環境工程中活性污泥法在污水處理中的應用研究

摘""要：水是生命之源，是人類生存和發展不可或缺的重要資源。隨著工業化和城市化進程的加速，水污染問題日益嚴重，對人類的健康生存和社會的發展構成了巨大威脅。在全球水資源日益緊張、環境污染等問題逐漸突出的背景下，污水處理技術成為保障人類可持續發展的重要支撐。活性污泥法作為一種高效的污水處理技術，其因高效去除有機污染物的能力而在環境工程中得到了廣泛應用。詳細介紹了活性污泥法在當前環境工程領域中的優勢與局限性、基本原理、工藝流程、影響因素等，并就活性污泥法中存在的問題進行了探討，提出相應的解決措施，以期為提高污水處理效率、改善水環境質量提供技術支持，并為活性污泥法未來的的發展趨勢提供參考。

關鍵詞：環境工程""活性污泥法""污水處理""技術支持

Research"on"the"Application"of"Activated"Sludge"Process"in"Wastewater"Treatment"in"Environmental"Engineering

WANG"Shasha

Kangda"Environmental"Protection"Water"Co.，"Ltd.，"Jiaozuo，"He’nan"Province，"454150"China

Abstract："Water"is"the"source"of"life"and"an"essential"resource"for"human"survival"and"development."With"the"acceleration"of"industrialization"and"urbanization，"water"pollution"is"becoming"increasingly"serious，"posing"a"huge"threat"to"human"health"and"socialnbsp;development."Against"the"backdrop"of"increasingly"scarce"global"water"resources"and"environmental"pollution，"sewage"treatment"technology"has"become"an"important"support"for"ensuring"sustainable"human"development."Activated"sludge"process，"as"an"efficient"sewage"treatment"technology，"has"been"widely"used"in"environmental"engineering"due"to"its"ability"to"efficiently"remove"organic"pollutants."This"article"provides"a"detailed"introduction"to"the"advantages"and"limitations，"basic"principles，"process"flow，"and"influencing"factors，"etc."of"the"activated"sludge"method"in"the"current"field"of"environmental"engineering."This"article"explores"the"problems"existing"in"the"activated"sludge"method"and"proposes"corresponding"solutions，"in"order"to"provide"technical"support"for"improving"sewage"treatment"efficiency"and"water"environment"quality，"and"provide"effective"reference"value"for"the"future"development"trend"of"activated"sludge"process.

Key"Words："Environmental"engineering;"Activated"sludge"process;"Sewage"treatment;"Technical"support

環境保護工程實質上是單個項目和主體項目的附屬項目，它是指在林業、草原、野生動植物保護和其他方面的開發和建設過程中或完成后，作為一個可持續發展的輔助項目，具有綜合性、可視性和協調性。工業的快速發展、人口的增長和城市化進程的加速使大量的工業廢水、生活污水和農業面源污染排放到水體中，導致水污染問題日益嚴重[1]。水污染不僅破壞了生態環境，影響了水生生物的生存和繁衍，還對人類的健康和社會經濟的可持續發展構成了巨大威脅。因此，加強污水處理、提高水環境質量已成為當前環境保護工作的重要任務之一[2]?；钚晕勰喾ㄗ鳛橐环N成熟而經濟的污水處理技術，自20世紀初以來，其便開始被廣泛應用于城市污水處理廠，至今仍是主流處理工藝之一。它是一種微生物的代謝活動分解水中有機物，將其轉化為無害的二氧化碳和水，同時也對氨氮、磷等營養元素進行轉化和去除[3]，生物處理技術是一種高效、穩定、經濟的高效污水處理技術，已被廣泛用于環境工程領域，并為水環境治理提供了強有力的手段。通過對污水處理工藝的研究，可以為污水處理效率的提升和水環境的改善提供理論依據和技術支撐。

1"活性污泥法的優勢與局限性

1.1"活性污泥法的優勢

活性污泥法作為一種常用的污水處理方法，能夠極為有效地去除大部分有機物和部分無機污染物，通過微生物的代謝作用，將污水中的有害物質轉化為無害物質，從而使處理后的水質得到極大改善，相較于化學或物理處理方法，活性污泥法的運行成本較低、操作簡便，不需要復雜的設備和高成本的化學藥劑。

