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摘 要：活性污泥法是一种污水的好氧生物处理法，由英国的克拉克（Clark）和盖奇（Gage）于1912年发明。如今，活性污泥法及其衍生改良工艺是处理城市污水最广泛使用的方法。同时活性污泥的培养就成为了学术研究的热点，本文阐述了活性污泥的培养方法及过程中的影响因素。
关键词：活性污泥；细菌；接种；曝气
前言
活性污泥是活性污泥处理系统中的主体作用物质。它不是传统意义上的泥。在显微镜下，褐色的絮状活性污泥中，由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机和无机物质组成，有一定活力、具有良好的净化污水功能。在活性污泥上栖息着具有强大生命力的微生物群体。这些微生物群体主要由细菌和原生动物组成，也有真菌和以轮虫为主的后生动物。活性污泥的固体物质含量仅占1%以下，由四部分组成：①具有活性的生物群（（Ma）；②微生物自身氧化残留物（Me），这部分物质难于生物降解；③原污水挟入的不能为微生物降解的惰性有机物质（Mi）；④原污水挟入并附着在活性污泥上的无机物质（Mii）。正常的处理城市污水的活性污泥的外观为黄褐色的絮绒颗粒状，粒径为0.02～0.2mm，单位表面积可达2～10m2/L，相对密度为1.002～1.006，含水率在99%以上。为了更好的处理污水，一般污水处理厂都是自身来培养活性污泥。
1.活性污泥的培养
活性污泥是通过一定的方法培养和驯化出来的。培养的目的是使微生物增值，达到一定的污泥浓度；驯化则是对混合微生物群进行选择和诱导，使具有降解污水中污染物活性的微生物成为优势。
1.1 接种菌种是指利用微生物生物消化功能的工艺单元，如主要有水解、厌氧、缺氧、好氧工艺单元，接种是对上述单元而言的。
1.2 依据微生物种类的不同，应分别接种不同的菌种。
1.3 接种量的大小：厌氧污泥接种量一般不应少于水量的8-10%，否则，将影响启动速度；好氧污泥接种量一般应不少于水量的5%。只要按照规范施工，厌氧、好氧菌可在规定范围正常启动。
1.4 启动时间：应特别说明，菌种、水温及水质条件，是影响启动周期长短的重要条件。一般来讲，在低于20℃的条件下，接种和启动均有一定的困难，特别是冬季运行时更是如此。因此，建议冬季运行时污泥分两次投加，水解酸化池中活性污泥投加比例8%（浓缩污泥），曝气池中活性污泥的投加比例为10﹪（浓缩污泥，干污泥为8%），在不同的温度条件下，投加的比例不同。投加后按正常水位条件，连续闷曝（曝气期间不进水）7天后，检查处理效果，在确定微生物生化条件正常时，方可小水量连续进水25天，待生化效果明显或气温明显回升时，再次向两池分别投加10﹪活性污泥，生化工艺才能正常启动。
1.5 菌种来源：厌氧污泥主要来源于已有的厌氧工程，如啤酒厌氧发酵工程、农村沼气池、鱼塘、泥塘、护城河清淤污泥；好氧污泥主要来自城市污水处理厂，应拉取当日脱水的活性污泥作为好氧菌种，接种污泥且按此顺序确定优先级。
2.活性污泥的影响因素
2.1溶解氧：
活性污泥法是需氧的好氧过程。对于传统活性污泥法，氧的最大需要出现在污水与污泥开始混合的曝气池首端，常供氧不足。供氧不足会出现厌氧状态，妨碍正常的代谢过程，滋长丝状菌。供氧多少一般用混合液溶解氧的浓度控制。由于活性污泥絮凝体的大小不同，所需要的最小溶解氧浓度也就不一样，絮凝体越小，与污水的接触面积越大，也越宜于对氧的摄取，所需要的溶解氧浓度就小；反之絮凝体大，则所需的溶解氧浓度就大。为了使沉淀分离性能良好，较大的絮凝体是所期望的，因此，溶解氧浓度以2mg/L左右为宜。
2.2营养物质平衡
