基金項(xiàng)目： 四川省科技廳項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2021YFG0281）；內(nèi)江師范學(xué)院科技處項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2020ZD09、X20B0014）。

收稿日期： 2023-02-04

作者簡(jiǎn)介： 央初卓瑪（2002-），女，藏族，四川省涼山州人，研究方向：環(huán)境科學(xué)。

通信作者： 許定達(dá)（1986-），男，講師，博士，研究方向：石油頁(yè)巖氣開發(fā)。

摘""""" 要：污水處理是防治水污染的重要方法，現(xiàn)今中國(guó)城市污水處理主要是以生物處理法為主?；钚晕勰喾ㄌ幚砦鬯浅鞘形鬯幚碇惺褂米钇毡榈囊环N生物方法。針對(duì)城市污水水質(zhì)變化大、所含污染物種類復(fù)雜等特點(diǎn)，分析活性污泥法運(yùn)行的影響因素，闡述并總結(jié)活性污泥法通過好氧微生物的吸附、凝聚、沉淀和分解污水中的有機(jī)物質(zhì)、膠體及溶解性物質(zhì)的研究進(jìn)程，同時(shí)提出有關(guān)活性污泥法處理城市污水的研究建議及展望。

關(guān)" 鍵" 詞：活性污泥法；城市污水；微生物；污水處理

中圖分類號(hào)：X703.1""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A""""" 文章編號(hào)： 1004-0935（2024）02-0269-03

隨著城市工業(yè)的迅速發(fā)展、人們生活水平的不斷上升，排放的污水量逐年增加，水環(huán)境質(zhì)量漸漸下降，水質(zhì)變化快，污染物組成復(fù)雜，水體的自然凈化作用及環(huán)境容量已無(wú)法滿足污水凈化的要"" 求[1-3]。環(huán)境條件的惡化也促使人們的生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)逐漸提高，迫切希望處理污染，改善環(huán)境。因此，一系列的污染物處理技術(shù)進(jìn)入社會(huì)，活性污泥法是一種在城市污水處理領(lǐng)域使用較普遍的處理方法，該方法能夠從廢水中去除溶解性、膠體類能生物降解的有機(jī)物質(zhì)和部分能被活性污泥吸附的物 質(zhì)[4-7]。城市污水和部分工業(yè)廢水的各種成分都能為活性污泥提供需要的環(huán)境條件（有氧環(huán)境和無(wú)氧環(huán)境），使活性污泥在此生態(tài)系統(tǒng)中能充分發(fā)揮作用。

1" 城市處理污水發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)污水處理有著諸多不利因素，再加之我國(guó)污水處理起步較晚，以至于我國(guó)城市污水處理發(fā)展形勢(shì)嚴(yán)峻。城市污水處理，以轉(zhuǎn)變污水的性質(zhì)為主要目的，處理后能使其對(duì)區(qū)域環(huán)境無(wú)污染[8]。20世紀(jì)以來(lái)， 我國(guó)城市污水處理有了很大發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在2005年，全國(guó)各城市就建有污水處理廠上百座， 污水處理能力較前幾年都有所上漲。但絕大多數(shù)城市的污水處理設(shè)施尚未完備甚至部分城市沒有污水處理廠。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，當(dāng)時(shí)全國(guó)約有297個(gè)城市沒有污水處理廠，許多村鎮(zhèn)沒有污水處理設(shè)施。

改革開放以來(lái)，國(guó)家明確了城市污水處理行業(yè)的規(guī)范指導(dǎo)政策及地方政府各部門的改革方案。如福建、海南等省出臺(tái)的實(shí)施細(xì)則和指導(dǎo)意見，北京、河北、深圳等出臺(tái)的關(guān)于促進(jìn)城市污水處理行業(yè)發(fā)展的意見和規(guī)定[9]。相關(guān)政策體系的發(fā)展，有力地推動(dòng)了城市污水處理產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2008年10月止，我國(guó)市、縣和部分重點(diǎn)鎮(zhèn)建成1 000多座污水處理廠，城鎮(zhèn)污水凈化效果逐漸上升。2020年，共建成污水處理廠2 816座，2016年至2020年分別比上年增長(zhǎng)95、170、112、150、147座，年均增長(zhǎng)率約為6.14%[10]。

2" 活性污泥法處理污水概述

2.1" 活性污泥法處理污水由來(lái)

活性污泥法是處理工業(yè)污水最為廣泛的方法，其能夠從污水中去除溶解性物質(zhì)和膠體類等有機(jī)物質(zhì)以及懸浮物和其他一些無(wú)機(jī)鹽。

1914年，由Arden和Lockett開發(fā)了活性污泥法處理污水，并在英國(guó)曼徹斯特建立了試驗(yàn)設(shè)施。1916年，首個(gè)活性污泥法污水處理廠建成。1921年，上海建成了第一座活性污泥法污水處理廠，即現(xiàn)在的上海北區(qū)污水處理廠，1926年又相繼建成了上海東區(qū)和西區(qū)活性污泥法污水處理廠。此后，活性污泥法處理污水開始廣泛應(yīng)用于各企業(yè)[11]。