1.2"活性污泥法的局限

但是由于活性污泥法需要足夠的曝氣和沉淀空間，以保證微生物的正常生長和代謝，以及污水的充分處理，因此設施占地面積相對較大，這在土地資源緊張的地區可能會成為一個問題。另外，對于高濃度的工業廢水，其處理效率受限，這是因為高濃度廢水可能會對微生物產生毒性作用，影響其活性和代謝能力，在這種情況下，就需要與其他工藝聯用，以提高處理效果。

2"活性污泥法的基本原理

活性污泥是一種由細菌、真菌、原生動物附著于水中懸浮物和膠體物質而形成的絮狀物。其中，以微生物群落為主要成分的活性污泥，對廢水中的有機物進行吸附、氧化和降解[4]。其基本原理是在有氧條件下，活性污泥中的好氧型微生物群體將污水中的有機污染物分解為二氧化碳、水、無機物等無害物質，整個過程就是污水中的有機污染物與活性污泥中的微生物群體接觸后，被微生物吸附在細胞表面，微生物在有氧條件下，將吸附在細胞表面的有機污染物氧化分解為二氧化碳、水、無機物等無害物質，通過氧化分解后的污水與活性污泥混合液在沉淀池中進行沉淀分離，上清液排出，沉淀下來的活性污泥部分回流至曝氣池，部分作為剩余污泥排出。

3"活性污泥法的工藝流程

3.1"傳統活性污泥法

傳統活性污泥法作為活性污泥法的基礎形式，其工藝流程清晰且關鍵環節明確。污水首先流入曝氣池，在這里與活性污泥緊密混合，通過充分的曝氣操作，為活性污泥中的微生物提供充足的氧氣，促進廢水中的有機物被微生物完全氧化。然后，將該混合溶液送入沉降槽，利用重力進行沉淀分離，上清液經處理后排放到系統中，一部分上清液回流到曝氣池，繼續參與廢水的處理，維持曝氣池內活性污泥的濃度與活性；另一部分上清液則用于剩余污泥的排放，以保證系統的平穩運行。這種方法在長期的實踐中不斷優化，為污水處理提供了可靠的技術保障。

3.2"階段曝氣法

階段曝氣法是對傳統活性污泥法的創新發展，這種工藝把污水沿著曝氣池的長度方向進行分段，并且從多個點進入曝氣池，如此一來，污水中的有機物在曝氣池中的分布會更加均勻。在傳統活性污泥法中，有機物往往在曝氣池前端過度集中，這容易造成供氧不足以及缺氧的不良現象，而階段曝氣法很好地解決了這個問題，它使曝氣池各個部位的有機物濃度相對均衡，有利于微生物充分發揮作用，提高了對污水中有機物的處理效果，也使得整個污水處理過程更加穩定和高效。

3.3"完全混合法

完全混合法是指將生活污水和回流污泥一起導入曝氣池，在曝氣池內進行充分攪拌，使廢水中的有機物與菌群發生全面接觸，從而增大微生物與污染物之間的交互作用，進而達到提高處理效果的目的。這種工藝尤其適用于處理小流量、高濃度的有機廢水，能夠充分發揮其優勢，使有限的污水與活性污泥充分反應，大大降低廢水中的有機污染物的比例。

3.4"吸附再生法

吸附再生法處理效率極高，能夠迅速去除污水中的有機污染物，可以將活性污泥巧妙地分為兩部分：一部分投入吸附池，使活性污泥與污水充分接觸，憑借其強大的吸附能力，快速吸附污水中的有機污染物；另一部分則在再生池中進行曝氣，通過曝氣使吸附在活性污泥上的有機污染物得到氧化分解，從而使活性污泥恢復活性，隨后，再生后的活性污泥返回吸附池，繼續發揮強大的吸附作用。同時，它具有較強的抗沖擊負荷能力，即使在污水量和污染物含量波動較大的情況下，也能夠穩定運行[5]。

4"活性污泥法的影響因素

4.1"污水水質

不同的污水水質，其有機污染物的種類、濃度、可生化性等都不同，對活性污泥法的處理效果也會產生不同的影響。污水中有機污染物的濃度越高、可生化性越好，活性污泥法的處理效果就越好。

4.2"pH值

活性污泥中的微生物適宜在pH值為6.5～8.5的環境中生長和繁殖。當pH值過高或過低時，微生物的活性會受到抑制，處理效果會明顯下降[6]。

4.3"溶解氧

在活性污泥法中，溶解氧是微生物厭氧呼吸的主要來源，所以曝氣池中的溶氧含量要控制在2"mg/L以下，才能使曝氣池內的微生物得以正常生長。如果溶氧不足，會降低微生物的活力，污水的處理效率也會降低；如果溶氧量太高，不僅會造成能源的浪費，而且還會增加操作費用。

