1、活性污泥的增殖曲線
注意：1)間歇靜態(tài)培養(yǎng);2)底物是一次投加;3)圖中同時還表示了有機底物降解和氧的消耗曲線。
① 適應期：
是活性污泥微生物對于新的環(huán)境條件、污水中有機物污染物的種 類等的一個短暫的適應過程;經(jīng)過適應期后，微生物從數(shù)量上可能沒有增殖，但發(fā)生了一些質(zhì)的變化：a.菌體體積有所增大;b.酶系統(tǒng)也已做了相應調(diào)整;c. 產(chǎn)生了一些適應新環(huán)境的變異;等等。BOD5、COD等各項污染指標可能并無較大變化。
② 對數(shù)增長期：
F/M值高(>2.2，所以有機底物非常豐富，營養(yǎng)物質(zhì)不是微生物增殖的控制因 素;微生物的增長速率與基質(zhì)濃度無關(guān)，呈零級反應，它僅由微生物本身所特有的世代時間所控制，即只受微生物自身的生理機能的限制;微生物以高速率對 有機物進行攝取，也以高速率增殖，而合成新細胞;此時的活性污泥具有很高的能量水平，其中的微生物活動能力很強，導致污泥質(zhì)地松散，不能形成較好的絮凝 體，污泥的沉淀性能不佳;活性污泥的代謝速率極高，需氧量大;一般不采用此階段作為運行工況，但也有采用的，如高負荷活性污泥法。
③ 減速增長期：
F/M值下降到一定水平后，有機底物的濃度成為微生物增殖的 控制因素;微生物的增殖速率與殘存的有機底物呈正比，為一級反應;有機底物的降解速率也開始下降;微生物的增殖速率在逐漸下降，直至在本期的階段下降 為零，但微生物的量還在增長;活性污泥的能量水平已下降，絮凝體開始形成，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均較好;由于殘存的有機物濃度較低，出水水質(zhì) 有較大改善，并且整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定;一般來說，大多數(shù)活性污泥處理廠是將曝氣池的運行工況控制在這一范圍內(nèi)的。
?、?內(nèi)源呼吸期：
內(nèi)源呼吸的速率在本期之初首次超過了合成速率，因此從整體上 來說，活性污泥的量在減少，所有的活細胞將消亡，而僅殘留下內(nèi)源呼吸的殘留物，而這些物質(zhì)多是難于降解的細胞壁等;污泥的無機化程度較高，沉降性能良 好，但凝聚性較差;有機物基本消耗殆盡，處理水質(zhì)良好;一般不用這一階段作為運行工況，但也有采用，如延時曝氣法。
2、活性污泥增殖規(guī)律的應用：
?、?活性污泥的增殖狀況，主要是由F/M值所控制;
② 處于不同增值期的活性污泥，其性能不同，出水水質(zhì)也不同;
?、?通過調(diào)整F/M值，可以調(diào)控曝氣池的運行工況，達到不同的出水水質(zhì)和不同性質(zhì)的活性污泥;
?、?活性污泥法的運行方式不同，其在增值曲線上所處位置也不同。
3、有機物降解與微生物增殖：
活性污泥微生物增殖是微生物增殖和自身氧化(內(nèi)源呼吸)兩項作用的綜合結(jié)果，
活性污泥微生物在曝氣池內(nèi)每日的凈增長量為:
4、有機物降解與需氧量：
活性污泥中的微生物在進行代謝活動時需要氧的供應，氧的主要作用有：① 將一部分有機物氧化分解;② 對自身細胞的一部分物質(zhì)進行自身氧化。
因此，活性污泥法中的需氧量:
式中： ——曝氣池混合液的需氧量， ;
——代謝每 所需的氧量， ;
——每 每天進行自身氧化所需的氧量， 。
二者的取值同樣可以根據(jù)經(jīng)驗或試驗來獲得。
5、活性污泥凈化廢水的實際過程：
在活性污泥處理系統(tǒng)中，有機污染物物從廢水中被去除的實質(zhì)就 是有機底物作為營養(yǎng)物質(zhì)被活性污泥微生物攝取、代謝與利用的過程，這一過程的結(jié)果是污水得到了凈化，微生物獲得了能量而合成新的細胞，活性污泥得到了增 長。一般將這整個凈化反應過程分為三個階段：① 初期吸附;② 微生物代謝;③ 活性污泥的凝聚、沉淀與濃縮。
所謂“初期吸附”是指:在活性污泥系統(tǒng)內(nèi)，在污水開始與活性 污泥接觸后的較短時間(10~30min)內(nèi)，由于活性污泥具有很大的表面積因而具有很強的吸附能力，因此在這很短的時間內(nèi)，就能夠去除廢水中大量的呈懸 浮和膠體狀態(tài)的有機污染物，使廢水的BOD5值(或COD值)大幅度下降。但這并不是真正的降解，隨著時間的推移，混合液的BOD5值會回升，再之 后，BOD5值才會逐漸下降。
活性污泥吸附能力的大小與很多因素有關(guān)：
?、?廢水的性質(zhì)、特性：對于含有較高濃度呈懸浮或膠體狀有機污染物的廢水，具有較好的效果;
② 活性污泥的狀態(tài)：在吸附飽和后應給以充分的再生曝氣，使其吸附功能得到恢復和增強，一般應使活性污泥微生物進入內(nèi)源代謝期。
