这 活性污泥法（ASP） 是最广泛使用的之一 生物 废水处理技术在市政和 工业废水 全球污水处理厂。

活性污泥法的核心原理是利用微生物去除废水中的有机污染物。在适宜的氧气条件下，微生物以有机物为食，并将污染物转化为二氧化碳、水和新的微生物细胞。

简单来说：

废水污染物 ​​→ 微生物消耗有机物 → 生物降解 → 处理后的水

由于活性污泥技术具有处理效率高、运行稳定、适应不同废水条件等优点，已成为许多现代废水处理系统的基础。

活性污泥系统主要由以下部分组成：

• 曝气池
• 二级澄清器
• 回流活性污泥（RAS）系统
• 剩余活性污泥（WAS）去除系统

典型的处理流程如下：

治疗阶段	主要功能
预处理	清除大块固体、沙子和漂浮物
通气棕褐色	有机污染物的生物降解
二级澄清	将活性污泥与处理后的水分离
污泥回流系统	保持足够的微生物浓度
去除多余污泥	控制污泥增长和系统稳定性

废水首先进入曝气池，池内通过曝气系统供应氧气。微生物形成称为生物絮团的物质。 活性污泥能够吸收和降解污染物。

经过生物处理后，混合液流入二沉池。活性污泥沉淀后，一部分返回曝气池，以维持所需的生物量浓度。

曝气池内的生物过程

曝气池是活性污泥工艺的核心单元。

通过鼓风机和扩散器供应氧气，微生物可以获得足够的氧气来分解有机污染物。

主要的生物反应包括：

生物反应	功能
有机物氧化	去除化学需氧量和生物需氧量
硝化作用	将氨氮转化为硝酸盐
反硝化作用	在缺氧条件下去除总氮
生物除磷	降低磷浓度

活性污泥中含有多种微生物，包括：

• 异养细菌 负责去除化学需氧量（COD）和生物需氧量（BOD）。
• 硝化细菌 负责去除氨氮
• 反硝化细菌 负责脱氮
• 原生动物和微生物 维持污泥生态系统平衡

健康的活性污泥结构对于稳定的废水处理性能至关重要。

活性污泥系统的关键运行参数

1. MLSS（混合酒悬浮固体）

MLSS 代表曝气池内悬浮固体和微生物的浓度。

合适的 MLSS 水平可确保足够的微生物活性和处理效率。

流程类型	典型MLSS范围
传统活性污泥	2,000–4,000 毫克/升
A²/O 工艺	3,000–5,000 毫克/升
MBR工艺	6,000–12,000 毫克/升

较高的 MLSS 可以提高处理能力，但过高的浓度可能会增加氧气需求，并导致污泥沉降问题。

2. 溶解氧 (DO)

溶解氧是生物废水处理中最重要的控制参数之一。

治疗区	推荐的DO水平
有氧区	1.5–3 毫克/升
硝化区	2–4 毫克/升
缺氧区

溶解氧不足可能导致：

• 化学需氧量去除率低
• 氨氮增加
• 污泥膨胀问题

过量的溶解氧可能导致：

• 更高的能源消耗
• 运营成本增加

现代污水处理厂越来越多地使用 在线溶解氧监测和智能曝气控制系统 优化鼓风机运行，降低能耗。

3. 污泥停留时间 (SRT)

