025-05-29 09:30

    在污水处理领域，活性污泥扮演着至关重要的角色。它不仅能够吸附、分解污水中的污染物，还能通过其复杂的生长曲线，为我们提供污水处理效果的重要指示。本文将详细介绍活性污泥的组成、生长曲线及其各阶段特点，探讨不同阶段活性污泥对处理效果的影响，并介绍与活性污泥相关的技术参数及其意义。
    一、活性污泥的组成
    活性污泥中栖息着微生物群体，在微生物群体新陈代谢功能的作用下，具有将污水中有机污染物转化为稳定的无机物质的活性，故称之为“活性污泥”。
    活性污泥为在外观上呈黄褐色的絮绒颗粒状，故又称为“生物絮凝体”,其颗粒尺寸取决于微生物的组成、数量、污染物质的特性以及某些外部环境因素。活性污泥絮体一般介于0.02~0.2mm，含水率99%以上，其相对密度则因含水率不同而异，介于1.002~1.006。
    活性污泥中的固体物质仅占1%以下，由有机与无机两部分组成，其组成比例因原污水性质不同而异。活性污泥中固体物质的有机成分，主要由栖息在活性污泥上的微生物群体所组成，此外活性污泥还夹杂着由入流污水挟带的有机固体物质，其中包括某些难以为细菌摄取、利用的所谓“难降解有机物质”。微生物菌体经内源代谢、自身氧化的残留物，如细胞膜、细胞壁等，也属于难降解的有机物质。
    活性污泥主要由四部分组成：
    1、具有代谢功能的活性微生物群体
    这是活性污泥的核心，包括细菌、真菌、原生动物、后生动物等。其中，细菌承担了降解污染物的主要作用，每毫升活性污泥中的细菌数大致在107-108个。
    2、微生物内源呼吸自身氧化的残留物
    这是微生物代谢过程中产生的残留物，对活性污泥的物理和化学性质有一定影响。
    3、被污泥絮体吸附的难降解有机物
    这些有机物被污泥絮体吸附后，通过微生物的降解作用得到去除。
    4、被污泥絮体吸附的无机物
    无机物同样被污泥絮体吸附，有助于形成稳定的污泥结构。
    二、活性污泥的生长曲线及特点
    活性污泥的生长曲线展示了微生物在特定环境条件下的生长规律，可分为以下四个阶段：
    1、适应阶段（停滞期）
    特点：微生物刚进入新的培养环境，细胞中的酶系统开始对环境进行适应。微生物分裂迟缓、代谢活跃，数量不增加但细胞体积增长较快。
    指示意义：此阶段微生物处于适应状态，对后续处理效果有重要影响。
    2、对数增长阶段
    特点：营养物质过剩，微生物以最高速率摄取有机物并合成新细胞。活性污泥具有很高的能量水平，吸附有机物能力强，速度快。
    指示意义：此阶段活性污泥去除有机物的能力大，但污泥质地松散，不易沉淀，处理效果差。
    3、减速增长阶段
    特点：随着营养物质的消耗，微生物增殖速度逐渐减慢。活性污泥开始形成絮凝体，活性减弱，凝聚、吸附和沉降性能提升。
    指示意义：此阶段污水中的有机物能基本去除，污泥的凝聚性和沉降性都较好，是大多数活性污泥处理厂采用的运行工况。
    4、内源代谢阶段
    特点：营养物质基本耗尽，活性污泥开始利用体内存储的物质进行自身氧化。污泥无机化程度高，沉降性良好，但凝聚性较差，污泥逐渐减少。
    指示意义：此阶段污泥处理水质良好，但一般不作为运行工况。
    三、不同阶段活性污泥对处理效果的影响
    适应阶段：微生物处于适应状态，处理效果不稳定。
    对数增长阶段：虽然去除有机物能力强，但污泥不易沉淀，处理效果差。
    减速增长阶段：污水中的有机物能基本去除，污泥的凝聚性和沉降性都较好，处理效果最佳。
    内源代谢阶段：污泥处理水质良好，但污泥量减少，需及时补充新鲜污泥。
    四、活性污泥相关的技术参数及意义
    MLSS（混合液悬浮固体）：计量曝气池中活性污泥数量的指标，可以近似表示曝气池内活性微生物的浓度。
    SV（污泥沉降比）：反映曝气池正常运行时的污泥量，用以控制剩余污泥的排放。它还能及时反映出污泥膨胀等异常情况。
    SVI（污泥体积指数）：用于评价活性污泥的沉降性能和污泥膨胀情况。
    F/M（有机负荷）：指单位重量的活性污泥，在单位时间内要保证一定的处理效果所能承受的有机污染物量。它直接影响活性污泥增长速率、有机污染物的去除效率、氧的利用率以及污泥的沉降性能。
    DO（溶解氧）：保证曝气池中有足够的溶解氧，以支持微生物的呼吸作用。