一、活性污泥

1912年英國的克拉克（Clark）和蓋奇（Gage）發(fā)現，對污水長時間曝氣會產生污泥，同時水質會得到明顯的改善。繼而阿爾敦（Arden）和洛開脫（Lockgtt）對這一現象進行了研究。曝氣試驗是在瓶中進行的，每天試驗結束時把瓶子倒空，第二天重新開始，他們偶然發(fā)現，由于瓶子清洗不完善，瓶壁附著污泥時，處理效果反而好。由于認識了瓶壁留下污泥的重要性，他們把它稱為活性污泥。隨后，他們在每天結束試驗前，把曝氣后的污水靜止沉淀，只倒去上層凈化清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用，這樣大大縮短了污水處理的時間。這個試驗的工藝化便是于1916年建成的*個活性污泥法污水處理廠。

在顯微鏡下觀察這些褐色的絮狀污泥，可以見到大量的細菌，還有真菌，原生動物和后生動物，它們組成了一個*的生態(tài)系統(tǒng)。正是這些微生物（主要是細菌）以污水中的有機物為食料，進行代謝和繁殖，才降低了污水中有機物的含量。

二、活性污泥法的基本流程

活性污泥法是由曝氣池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系統(tǒng)所組成。

污水和回流的活性污泥一起進入曝氣池形成混合液。曝氣池是一個生物反應器，通過曝氣設備充人空氣，空氣中的氧溶人污水使活性污泥混合液產生好氧代謝反應。曝氣設備不僅傳遞氧氣進入混合液，且使混合液得到足夠的攪拌而呈懸浮狀態(tài)。這樣，污水中的有機物、氧氣同微生物能充分接觸和反應。隨后混合液流人沉淀池，混合液中的懸浮固體在沉淀池中沉下來和水分離。流出沉淀池的就是凈化水。沉淀池中的污泥大部分回流，稱為回流污泥。回流污泥的目的是使曝氣池內保持一定的懸浮固體濃度，也就是保持一定的微生物濃度。曝氣池中的生化反應引起了微生物的增殖，增殖的微生物通常從沉淀池中排除，以維持活性污泥系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。這部分污泥叫剩余污泥。剩余污泥中含有大量的微生物，排放環(huán)境前應進行處理，防止污染環(huán)境。

從上述流程可以看出，要使活性污泥法形成一個實用的處理方法，污泥除了有氧化和分解有機物的能力外，還要有良好的凝聚和沉淀性能，以使活性污泥能從混合液中分離出來，得到澄清的出水。活性污泥中的細菌是一個混合群體，常以菌膠團的形式存在，游離狀態(tài)的較少。菌膠團是由細菌分泌的多糖類物質將細菌包覆成的粘性團塊，使細菌具有抵御外界不利因素的性能。菌膠團是活性污泥絮凝體的主要組成部分。游離狀態(tài)的細菌不易沉淀，而混合液中的原生動物可以捕食這些游離細菌，這樣沉淀池的出水就會更清徹，因而原生動物有利于出水水質的提高。

三、活性污泥降解污水中有機物的過程

活性污泥在曝氣過程中，對有機物的降解（去除）過程可分為兩個階段，吸附階段和穩(wěn)定階段。在吸附階段，主要是污水中的有機物轉移到活性污泥上去，這是由于活性污泥具有巨大的表面積，而表面上含有多糖類的粘性物質所致。在穩(wěn)定階段，主要是轉移到活性污泥上的有機物為微生物所利用。當污水中的有機物處于懸浮狀態(tài)和膠態(tài)時，吸附階段很短，一般在15～45min左右，而穩(wěn)定階段較長。

在活性污泥的曝氣過程中，廢水中有機物的變化包括兩個階段：吸附階段和穩(wěn)定階段。在吸附階段，主要是廢水中的有機物轉移到活性污泥上去；在穩(wěn)定階段，主要是轉移到活性污泥上去的有機物為微生物所利用。吸附量的大小，主要取決于有機物的狀態(tài)，若廢水中的有機物處于懸浮和膠體狀態(tài)的相對量大時，則吸附量也大。

分析中沒有考慮微生物的內源呼吸。微生物的內源呼吸也消耗氧，特別是微生物的濃度比較高時，這部分耗氧量還比較大，不能忽略。因而上面的結論是概略的，主要目的是說明活性污泥過程中的有機物吸附穩(wěn)定過程。