活性污泥去除污水中有機物的過程一般分為三個階段。
(1)初期的吸附去除階段
在該階段，污水和污泥在剛開始接觸的5～lOmin內就出現(xiàn)了很高的BOD去除率，通常30mm內污水中的有機物被大量去除，這主要是由于活性污泥的物理吸附和生物吸附共同作用的結果。
活性污泥法初期吸附去除的主要特點包括以下幾點：
①初期的吸附去除完成時間短，去除量大；
②去除的有機物對象主要是膠體和懸浮性有機物；
③活性污泥的性質與初期的吸附去除關系密切，一般處于內源呼吸期的活性污泥微生物吸附能力強，而氧化過度的活性污泥微生物初期吸附的效果不好；
④初期吸附有機物的效果與生物反應池的混合及傳質效果密切相關；
⑤被吸附的有機物沒有從根本上被礦化，通過數(shù)小時的曝氣后，在胞外酶的作用下，被分解為小分子有機物后才可能被微生物酶轉化。
(2)代謝階段
活性污泥吸附了污水中呈非溶解狀態(tài)的大分子有機物后，被微生物的胞外酶分解成小分子的溶解性有機物，與污水中溶解性的有機物一起進人微生物細胞內被降解和轉化，一部分有機物質進行分解代謝，氧化為二氧化碳和水，并獲得合成新細胞所需的能量，另一部分物質進行合成代謝，形成新的細胞物質。
(3)活性污泥絮體的分離沉淀
無論是分解還是代謝，都能去除有機污染物，但是產物卻不同，分解代謝的產物是二氧化碳和水，而合成代謝的產物則是新的細胞，并以剩余污泥的方式排出活性污泥系統(tǒng)。沉淀是混合液中固相活性污泥顆粒同廢水分離的過程。固液分離的好壞，直接影響出水水質。如果處理水挾帶生物體，出水BOD和SS將增大。所以，活性污泥法的處理效率，同其他生物處理方法一樣，應包括二次沉淀池的效率，即用曝氣池及二沉池的總效率表示，除了重力沉淀外，也可用氣浮法進行固液分離。
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