2.2" 活性污泥法處理污水原理

活性污泥法是一種通過活性污泥中的好氧菌等微生物與污水中有機(jī)或無(wú)機(jī)固體物質(zhì)混凝交織形成的絮狀體，吸附分解水中有機(jī)物，然后把污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)污染的二氧化碳和水的處理"""" 方法[12]。

活性污泥法處理污水主要有2種過程，即物理化學(xué)過程、生物化學(xué)過程。2種過程同時(shí)進(jìn)行，缺一不可。第一種過程，是利用活性污泥對(duì)有機(jī)物進(jìn)行吸附，使污水得到凈化。第二種過程，即在氧氣充足的條件下，好氧菌通過自身作用將污水中的膠體有機(jī)物分解為溶解有機(jī)物，并連帶污水中原有的溶解有機(jī)物，一起進(jìn)入細(xì)胞的細(xì)胞膜深入其細(xì)胞內(nèi)部，細(xì)菌會(huì)通過自身的生理活動(dòng)分解形成新的細(xì)胞，最終使有機(jī)物成為潔凈的二氧化碳和水。活性污泥結(jié)束吸附以后就會(huì)失去活性，有機(jī)物被氧化分解之后，其又將重新體現(xiàn)活性，恢復(fù)自身作用能力。

2.3" 活性污泥法處理污水影響因素

活性污泥中不同類型的微生物同污水中的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)組成了復(fù)雜的食物鏈。起主要凈化作用的是異養(yǎng)菌和腐生性真菌，穩(wěn)定運(yùn)行的活性污泥一般是主體為絲狀菌、球狀菌結(jié)合的菌膠團(tuán)。污泥穩(wěn)定運(yùn)行過程，細(xì)菌會(huì)增殖，擴(kuò)大數(shù)量，逐漸產(chǎn)生原生、后生動(dòng)物等。因此，活性污泥的效果與微生物的生理狀態(tài)有關(guān)，而其所受的影響因素主要有溫度、pH值、含氧量、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、有毒物質(zhì)等，如表1所示。

2.4" 活性污泥法處理污水研究進(jìn)程

活性污泥法是現(xiàn)今城市污水處理去除污物效率最佳的方法之一，目前國(guó)內(nèi)外大部分的城市污水處理和部分工業(yè)廢水處理都采用活性污泥法。該方法有很強(qiáng)的凈水能力，適合各規(guī)模污水處理廠，其靠微生物處理，運(yùn)行費(fèi)用較低，且能實(shí)現(xiàn)生物脫氮除磷[13]。這使得活性污泥法應(yīng)用較廣泛。

劉流[14]等概述了活性污泥法污水處理工藝，活性污泥法是利用懸浮在水中的活性污泥為基礎(chǔ)，給微生物提供良好的生長(zhǎng)條件，讓其充分接觸污水，清潔污水。將待處理的污水和回流污泥一起送入曝氣池，成為混合物，然后往曝氣池注入壓縮空氣，污泥中的好氧微生物會(huì)降解污水中的有機(jī)物，最后混合物進(jìn)入二次沉淀池繼續(xù)運(yùn)行凈化。

劉星龍[15]等對(duì)活性污泥法處理污水的過程進(jìn)行了總結(jié)，得出該方法為二級(jí)生化法，以3種沉淀池為基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作處理。曝氣沉淀池主要去除其中的有機(jī)物質(zhì)，一次沉淀池分離可沉淀的無(wú)機(jī)物質(zhì)和部分有機(jī)物質(zhì)，污水與活性污泥混合后，部分有機(jī)物會(huì)被微生物氧化分解，使其一部分變成二氧化碳和水，另一部分轉(zhuǎn)化為用于形成新的活性污泥的微生物。二次沉淀池分離被排出的混合液，分離得到的水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后，就可排入河流。

俞晟[16]等針對(duì)活性污泥法處理污水研究得到，活性污泥法處理污水的操作中，污水處理廠的設(shè)計(jì)、操作負(fù)荷的選擇直接關(guān)系到曝氣量、流出水水質(zhì)的好壞；泥齡能反映活性污泥系統(tǒng)中微生物的生長(zhǎng)狀態(tài)、生長(zhǎng)條件等一系列特征，并將影響活性污泥系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

吳世磊[17]等針對(duì)污泥中菌群進(jìn)行研究得出，活性污泥法處理污水中，去除水中污物的關(guān)鍵是正確選擇菌群?；钚晕勰嘀杏懈鞣N類型的微生物，其中細(xì)菌主要是改善污水，也和真菌相同是第一分解者。菌群的正常生長(zhǎng)需要有效的外界生存環(huán)境，需要給予有利營(yíng)養(yǎng)條件，使其能正常生長(zhǎng)繁殖。

