周建南
[拼音]：huoxing wunifa
[英文]：activated sludge process
廢水生物處理中微生物懸浮在水中的各種方法的統稱。因懸浮的微生物群體呈泥花狀態，故名。一般指需氧活性汙泥過程。
基本流程
活性汙泥與廢水接觸時不但攝取某些汙染物作養料，而用吸附和網羅一些其他汙染物（如有色物質、懸浮固體），處理效果很好。其基本機理見水的生物處理法。活性汙泥法的基本流程（圖1）如下。
在曝氣池中廢水與積累的活性汙泥充分混合接觸，汙染物轉移到汙泥上，微生物以汙染物為養料並從水中取得氧氣生長繁殖，某些代謝產物(如二氧化碳、氨)則進入水中。隨後，混合液流過沉澱池，泥水分離，出水得到處理，汙泥則迴流到曝氣池入口，再次進入過程。微生物不能代謝的有機物或多或少留在水裡，不能去除。因接觸或時間不夠，可以代謝的溶解物也會留下一些，泥水分離不完全也將使出水水質下降。但是，活性汙泥過程穩定和澄清廢水的效率一般是高的，BOD5（見生化需氧量）和懸浮固體去除率均可達90％以上。如進一步用快濾池過濾，出水的BOD5和懸浮固體有可能降低到1～2毫克/升左右。為了減輕曝氣池的負荷，在池前常設初次沉澱池，這時後面的沉澱池常稱二次沉澱池。
影響活性汙泥過程工作效率(處理效率和經濟效益)的主要因素是處理方法的選擇與曝氣池和沉澱池的設計及執行。
方法設計
除普通活性汙泥法外，還有多點進水、吸附再生、延時曝氣和高負荷率活性汙泥等方法。前兩種方法與基本流程有所不同，廢水流進曝氣池的入口的數目和位置有差別。在多點進水活性汙泥法中，只有一部分廢水和迴流汙泥一起在首端入池。 其餘的廢水分2～3次在離首端有一定距離的2～3個入口處(入口的間距一般相等)進入曝氣池。從流程上看，可以說吸附再生活性汙泥法 (圖2)只是多點進水過程（圖3）的變形，幾個廢水入口只用最後一個，後者即變成前者。
方法型別的發展是以過程的機理為依據的。參與過程的主要物質有：有機物、微生物和溶解氧(空氣)。前兩者是主要的，溶解氧只要維持一定的濃度。
在整個過程中，需氧量是不同的。起始有機物濃度高，微生物繁殖迅速，需氧量大。隨著有機物的逐漸下降，需氧量也逐漸減少。在普通活性汙泥法中，曝氣池的供氧是均勻的。這顯然是不合理的。改進的辦法有兩種。一種是從曝氣方法著眼，把均勻的曝氣改為漸降曝氣。另一種就是多點進水的辦法。但是多點進水不僅降低需氧量的變化幅度，而且改變了有機物與微生物的相對量。
有機物與微生物之比稱汙泥負荷率。它影響過程的代謝深度和汙泥的沉降效能，也影響執行的穩定性和基建費用。汙泥負荷率低些，過程的執行比較容易，處理效率比較穩定，剩餘汙泥量比較少，但基本建設和執行費用一般要高些。普通活性汙泥法的負荷率常在0.15～0.3公斤BOD5/公斤汙泥之間。高負荷率活性汙泥法採用1以上，迴流汙泥量和空氣量可以大大減少，節省費用，但是BOD5去除率降低到60～70％，因此也稱為變型活性汙泥法。用於只需要中等處理程度的場合。延時曝氣活性汙泥法則相反，負荷率常小於0.1，曝氣時間超過24小時，代謝深入，剩餘汙泥量少，無需頻繁排泥，工作穩定，管理簡便，常用於流量很小的場合。
在實踐中，人們發現汙染物轉移到汙泥上去的效率很快，而代謝速率較慢。處理城市汙水時，往往不到1小時就把廢水BOD5降低90％左右。但是如果把這些汙泥迴流到曝氣池，卻不能再現這樣的能力（見曝氣），從而創造了吸附再生法。活性汙泥的再生實質上是給微生物以足夠的時間來消化轉移來的有機物。因此，有人把它改名為接觸穩定法。
曝氣池
是所有活性汙泥法的心臟，其作用是攪拌混合液使泥、水充分接觸和向微生物供氧。攪拌有兩種方式，一種是使同時進曝氣池的泥和水充分混合並一直保持到流出池子，而不和已在池中的混合液相混以免發生短路現象。曝氣池採用長條形就是以保證同時入池的泥和水都同時出池(圖4)，使同時入池的廢水有相同的曝氣時間。另一種攪拌方式是使進入池子的泥和水立即與全池的混合液充分混合，達到混合液的水質均勻，有可能使微生物的生長處在最佳的生活環境中，使過程處在最好的條件下執行。還有一種環形曝氣長槽，深度較淺，混合液在槽中以較高的流速回流。這種曝氣槽的曝氣時間接近24小時，特稱氧化槽或氧化溝。實際上是延時曝氣活性汙泥法的一種曝氣池。
除按要求設計幾何形狀外，曝氣方法和裝置也是很重要的。曝氣方法有氣泡曝氣法（又稱鼓風曝氣法）和表面曝氣法（也稱機械曝氣法）兩種。20世紀70年代末問世的深井曝氣也是一種氣泡曝氣，以增加氣泡與混合液的接觸時間來提高曝氣效率。
在表面曝氣法中借設在液麵的曝氣器使池液迴流，並使液麵劇烈波動與空氣密切接觸交換氣體。曝氣器一般是各種立式葉輪，也有采用臥式旋刷或旋槳的。環形曝氣槽都採用臥式曝氣器。
為加快氧的溶解，70年代開始出現了“純氧”曝氣，以含氧濃度極高的空氣替代一般空氣。大多采用表面曝氣法。
執行
主要是活性汙泥量和供氧量的控制，曝氣池的活性汙泥濃度（稱混合液懸浮固體），是可以調節的，也就是活性汙泥量和負荷率是可以調節的，執行時應根據具體情況注意調節。活性汙泥法汙水廠容易出現汙泥膨脹，即汙泥含水量極高，不易沉降。這將造成汙泥隨水流出沉澱池，破壞水質，同時，汙泥的流失使曝氣池中汙泥減少，整個過程逐漸失效。在發現汙泥有膨脹趨勢時，應即分析原因，採取措施。（見彩圖）
