污水处理中的活性污泥应用技术分析

污水处理中的活性污泥应用技术分析

贾子鹏

天津壹鸣环境科技股份有限公司 天津市 300387

摘要：随着工业化进程的加快和城市化水平的提高，水污染问题日益严重。活性污泥处理技术作为一种高效的污水处理方法，已在全球范围内得到广泛应用。本文旨在对活性污泥应用技术进行深入分析，探讨其技术原理、应用效果、影响因素及优化策略，以期为污水处理领域的技术进步和环境保护提供理论支持和实践指导。

关键词：活性污泥；污水处理；技术原理；应用效果；优化策略

1引言

水是人类生存和发展的基础资源，但随着工业废水和生活污水的排放量不断增加，水体污染问题日益突出。活性污泥处理技术作为一种生物处理技术，以其处理效果好、运行稳定、成本较低等优点，在污水处理领域得到广泛应用。本文将从技术原理、应用效果、影响因素及优化策略等方面对活性污泥应用技术进行深入分析。

2活性污泥处理技术原理

活性污泥处理技术是一种生物处理方法，通过在废水中添加一定量的微生物群落（即活性污泥），利用微生物对废水中有机物的生物降解作用，最终将有害物质转化为无害物质。活性污泥中的微生物数量和种类决定了废水处理的效果，而污泥的处理效果又与废水的性质、处理工艺和操作条件等因素有关。活性污泥处理技术主要包括曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统等组成部分。曝气池是活性污泥处理技术的核心部分，其作用是为微生物提供充足的氧气，使其能够正常生长和繁殖，同时降解废水中的有机物。沉淀池则用于将混合液中的活性污泥与水分离，保证出水质量。污泥回流系统则用于将部分活性污泥回流至曝气池，以维持曝气池中的微生物浓度。剩余污泥排除系统则用于定期排除剩余污泥，避免污泥过度积累。

3活性污泥处理技术的应用效果

活性污泥处理技术在污水处理领域具有显著的应用效果。首先，能够有效去除废水中的有机物、氮、磷等污染物，降低出水中的污染物浓度，使其达到排放标准。其次，活性污泥处理技术运行稳定，能够适应不同水质和处理规模的需求。此外，该技术还具有成本较低、操作简单、易于维护和管理等优点，使其成为中小型污水处理厂的首选污水处理方法。

4影响活性污泥处理效果的因素

4.1废水性质对活性污泥处理效果的影响

4.1.1有机物浓度

废水的性质是影响活性污泥处理效果的关键因素之一。废水的不同性质对活性污泥中的微生物生长和代谢有着显著的影响，从而直接关联到最终的处理效果。废水中的有机物浓度直接影响活性污泥中微生物的代谢活动。有机物浓度过高，微生物需要更多的氧气和营养物质来维持其正常生长和代谢，如果曝气不足或营养物质缺乏，会导致处理效果不佳。反之，有机物浓度过低则会导致微生物饥饿，降低其活性。

4.1.2氮磷含量

氮和磷是微生物生长所必需的营养元素。废水中氮磷含量过高，可能导致微生物过度生长，形成大量的剩余污泥，增加处理成本。而氮磷含量过低，则会影响微生物的正常生长和代谢，降低处理效果。

4.1.3pH值

pH值是影响微生物生长和代谢的重要因素。不同种类的微生物对pH值的适应性不同，一般而言，活性污泥中的微生物在pH值6.5-8.5的范围内能够较好地生长和代谢。超出这个范围，微生物的活性会受到抑制，影响处理效果。

4.1.4温度

温度对微生物的生长和代谢有着显著的影响。适宜的温度能够促进微生物的生长和代谢，提高处理效果。然而，过高的温度会导致微生物死亡，降低处理效果；过低的温度则会抑制微生物的活性，降低处理效率。

4.2微生物种群对活性污泥处理效果的影响

4.2.1细菌

活性污泥中的微生物种群是影响处理效果的重要因素。不同的微生物种群对不同的污染物具有不同的降解能力，因此选择合适的微生物种群对于提高处理效果至关重要。细菌是活性污泥中数量最多的微生物，对有机物的降解起着主要作用。不同的细菌种类对不同的有机物有不同的降解能力，因此选择合适的细菌种群对于提高处理效果具有重要意义。

4.2.2原生动物

原生动物是活性污泥中的常见微生物，能够捕食细菌和其他微生物，从而控制细菌的数量和种类，维持活性污泥的稳定性和处理效果。

4.2.3真菌和藻类

真菌和藻类在活性污泥中数量较少，但对特定污染物的降解具有特殊作用。例如，一些真菌能够降解难降解的有机物，而藻类则能够利用废水中的营养物质进行光合作用，产生氧气，促进微生物的生长和代谢。