污泥停留时间（SRT），也称为污泥龄，是指微生物在处理系统中停留的平均时间。

低SRT	高SRT
较年轻的微生物	更成熟的微生物
有机物降解速度加快	更好的硝化性能
污泥产量增加	减少剩余污泥产量

适当的SRT控制对于稳定的生物脱氮至关重要。

4. 食物/微生物比例（F/M 比）

F/M 比值代表有机负荷与微生物浓度之间的平衡。

运行条件	F/M 比率
高负荷运行	0.5–1.0 kgCOD/kgMLSS·d
低负荷运行	0.05–0.15 kgCOD/kgMLSS·d

不当的脂肪/矿物质比例可能导致：

• 污泥沉淀不良
• 生物活性低
• 运营难度增加

活性污泥工艺的主要类型

传统活性污泥法工艺

传统的活性污泥法是目前最成熟的生物处理技术之一。

优势：

• 成熟的技术
• 运行可靠
• 适用于大型污水处理厂

应用领域：

• 市政污水处理厂
• 工业废水处理设施

厌氧/好氧工艺（A/O工艺）

A/O工艺结合了缺氧区和好氧区。

区	主要功能
缺氧区	反硝化作用
有氧区	有机物去除和硝化

优势：

• 简单工艺设计
• 降低投资成本
• 有效脱氮

A²/O工艺（厌氧-缺氧-好氧工艺）

A²/O工艺广泛应用于市政污水处理。

流程图：

厌氧区 → 缺氧区 → 好氧区 → 二级沉淀池

治疗功能	移除目标
有机降解	代码，成为
硝化作用	氨氮
反硝化作用	总氮
生物除磷	总磷

SBR（序批式反应器）

SBR是一种间歇式活性污泥处理技术。

一座反应堆完工：

操作阶段	功能
填充	废水输入
通风	生物治疗
定居	污泥分离
倾析	处理后的水排放

优势：

• 占地面积小
• 灵活运营
• 高度自动化水平

MBR（膜生物反应器）

MBR技术将活性污泥处理与膜过滤技术相结合。

优势	挑战
优良的污水质量	膜污染
低悬浮物	更高的能源消耗
适用于水资源再利用	更高的维护要求

MBR技术广泛应用于对再生水质量要求较高的场合。

活性污泥运行中的常见问题

污泥膨胀

当活性污泥沉降性能差时，就会发生污泥膨胀。

典型症状：

• 高污泥体积指数（SVI）
• 缓慢沉降
• 出水中悬浮固体含量增加

常见原因：

原因	解决方案
低溶解氧	提高曝气能力
不平衡的F/M比率	调整有机负荷
丝状细菌过多	优化运行条件

泡沫过多

可能的原因：

• 诺卡氏菌
• 表面活性剂
• 低有机负荷条件

解决方案：

• 优化污泥龄
• 调整通气条件
• 控制进水特性

出水中氨氮含量高

主要原因：

• 硝化细菌不足
• 低溶解氧浓度
• 短SRT

可能的解决方案：

• 增加污泥停留时间
• 提高曝气效率
• 优化污泥回流比

活性污泥废水处理中的能源消耗

能源消耗是污水处理厂面临的主要问题之一。

设备	大约能源消耗
曝气系统	50-70%
污泥处理系统	10-20%
泵送系统	约10%

曝气系统通常是最大的能源消耗者。

因此，精确控制氧气含量已成为降低废水处理运行成本的关键策略。

现代解决方案包括：

• 在线 DO 监测
• 我们的（氧气吸收率）控制
• 基于人工智能的曝气优化
• 变频风机控制

活性污泥工艺相关设备

活性污泥系统通常与各种废水处理设备配合使用。

治疗阶段	通用设备
预处理	筛网，砂砾室
生物治疗	曝气池、曝气系统、搅拌器
固液分离	二级澄清器，斜板澄清器
高级治疗	过滤系统、消毒设备
污泥处理	螺旋压榨脱水机，压滤机

对于废水处理设备制造商而言，了解活性污泥的运行对于为市政和工业客户提供完整的解决方案至关重要。

活性污泥技术的未来发展趋势

废水处理行业正朝着更高效、更智能、更可持续的解决方案发展。

低碳废水处理

未来的污水处理厂将重点关注：

• 降低曝气能耗
• 提高氧气传递效率
• 从污泥中回收能量

智能运营

数字技术正通过以下途径引入：

• 在线传感器
• 自动化控制系统
• 基于人工智能的流程优化

这些技术有助于操作人员以更低的运营成本实现更稳定的治疗效果。

资源回收

现代废水处理正从污染控制转向资源回收。

例如：

• 利用污泥消化生产沼气
• 磷回收
• 废水再利用

结论

这 活性污泥法仍然是全球最重要的生物废水处理技术之一。通过适当控制 MLSS、DO、SRT 和 F/M 比等参数，活性污泥系统可以有效去除有机污染物、氮和磷。

结合先进设备，例如 斜板澄清器、污泥脱水机、压滤机和智能曝气控制系统活性污泥技术继续支持可持续废水管理和水资源再利用的发展。

对于废水处理项目而言，选择合适的工艺设计和可靠的设备是实现稳定性能、降低运营成本和长期环境效益的关键。