4.4"污泥濃度

污泥濃度是指曝氣池中活性污泥的含量，污泥濃度越高，處理效果越好，但同時也會增加運行成本和污泥處理難度。

4.5"污泥齡

污泥齡是指活性污泥在曝氣池中的平均停留時間，污泥齡越長，微生物對有機污染物的去除效果越好，但同時也會增加污泥處理難度和運行成本。

5"活性污泥法在污水處理中的問題與措施

5.1"活性污泥法在污水處理中存在的問題

在污水處理中，活性污泥法的使用也會存在一些問題。例如：污泥膨脹，因為絲狀菌大量繁殖、進水水質發生變化、運行條件不當等問題，致使污泥沉降性能變差，進而嚴重影響污水處理效果；還有泡沫問題，進水水質中含有表面活性劑、曝氣過度、污泥老化等因素，泡沫會對曝氣效果產生不良影響，從而降低污水處理的效率；污泥上浮現象也時有發生，即沉淀池中污泥上浮，因污泥膨脹、反硝化作用、曝氣過度等原因，導致出水水質變差，極大地影響污水處理效果。

5.2"針對上述問題的解決措施

對于污泥膨脹和污水中存在的泡沫，可以通過控制進水水質，防止含有大量利于絲狀菌生長的營養物質進入系統，從源頭上減少絲狀菌的生長，并合理控制污泥負荷、溶解氧濃度、曝氣強度、pH值等參數；適當的曝氣強度可以防止過度曝氣產生泡沫，合適的污泥負荷有助于維持系統的穩定運行；適宜的溶解氧濃度能夠確保微生物正常代謝，避免因氧氣不足或過量而引發問題；可以投加化學藥劑，像氯、臭氧、過氧化氫等，有效抑制絲狀菌的生長；消泡劑能夠快速消除泡沫，混凝劑則可通過改變污水的性質減少泡沫的產生，但使用時需注意劑量和對環境的影響。

針對污泥上浮問題，則首先要控制污泥膨脹，這是因為污泥膨脹會導致污泥沉降性能變差，進而引發污泥上浮。首先，可以通過合理的工藝控制和水質管理來避免。其次，調整溶解氧濃度和污泥負荷的運行條件，適宜的溶解氧濃度能夠確保微生物正常代謝，防止因缺氧或過度曝氣引發污泥上浮，而污泥負荷有助于維持污泥的良好狀態。最后，也可以投加鐵鹽、鋁鹽等化學藥劑，促進污泥沉淀，減少上浮的可能性。此外，攪拌器、推流器等機械攪拌裝置可以使污泥保持懸浮狀態的同時，防止污泥上浮，促進泥水混合，提高處理效果。

6"結語

活性污泥法作為一種在環境工程中廣泛運用的高效有用的污水處理技術，本文通過詳細詳細介紹了活性污泥法的基本原理、工藝流程、影響因素等，對活性污泥法進行了深入研究，為提高污水處理效率、改善水環境質量提供了技術支持。然而，活性污泥法在實際應用中存在的諸如污泥膨脹、泡沫問題、污泥上浮等一系列問題，仍需要加以改善。未來，需要不斷加強對活性污泥法的研究和應用，從而提高處理效率、降低處理成本、減少對環境的污染，為實現水資源的可持續利用和環境保護做出更大的貢獻。

參考文獻

• "孫彩利.城市污水處理在環境工程中的應用研究[J].山西化工，2022，42（09）：118-120.
• "趙建芳，何林鈺.污水處理在環境保護工程中的應用研究[J].清洗世界，2023，39（01）：122-124.
• "陳娟.生物膜與活性污泥工藝在污水處理中的應用對比研究[J].山東化工，2024，53（01）：252-255.
• "李源，萬佳杰，劉佳杰，等.城市污水處理中活性污泥法的應用研究[J].城市建筑，2020，17（27）：187-188.
• "吳小麗，畢紅偉.城市污水處理中不同活性污泥法設計和運行效果的對比分析[J].科技資訊，2024，22（4）：179-182.
• "艾勝書，曲紅，邊德軍.活性污泥處理城市污水中微生物的特性[J].環境科學與技術，2010，33（S1）：360—361，431.