4.3操作条件对活性污泥处理效果的影响

4.3.1曝气量

操作条件是影响活性污泥处理效果的另一个重要因素。曝气量、污泥回流比、混合液浓度等操作条件都会对活性污泥中的微生物生长和代谢产生影响，进而影响处理效果。曝气量是影响活性污泥处理效果的关键因素之一。适量的曝气能够提供充足的氧气供微生物进行呼吸和代谢活动，促进有机物的降解。然而，曝气量过大或过小都会影响处理效果。曝气量过大会导致能耗增加，同时可能破坏活性污泥的结构；曝气量过小则会导致微生物缺氧，降低处理效率。

4.3.2污泥回流比

污泥回流比是指回流污泥量与进水量之比。适当的污泥回流比能够维持曝气池中的微生物浓度，提高处理效果。然而，污泥回流比过大或过小都会影响处理效果。回流比过大会导致能耗增加，同时可能增加剩余污泥的产生量；回流比过小则会导致曝气池中的微生物浓度降低，降低处理效率。

4.3.3混合液浓度

混合液浓度是指曝气池中污泥和水的混合物浓度。适当的混合液浓度能够维持微生物的活性，提高处理效果。然而，混合液浓度过高或过低都会影响处理效果。浓度过高会导致能耗增加，同时可能增加剩余污泥的产生量；浓度过低则会导致微生物活性降低，降低处理效率。

5活性污泥处理技术的优化策略

5.1优化废水预处理工艺

5.1.1物理处理

废水预处理工艺是活性污泥处理系统的前置环节，其目标是降低废水中对微生物有害的物质浓度，提高废水的可生物降解性，从而为后续的活性污泥处理提供更有利的环境。通过格栅、筛网等设备去除废水中的大块悬浮物，减少后续处理单元的负荷。同时，可以考虑使用沉淀、气浮等方法去除废水中的重金属、油脂等有害物质。

5.1.2化学处理

针对废水中难以生物降解的污染物，如某些有毒化学物质，可以采用化学氧化、还原或中和等方法进行预处理。这些化学方法能够破坏污染物的结构，使其更易于被微生物降解。

5.1.3生物处理

在预处理阶段引入生物处理步骤，如水解酸化、厌氧消化等，可以进一步降低废水中的有机物浓度，提高废水的可生物降解性。这些生物处理步骤能够分解废水中的复杂有机物，为后续的活性污泥处理创造更有利的条件。

5.2筛选和优化微生物种群

5.2.1微生物种群筛选

微生物种群是活性污泥处理系统的核心组成部分，其降解能力直接影响处理效果。因此，筛选和优化微生物种群是提高处理效果的关键。通过实验室培养和筛选，选择适应性强、降解能力高的微生物种群。这些微生物种群应具有较广的污染物降解谱和较高的降解效率，以应对不同性质的废水。

5.2.2微生物种群优化

在活性污泥系统中，可以通过添加外源微生物、改变环境条件等方式来优化微生物种群。例如，可以添加具有特定降解功能的工程菌，以提高对某种污染物的降解能力。同时，通过调整温度、pH值、营养物质等环境条件，可以优化微生物的生长和代谢环境，提高其降解效率。

5.3优化操作条件

5.3.1曝气量优化

操作条件是影响活性污泥处理效果的重要因素。通过优化曝气量、污泥回流比、混合液浓度等操作条件，可以提高活性污泥中的微生物生长和代谢速率，从而提高处理效果。曝气量是影响活性污泥处理效果的关键因素之一。适量的曝气能够提供充足的氧气供微生物进行呼吸和代谢活动。因此，应根据废水的性质和处理要求，合理调整曝气量。在实际操作中，可以通过监测溶解氧浓度来判断曝气量是否适宜。

5.3.2污泥回流比优化

污泥回流比是维持曝气池中微生物浓度的关键参数。适当的污泥回流比能够保持曝气池中的微生物浓度在合理范围内，避免微生物数量过少或过多导致的处理效果下降。在实际操作中，应根据废水的性质和处理要求，合理调整污泥回流比。

5.3.3混合液浓度优化

混合液浓度是指曝气池中污泥和水的混合物浓度。适当的混合液浓度能够维持微生物的活性，提高处理效果。在实际操作中，应根据废水的性质和处理要求，合理调整混合液浓度。同时，应定期监测混合液浓度，并根据监测结果及时调整操作条件。

6结语

活性污泥处理技术作为一种高效的污水处理方法，在污水处理领域具有广泛的应用前景。通过深入分析其技术原理、应用效果、影响因素及优化策略，可以进一步提高活性污泥处理技术的处理效果，为环境保护和可持续发展做出贡献。

参考文献：

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[2]王润芳,崔华峰,王俊,胡鑫鑫.北方城市污水处理厂活性污泥种群结果的多样性及差异[J].给水排水,2022,58(S1):45-50+56.