近些年來，隨著工業的發展，污水的成分越來越復雜化且有機物濃度越來越高，只采用化學或者物理法處理污水，不僅不容易完成治理目標的且耗資巨大。生物法污水處理工藝是利用微生物降解代謝有機物為無機物來處理廢水的。生物法因其處理效率高、適用范圍廣、適應性強、能耗低，在現今被大多數國家廣泛的與化學、物理法結合起來使用，以完成污水的無害化處理。

根據微生物的種類不同，生物法可分為好氧法、厭氧法、生物酶法等。好氧法因處理時間短、設備簡單、基本不產生臭味等優點，被廣泛使用。好氧生物處理法可分為活性污泥法、生物膜法、氧化塘法等。

1、好氧活性污泥法處理污水的原理

1.1活性污泥

活性污泥是由細菌、菌膠團、原生動物、后生動物等微生物及吸附的污水中有機和無機膠體及懸浮物組成的絮絨狀污泥，是一個微生物群體。這個微生物群體的主體是細菌和原生動物，它們在污水處理中的作用最大。活性污泥的含水率一般在 98-99%。活性污泥象礬花一樣，具有很大的表面積，因此具有很強的吸附力和氧化分解有機物的能力，同時活性污泥還有良好的沉降性能，這使得它具有很好的廢水凈化作用。

1.2活性污泥對有機物的降解過程

活性污泥法處理廢水中有機物的過程可分為兩個階段，即生物吸附階段和生物氧化階段。

1.2.1生物吸附階段

廢水與活性污泥微生物充分接觸,形成混合懸濁液,比表面積巨大,且表面含有多糖類黏性物質的微生物群體（活性污泥）將廢水中的有機物和無機離子吸附其上,呈膠體的大分子有機物被吸附后,首先在水解酶作用下,分解為小分子物質,然后這些小分子與溶解性有機物在選擇性的滲入細胞體內，被微生物利用合成細胞物質。

1.2.2生物氧化階段

在生物吸附階段中被吸附和吸收的有機物質繼續被氧化,這個階段需要很長時間,進行非常緩慢。在生物吸附階段,隨著有機物吸附量的增加,污泥的活性逐漸減弱。當吸附飽和后,污泥失去吸附能力,經過生物氧化階段吸附的有機物被氧化分解后,活性污泥又呈現活性,恢復吸附能力。活性污泥再次進入生物吸附階段對有機物作用。

如此經過兩個階段的連續反復作用，污水中的有機物在活性污泥不斷的吸附、氧化分解過程中，被逐步降解。同時微生物也不斷分解繁殖，為由微生物組成的生態系統中的食物鏈“有機物——細菌——原生動物——微小后生動物”提供了營養基礎。

2、好氧活性污泥法中的微生物及其相互作用

好氧活性污泥中可以出現的微生物，幾乎包括了微生物的各個類群。主要的有細菌、真菌、原生動物、后生動物。但是當然并不是任何時候這些微生物都會同時出現的，多數時候活性污泥中微生物的主體還是細菌和原生動物。微生物的數量和種類會隨著外界環境的變化和自身的發展階段而隨時變化著。

2.1細菌

細菌中的動膠菌屬，假單胞菌屬，產堿桿菌屬，無色桿菌屬，黃桿菌屬芽，抱桿菌屬，微球菌屬等對活性污泥的形成（成絮）和有機物降解的作用較大。活性污泥中除一般細菌外,還存在一些較高等的細菌,如放線菌、絲狀細菌。

2.2真菌

真菌結構復雜、種類繁多,有單細胞和多細胞兩種形態，單細胞真菌多呈圓形或橢圓形，常見的有酵母菌,多細胞真菌呈絲狀,統稱霉菌。在污水處理中起作用的主要是霉菌，它能分解碳水化合物、脂肪、蛋白質及其它含氮有機化合物。

2.3原生動物

污水處理中常見的原生動物有肉足類、 鞭毛蟲類和纖毛蟲類。其中的纖毛蟲類與廢水處理的關系密切。

2.4后生動物

常見的后生動物主要是多細胞的無脊椎動物,包括輪蟲、 甲殼類和昆蟲及其幼蟲。

從生態學的的角度看，活性污泥中包括的多種微生物——細菌、霉菌、原生動物和后生動物構成一條食物鏈，細菌和霉菌能分解復雜的有機化合物，獲得自身活動必需的能量并將其轉變成自身結構物質。原生動物以細菌和霉菌為食，又被后生動物所消耗，后生動物也可以直接依靠細菌生活。

3、好氧活性污泥法的工藝流程

其中曝氣池的運行是污水處理的中心環節,它直接關系到出水好壞，生產成本的高低。如果管理不善，可能出現污水處理系統崩潰的惡劣后果。

在曝氣池中，在空氣的作用下，回流的活性污泥與廢水充分接觸，成為富含溶解氧的混合懸濁液。在這里廢水中的可溶性有機污染物為活性污泥所吸附, 并被微生物群體所分解, 使廢水得到凈化。同時活性污泥也不斷增長, 部分污泥作為剩余污泥從系統中排出。

曝氣池正常運行,活性污泥成絮狀結構,棕黃色,無異臭,吸附沉降性能良好,沉降時有明顯的泥水分界面,鏡檢可見菌膠團生長好,指示生物有固著型和葡萄型纖毛蟲類, 如鐘蟲、纖蟲、蓋纖蟲等居多,并有少量絲狀菌和其他生物。一旦曝氣池非正常運行，就會出現氧含量異常、生物相巨變、污泥沉降性差、漂泥嚴重、處理效率降低等惡劣現象。可見對曝氣池的工藝控制與調節是需要認真對待的。

好氧活性污泥法中主要的工藝控制指標有：水溫、pH值、溶解氧濃度（DO）、化學需氧量（COD）、污泥濃度（MLSS）、沉降比（SV30）、容積負荷（Lv）、5日生化需氧量等（BOD5）。在運行管理中要較強對這些指標的檢測并作出及時調整，才能使處理系統安全平穩的運行。一般MLSS在 2~ 3g /L之間為宜，SV30在20% ~ 30 %最好，COD、BOD5、Lv等值，根據運行系統的設計不同而差異較大。

用好氧活性污泥法治理水污染, 通常可以避免了污染物的多次轉移, 是一種高效, 安全, 無毒無害的徹底的水污染處理方法。但是由于微生物反應比物理、化學、物化反應要復雜得多，所以在對系統進行工藝控制時更要嚴謹，才能使得活性污泥處理系統平穩運行。