全面解析活性污泥法工艺的原理

提高F/M值，可加快活性污泥增长速率及有机基质的降解速率，缩小曝气池容积，有利于减少基建投资；但F/M值过高，往往难以达到排放标准的要求。反之，若F/M值过低，则有机基质的降解速率过低，从而处理能力降低，曝气池的容积加大，导致基建费用升高，也是不可取的。

因此，应控制在合理的范围之内。在活性污泥工艺设计中，BOD负荷率一般取0.15~0.44kg/(kg·d)。同时，处理目标不同处理系统的负荷也是不相同的，如对去除有机物、达到硝化，去除N、P和达到污泥稳定化等不同要求所采用的负荷是不同的。

2.水温

活性污泥中微生物的生理活动与周围的温度关系密切。在15~30℃温度范围内，微生物的生理活动旺盛。在此温度范围外，均会导致活性污泥反应程度受到某些不利影响。例如，当温度高于35℃或低于10℃，微生物对有机物的代谢功能会受到一定程度的不利影响。

在我国北方地区，大中型的活性污泥处理系统也可露天建设，但小型活性污泥处理系统则可以考虑建在室内。而当温度高于35℃或低于5℃，反应速率会降至最低程度，甚至完全停止反应。因此，一般活性污泥反应进程的最高及最低的极限温度，分别控制在35℃及10℃。

3.pH

最适宜于活性污泥中微生物生长的值介于6.5~8.5之间。当pH值低于6.5时，有利于真菌的生长繁殖；当pH值低于4.5时，原生动物完全消失，大多数微生物不适应，真菌将完全占优势，活性污泥絮体受到破坏，产生污泥膨胀现象，处理水质恶化。当pH值高于9.0时，多数微生物也会不适应，菌胶团可能解体，活性污泥絮体将受到破坏，也会产生污泥膨胀现象。

活性污泥混合液本身具有一定的缓冲作用，因为微生物的代谢活动能改变环境的pH值。如微生物对含氮化合物的利用，由于脱氮作用而产生酸，降低环境的pH值；由于脱羧作用而产生碱性胺，可使pH值上升。

在活性污泥的培养、驯化过程中，如果将pH值的因素考虑在内，逐渐升高或降低pH值，则活性污泥也能逐渐适应。但pH值发生急剧变化，即在有冲击负荷的时候，活性污泥的净化效果将大大降低。因此，酸、减废水是否需要进行中和处理，应根据实际情况而定。

4.溶解氧

活性污泥中的微生物均是好氧菌，所以，在混合液中保持一定浓度的溶解氧是非常重要的。对混合液的游离细菌而言，溶解氧保持0.2~0.3mg/L的浓度，即可满足要求。但是由于活性污泥是由微生物群体构成的絮凝体，溶解氧必须扩散到活性污泥絮体的内部，为使活性污泥系统保持良好的净化功能，所以，溶解氧需要维持在较高的水平。一般要求曝气池出口处溶解氧浓度不小于1~2mg/L。

溶解氧浓度过高时，氧的转移效率降低，动力费用过高，在经济上不适宜；溶解氧浓度过低时，丝状菌在系统中占优势，微生物净化功能降低，容易诱发污泥膨胀。

5.营养平衡

微生物细胞的组成元素主要有碳、氢、氧、氮等几种，约占90%~97%，其余3%~10%为无机元素，其中磷元素的含量占50%。活性污泥中的微生物在进行各项生命活动中，必须不断地从环境中摄取各种营养物质。

为使活性污泥保持良好的沉降性能，就必须使废水中供微生物生长的基本元素一碳、氮、磷达到一定的浓度值，并保持一定的比例关系。其中元素碳的量在污水中以BOD值表示。对于活性污泥微生物来说，一般以BOD:N:P的比值来表示废水中营养物质的平衡。活性污泥中微生物对N、P的需要量可按BOD:N:P=100:5:1来计算；但实际上其还与剩余污泥量有关，即与污泥龄和微生物比增殖速率有关，故可依下式计算：

N的需要量=0.122ΔX

P的需要量=0.023ΔX

式中，ΔX为活性污泥增长量（以MLSS计），kg/d；0.122、0.023分别为生物体内N、P所占比例。

当废水中营养元N、P的含量供不应求时，宜向曝气池反应器内补充N、P，以保持废水中的营养平衡。可以投加氨水、硫酸铵、硝酸铵、尿素等以补充氮，投加过磷酸钙、磷酸等以补充磷。

6.有毒物质

有些化学物质可能对微生物生理功能有毒害作用，如：重金属及其盐类均可使蛋白质变性或与酶的一SH基结合而使酶失活；醇、醛、酚等有机化合物能使蛋白质发生变性或使蛋白质脱水而使微生物致死。另外，某些元素是微生物生理上所需要的，但当其浓度达到一定程度时，就会对微生物产生毒害作用。

因此，首先要了解各种元素及化学物质对微生物生理功能产生毒害作用的最低限值，即阈值。当物质的浓度高于此值时，就会对微生物的生理功能产生毒害作用，如抑制微生物的增殖，甚至可使微生物灭绝。

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