参与活性污泥处理的微生物，在其生命活动过程中，需要不断地从其周围环境的污水中吸取其所必需的营养物质，这里包括：碳源、氮源、无机盐类及某些生长素等。碳是构成微生物细胞的重要物质，参与活性污泥处理的微生物对碳源的需求量较大，一般如以BOD5计，不应低于100mg/L，氮是组成微生物细胞内蛋白质和核酸的重要元素；微生物对无机盐类的需求量很少，但却是不可少的；磷是合成核蛋白、卵磷脂及其他磷化合物的重要元素。它在微生物的代谢和物质转化过程中起着重要的作用。待处理的污水中必须充分地含有这些物质。生活污水含有微生物所需要的各种元素，但某些工业污水却缺乏一些关键的元素：氮 、磷等。对氮、磷的需要量应满足以下比例，即BOD：N：P=100：5：1。
2.3 pH值
对于好氧生物处理，pH值一般以6.5～9.0为宜。pH值低于6.5，真菌即开始与细菌竞争，降低到4.5时，真菌则将完全占优势，严重影响沉淀分离；pH值超过 9.0时，代谢速度受到障碍。对于活性污泥法，其pH值是指混合液而言。对于碱性污水，生化反应可以起缓冲作用；对于以有机酸为主的酸性污水，生化反应也可起缓冲作用。而且如果在驯化过程中将pH值因素考虑进去，活性污泥也可以逐渐适应。对于出现冲击负荷，pH值急变时，则将给活性污泥以严重打击，净化效果将急剧恶化。在这种情况下，完全混合活性污泥法则有较大的优越性为了使污水处理装置稳定运行，应避免 pH值急变冲击，酸碱污水在进行生化处理前应进行预处理，将pH调节到适宜范围。
2.4水温
水温是影响微生物生长活动的重要因素。城市污水在夏季易于进行生物处理，而在冬季净化效果则降低，水温的下降是其主要原因。在微生物酶系统不受变性影响的温度范围内，水温上升就会使微生物活动旺盛，就能够提高反应速度。此外，水温上升还有利于混合、搅拌、沉淀等物理过程，但不利氧的转移。对于生化过程，一般认为水温在2～30℃时效果最好，35℃以上和10℃以下净化效果降低。因此，对高温工业污水要采取降温措施；对寒冷地区的污水，则应采取必要的保温措施。目前对于小型生物处理装置，一般采取建在室内的措施加以保温；对于大型污水处理厂，如水温能维持6～7℃，采取提高污泥浓度和降低污泥负荷率等措施，活性污泥仍能有效地发挥其净化功能。
2.5有毒物质
对生物处理有毒害作用的物质很多。毒物大致可分為重金属、H2S等无机物质和氰、酚等有机物质。这些物质对细菌的毒害作用，或是破坏细菌细胞某些必要的生理结构，或是抑制细菌的代谢进程。毒物的毒害作用还与pH值、水温、溶解氧、有无其他毒物、微生物的数量和是否驯化等有很大关系。
2.6 微生物的代谢作用
活性污泥微生物以污水中各种有机物作为营养，在有氧条件下，将其中一部分有机物合成新的细胞物质（原生质）；对另一部分有机物则进行分解代谢，即氧化分解以获得合成新细胞所需要的能量，并最终形成CO2和H2O等稳定物质。在新细胞合成与微生物增长的过程中，除氧化一部分有机物以获得能量外，还有一部分微生物细胞物质也在进行氧化分解，并供应能量。活性污泥微生物从污水中去除有机物的代谢过程，主要是由微生物细胞物质的合成（活性污泥增长）、有机物（包括一部分细胞物质）的氧化分解和氧的消耗所组成。当氧供应充足时，活性污泥的增长与有机物的去除是并行的；污泥增长的旺盛时期，即有机物去除的快速时期。
参考文献
[1] 曹秀芹，陈珺；污水处理厂污泥处理存在问题分析[J]；北京建筑工程学院学报；2002年01期.
[2] 周冰莲；活性污泥法剩余污泥量的计算[J]；中国给水排水；1999年06期.
[3] 宋文清，杨海真；活性污泥数学模型中异养菌产率系数的测定[J]；环境污染与防治；2004年04期.
[4] 许劲；关于城市污水处理厂设计的若干问题讨论[J]；给水排水；2001年07期.
[5] 张全，陆鲁，许德俊；剩余污泥微氧消解工艺研究[J]；上海环境科学；1995年11期.