孟德偉[18]等研究得到，活性污泥在曝氣池內(nèi)對(duì)底物進(jìn)行氧化分解的同時(shí)，其量因合成而增加。污廢水的水質(zhì)與水量不斷變化，這就要求控制活性污泥中的各種微生物的生理狀態(tài)、代謝情況?；钚晕勰嘀写蟛糠治⑸餅楹醚跣陨?，所以供氧是一個(gè)十分重要的控制條件。但是除了控制溶解氧，還需調(diào)控其他條件，且不同的工藝類型所控制的條件" 不同。

俞勇[19]等采用混凝劑硫酸鋁和氧化鐵，研究了混凝劑活性污泥對(duì)污水長(zhǎng)期除磷的作用。研究表明，硫酸鋁的穩(wěn)定投藥量為80 mol·L-1，與污泥中的微生物沒有協(xié)同作用；氯化鐵的穩(wěn)定投藥量為""""""" 50 mol·L-1，與污泥中的微生物協(xié)同工作。氯化鐵在活性污泥反應(yīng)器中具有比硫酸鋁更高的除磷效果。加入硫酸鋁和氯化鐵混凝劑活性污泥法處理污水，可在不會(huì)明顯影響生物除氮效果的情況下進(jìn)一步提高污水中有機(jī)物的去除效果。

潘明秋[20]研究加入磁粉后的活性污泥對(duì)污水處理產(chǎn)生的影響。在控制其他條件相同的情況下，加入磁粉會(huì)直接影響污水中磁性活性污泥的去除效率，從而影響其中微生物對(duì)有機(jī)雜質(zhì)的處理能力。磁粉加入量過高，不僅增加了污水的處理成本，還會(huì)降低處理效果，微生物的活性受抑制，致使處理后水質(zhì)無(wú)法達(dá)標(biāo)。磁粉加入量過少，同樣會(huì)影響其中的微生物，使污水處理達(dá)不到最佳效果。對(duì)于磁性活性污泥處理污水來(lái)說(shuō)，磁粉的加入量十分關(guān)鍵。

活性污泥法處理污水是利用污泥中微生物將污水中的有機(jī)污染物吸附，運(yùn)用自身代謝反應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)化利用，凈化水質(zhì)的過程[21]。實(shí)質(zhì)上就是自然界水體自凈的人工補(bǔ)強(qiáng)模擬過程。吸附階段、氧化階段、絮凝階段這3個(gè)階段是活性污泥法處理污水主要經(jīng)歷的階段?；钚晕勰喾ㄌ幚砦鬯尚Ш们夷鼙苊舛挝廴?。

3" 結(jié)論及展望

活性污泥法是現(xiàn)今城市污水處理中的一種生物處理法，被廣泛應(yīng)用于城市工業(yè)廢水和居民生活污水等的處理。雖然該方法因運(yùn)行成本低、程序簡(jiǎn)單、能避免二次污染等優(yōu)勢(shì)被各污水處理企業(yè)所選用，但是其在污水處理實(shí)際運(yùn)行中仍存在許多問題。剩余污泥量大、操作設(shè)施惡臭、氮去除效果低等狀況已成為該領(lǐng)域的研究難題，現(xiàn)今，水質(zhì)的控制指標(biāo)越來(lái)越高，需要研究者從單工藝研究轉(zhuǎn)入多工藝聯(lián)用研究，突破活性污泥法在實(shí)際運(yùn)行中的問題。

近年來(lái)，我國(guó)城市污水的處理開始轉(zhuǎn)向全過程控制，已經(jīng)從分散處理轉(zhuǎn)為城市污水集中處理。隨著我國(guó)對(duì)水環(huán)境生態(tài)保護(hù)的重視，污水處理、污水回用工藝的研究逐漸成為社會(huì)關(guān)注熱點(diǎn)。SBR法、A2/O法、CASS工藝、UCT工藝等處理污水的相關(guān)方法不斷發(fā)展，如何優(yōu)化活性污泥法處理污水值得深究，活性污泥法處理城市污水的研究大有前景，應(yīng)積極響應(yīng)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的號(hào)召，研究活性污泥法處理城市污水新型工藝，進(jìn)一步提高當(dāng)前污水處理技術(shù)。

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Research Progress in Treatment of Municipal Sewage by Activated Sludge

YANG Chuzhuoma， CAI Lu， TANG Yu， YANG Xiaoyu， XV Ding-da*

（School of Chemistry and Chemical Engineering， Neijiang Normal University， Neijiang Sichuan 641100， China）

Abstract：" Sewage treatment is an important method to prevent water pollution. Nowadays， urban sewage treatment is mainly based on biological treatment method. Activated sludge treatment is one of the most common biological methods used in municipal sewage treatment. In view of the characteristics of large changes in the water quality of urban sewage and complex types of pollutants， the factors affecting the operation of activated sludge method were analyzed， and the research process of adsorption， condensation， precipitation and decomposition of organic， colloidal and dissolved substances in sewage by activated sludge method was expounded and summarized. At the same time， the research suggestions and prospects of the treatment of urban sewage by activated sludge method were put forward.

Key words：" Activated sludge process; Urban sewage; Microorganism; Sewage disposal