前景广阔的活性污泥 活性污泥处理

　　随着工业的发展和人们生活水平的提高，每天都有大量污水产生。这些污水含有许多污染物质，如果直接排入水体势必造成严重污染，如湖泊水体发黑发臭、海洋赤潮等各种环境问题。因此我们必须对这些污水进行净化处理。污水的处理工艺流程中最重要的一步就是将污水通过一种特殊的泥，让泥吃掉污水中大部分污染物。我们称这种泥为“活性污泥”。
　　
　　长相独特
　　
　　活性污泥去除污染物的能力主要决定于它的性质结构。活性污泥的组成因污水性质而异。以城市污水为例，正常的处理城市污水的活性污泥在外观上是呈黄褐色的绒絮状颗粒，又称为“生物絮凝体”。它的颗粒尺寸取决于微生物的组成、数量，污染物的特性及某些外部环境因素。活性污泥含水率在9％左右，密度为1.002-1.006，颗粒的直径一般为0.02-0.2微米。活性污泥具有沉降性和生物活性。所谓生物活性是指其具有自我繁殖、吸附、氧化有机物的能力。
　　为什么活性污泥能吃掉这些污染物呢?原来在活性污泥上栖息着具有强大生命力的微生物群体。当它与污水在一个被称为曝气池的池中混合并充分接触时，其微生物便会把污水中的有机污染物降解去除，使污水净化。这个过程的实质是有机污染物作为营养物质被微生物摄取、代谢与利用，微生物群体繁衍增殖，活性污泥本身也得到增长。之后，活性污泥在另一个称为沉淀池的池中沉淀分离，澄清后的上清液排出系统。经沉淀浓缩后的活性污泥再回流利用，这样保持了活性污泥中微生物的稳定，也就相应保持了污染物质去除的稳定；其余的从池底排出，维持系统中污泥量的稳定。
　　
　　“食客”众多
　　
　　我们知道，活性污泥的活性来自于它的微生物，那么这一颗颗小小的污泥上究竟浓缩了一个怎样丰富多彩的微生物世界呢?活性污泥上的微生物世界是由一个个庞大的微生物家族构成的，有细菌类、真菌类、原生动物、微型后生动物等，污水中污染物质的不断补充是维持各家族稳定的重要条件之一。
　　每毫升活性污泥上的细菌数量大致有107-108个，它们是污泥的核心成分。经检测，在活性污泥上形成优势的细菌主要有：产碱杆菌、芽孢杆菌、黄杆菌、动物杆菌、假单胞菌、丛毛单胞菌等。这些细菌都具有较高的增殖速率和环境适应性，能迅速稳定污水中的有机污染物，并具备良好的自我絮凝和沉降性能。在活性污泥形成之前，这些细菌迅速增长，随之，由细菌体组成菌胶团，即由一种细菌分泌的粘胶液组成，这种粘液体在细菌旺盛生长期分泌特别多，又具有很强的凝聚作用，使更多细菌进一步凝聚在一起，因此，它们还对活性污泥的形成有重要作用。
　　活性污泥上的原生动物有进一步净化水质的作用。原生动物主要摄食细菌，因此它们的种类和数量是由活性污泥上的细菌决定的。开始，水质欠佳，出现肉足虫。随着水质的变化，细菌种类数量变化，依次出现纤毛虫、草履虫、钟虫。原生动物在显微镜下易于观测。科学家通过观测各种水质下对应的原生动物的情况并记录下来，从而通过观测水中的原生动物来判断水质优劣，这也叫原生动物的指示作用。除此，一些具有固着能力或有固着构造物(如吸盘)的原生动物能附着在活性污泥絮凝体上，而这些原生动物能分泌粘液，使污泥絮凝体具有更好凝聚作用，沉淀性能更好。
　　后生动物包括轮虫、线虫或一些小型的水生昆虫，它们会摄食原生动物。后生动物在活性污泥中一般极少，仅在水质优异的条件下出现，因此它的出现标志着水质非常稳定良好。
　　除以上微生物种外，活性污泥生态系统中可能还含有病毒、立克次氏体、衣原体、支原体、螺旋体及其他病原微生物。因此。处理水应经过消毒后才能排放。
　　
　　前景广阔
　　
　　有关活性污泥法的研究最早可以追溯到19世纪末。1882年，安格斯进行了向污水中鼓入空气的实验，开始了污水曝气处理的最初尝试。1912年，克拉克在美国马萨诸塞州的劳伦斯实验站进行了以微生物、曝气净化污水的间歇式研究。1914年，英国曼切斯特达雷姆污水厂将絮状污泥再生并回流到曝气区，获得了高效的净化效果，同年4月在英国化学工业协会上发表了题为《无需滤池的污水氧化试验》的论文，标志着活性污泥法的正式诞生。1917年，英国曼切斯特污水厂建立了第一座生产性活性污泥曝气池。1923年，我国在上海也建成了第一座活性污泥法处理厂――北区污水处理厂。
　　与物理化学处理方法相比，活性污泥这种生物处理方法具有出水水质好、经济节约、污染少等优点，因此自该工艺诞生以来一直被世界各国广泛采用。现在，全世界绝大多数污水处理采用的活性污泥法都已经过改进并且改名换姓，但实质仍然是以生物处理为核心的活性污泥法。 在处理中，自然会遇到不少是极端条件下的污水，如北方寒冷、南方炎热、稠油废水、焦化废水和在0-80℃的化肥废水、盐度高的味精废水，还有其他酸性废水、碱性废水和高盐有机废水等，处理它们的活性污泥中的微生物要有足够强的环境适应能力。因此，自20世纪70年代后，许多在极端环境生活的微生物引起了极大关注和兴趣。迄今为止，人们研究发现可在极端环境条件下生活的微生物有专性厌氧的产甲烷菌、极端嗜热菌、极端嗜酸菌、极端嗜碱菌和极端嗜盐菌等。
　　但这些还不能完全满足废水处理工艺的需要，除了不断地发现，我们还需要利用基因工程等高新技术研究开发能够在各种极端环境生活的微生物，并使它们的效率提高上百倍甚至更多。这是个任重道远但有着广阔前景的领域，它的发展必将会带来活性污泥法甚至整个生物技术领域的巨大进步。