[6] 黄勇，杨铨大，王宝贞，聂梅生；生物处理动力学参数测定研究[J]；中国环境科学；1996年02期.
关键词：活性污泥；细菌；接种；曝气
前言
活性污泥是活性污泥处理系统中的主体作用物质。它不是传统意义上的泥。在显微镜下，褐色的絮状活性污泥中，由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机和无机物质组成，有一定活力、具有良好的净化污水功能。在活性污泥上栖息着具有强大生命力的微生物群体。这些微生物群体主要由细菌和原生动物组成，也有真菌和以轮虫为主的后生动物。活性污泥的固体物质含量仅占1%以下，由四部分组成：①具有活性的生物群（（Ma）；②微生物自身氧化残留物（Me），这部分物质难于生物降解；③原污水挟入的不能为微生物降解的惰性有机物质（Mi）；④原污水挟入并附着在活性污泥上的无机物质（Mii）。正常的处理城市污水的活性污泥的外观为黄褐色的絮绒颗粒状，粒径为0.02～0.2mm，单位表面积可达2～10m2/L，相对密度为1.002～1.006，含水率在99%以上。为了更好的处理污水，一般污水处理厂都是自身来培养活性污泥。
1.活性污泥的培养
活性污泥是通过一定的方法培养和驯化出来的。培养的目的是使微生物增值，达到一定的污泥浓度；驯化则是对混合微生物群进行选择和诱导，使具有降解污水中污染物活性的微生物成为优势。
1.1 接种菌种是指利用微生物生物消化功能的工艺单元，如主要有水解、厌氧、缺氧、好氧工艺单元，接种是对上述单元而言的。
1.2 依据微生物种类的不同，应分别接种不同的菌种。
1.3 接种量的大小：厌氧污泥接种量一般不应少于水量的8-10%，否则，将影响启动速度；好氧污泥接种量一般应不少于水量的5%。只要按照规范施工，厌氧、好氧菌可在规定范围正常启动。
1.4 启动时间：应特别说明，菌种、水温及水质条件，是影响启动周期长短的重要条件。一般来讲，在低于20℃的条件下，接种和启动均有一定的困难，特别是冬季运行时更是如此。因此，建议冬季运行时污泥分两次投加，水解酸化池中活性污泥投加比例8%（浓缩污泥），曝气池中活性污泥的投加比例为10﹪（浓缩污泥，干污泥为8%），在不同的温度条件下，投加的比例不同。投加后按正常水位条件，连续闷曝（曝气期间不进水）7天后，检查处理效果，在确定微生物生化条件正常时，方可小水量连续进水25天，待生化效果明显或气温明显回升时，再次向两池分别投加10﹪活性污泥，生化工艺才能正常启动。
1.5 菌种来源：厌氧污泥主要来源于已有的厌氧工程，如啤酒厌氧发酵工程、农村沼气池、鱼塘、泥塘、护城河清淤污泥；好氧污泥主要来自城市污水处理厂，应拉取当日脱水的活性污泥作为好氧菌种，接种污泥且按此顺序确定优先级。
2.活性污泥的影响因素
2.1溶解氧：
活性污泥法是需氧的好氧过程。对于传统活性污泥法，氧的最大需要出现在污水与污泥开始混合的曝气池首端，常供氧不足。供氧不足会出现厌氧状态，妨碍正常的代谢过程，滋长丝状菌。供氧多少一般用混合液溶解氧的浓度控制。由于活性污泥絮凝体的大小不同，所需要的最小溶解氧浓度也就不一样，絮凝体越小，与污水的接触面积越大，也越宜于对氧的摄取，所需要的溶解氧浓度就小；反之絮凝体大，则所需的溶解氧浓度就大。为了使沉淀分离性能良好，较大的絮凝体是所期望的，因此，溶解氧浓度以2mg/L左右为宜。
2.2营养物质平衡
参与活性污泥处理的微生物，在其生命活动过程中，需要不断地从其周围环境的污水中吸取其所必需的营养物质，这里包括：碳源、氮源、无机盐类及某些生长素等。碳是构成微生物细胞的重要物质，参与活性污泥处理的微生物对碳源的需求量较大，一般如以BOD5计，不应低于100mg/L，氮是组成微生物细胞内蛋白质和核酸的重要元素；微生物对无机盐类的需求量很少，但却是不可少的；磷是合成核蛋白、卵磷脂及其他磷化合物的重要元素。它在微生物的代谢和物质转化过程中起着重要的作用。待处理的污水中必须充分地含有这些物质。生活污水含有微生物所需要的各种元素，但某些工业污水却缺乏一些关键的元素：氮 、磷等。对氮、磷的需要量应满足以下比例，即BOD：N：P=100：5：1。
2.3 pH值
对于好氧生物处理，pH值一般以6.5～9.0为宜。pH值低于6.5，真菌即开始与细菌竞争，降低到4.5时，真菌则将完全占优势，严重影响沉淀分离；pH值超过 9.0时，代谢速度受到障碍。对于活性污泥法，其pH值是指混合液而言。对于碱性污水，生化反应可以起缓冲作用；对于以有机酸为主的酸性污水，生化反应也可起缓冲作用。而且如果在驯化过程中将pH值因素考虑进去，活性污泥也可以逐渐适应。对于出现冲击负荷，pH值急变时，则将给活性污泥以严重打击，净化效果将急剧恶化。在这种情况下，完全混合活性污泥法则有较大的优越性为了使污水处理装置稳定运行，应避免 pH值急变冲击，酸碱污水在进行生化处理前应进行预处理，将pH调节到适宜范围。
2.4水温
水温是影响微生物生长活动的重要因素。城市污水在夏季易于进行生物处理，而在冬季净化效果则降低，水温的下降是其主要原因。在微生物酶系统不受变性影响的温度范围内，水温上升就会使微生物活动旺盛，就能够提高反应速度。此外，水温上升还有利于混合、搅拌、沉淀等物理过程，但不利氧的转移。对于生化过程，一般认为水温在2～30℃时效果最好，35℃以上和10℃以下净化效果降低。因此，对高温工业污水要采取降温措施；对寒冷地区的污水，则应采取必要的保温措施。目前对于小型生物处理装置，一般采取建在室内的措施加以保温；对于大型污水处理厂，如水温能维持6～7℃，采取提高污泥浓度和降低污泥负荷率等措施，活性污泥仍能有效地发挥其净化功能。
2.5有毒物质
对生物处理有毒害作用的物质很多。毒物大致可分為重金属、H2S等无机物质和氰、酚等有机物质。这些物质对细菌的毒害作用，或是破坏细菌细胞某些必要的生理结构，或是抑制细菌的代谢进程。毒物的毒害作用还与pH值、水温、溶解氧、有无其他毒物、微生物的数量和是否驯化等有很大关系。
2.6 微生物的代谢作用
活性污泥微生物以污水中各种有机物作为营养，在有氧条件下，将其中一部分有机物合成新的细胞物质（原生质）；对另一部分有机物则进行分解代谢，即氧化分解以获得合成新细胞所需要的能量，并最终形成CO2和H2O等稳定物质。在新细胞合成与微生物增长的过程中，除氧化一部分有机物以获得能量外，还有一部分微生物细胞物质也在进行氧化分解，并供应能量。活性污泥微生物从污水中去除有机物的代谢过程，主要是由微生物细胞物质的合成（活性污泥增长）、有机物（包括一部分细胞物质）的氧化分解和氧的消耗所组成。当氧供应充足时，活性污泥的增长与有机物的去除是并行的；污泥增长的旺盛时期，即有机物去除的快速时期。
参考文献
[1] 曹秀芹，陈珺；污水处理厂污泥处理存在问题分析[J]；北京建筑工程学院学报；2002年01期.
[2] 周冰莲；活性污泥法剩余污泥量的计算[J]；中国给水排水；1999年06期.
[3] 宋文清，杨海真；活性污泥数学模型中异养菌产率系数的测定[J]；环境污染与防治；2004年04期.
[4] 许劲；关于城市污水处理厂设计的若干问题讨论[J]；给水排水；2001年07期.
[5] 张全，陆鲁，许德俊；剩余污泥微氧消解工艺研究[J]；上海环境科学；1995年11期.
[6] 黄勇，杨铨大，王宝贞，聂梅生；生物处理动力学参数测定研究[J]；中国环境科学；1996年02期.