活性污泥法工艺的原理
CASS污水处理工艺
CASS污水处理工艺引言概述：污水处理是保护环境和人类健康的重要环节。
CASS（Continuous Activated Sludge System）污水处理工艺是一种高效的生物处理工艺，具有广泛的应用前景。
本文将详细介绍CASS污水处理工艺的原理、特点、应用和未来发展。
一、CASS污水处理工艺的原理1.1 活性污泥法活性污泥法是CASS污水处理工艺的核心原理。
通过在处理污水中加入活性污泥，利用微生物的代谢活动，将有机物质降解为无机物质，从而达到净化水质的目的。
1.2 持续流动CASS工艺采用持续流动的方式进行处理，即将污水连续地引入处理系统，使污水在不间断的流动中进行处理，提高处理效率。
1.3 氧化还原反应CASS工艺中的微生物通过氧化还原反应，将有机物质氧化为无机物质，同时释放出能量。
这种反应不仅可以净化水质，还可以产生可再生能源。
二、CASS污水处理工艺的特点2.1 高效处理CASS工艺采用持续流动和活性污泥法相结合，能够高效地降解污水中的有机物质，大大提高处理效率。
2.2 稳定性强CASS工艺中的微生物种群较为稳定，能够适应不同的环境条件，具有较强的抗冲击负荷能力，保证了处理系统的稳定性。
2.3 占地面积小相比传统的污水处理工艺，CASS工艺占地面积较小，适合于场地有限的情况，节约了土地资源。
三、CASS污水处理工艺的应用3.1 城市污水处理CASS工艺适合于城市大量污水的处理，可以有效去除污水中的有机物质和悬浮物，提高水质，符合排放标准。
3.2 工业废水处理CASS工艺对工业废水中的有机污染物具有较好的处理效果，能够减少对环境的污染，符合环保要求。
3.3 农村污水处理CASS工艺在农村地区也有广泛的应用，可以有效处理农村污水，改善水环境，提高农田灌溉水质。
四、CASS污水处理工艺的未来发展4.1 技术改进未来，CASS工艺将进一步进行技术改进，提高处理效率和稳定性，减少运行成本。
4.2 能源回收CASS工艺将积极探索能源回收利用的途径，如利用产生的沼气进行发电，实现资源的可持续利用。
常见污水处理工艺原理优缺点及处理效率对比
常见污水处理工艺原理优缺点及处理效率对比1. 活性污泥法活性污泥法是一种常见的生物污水处理工艺，其主要工作原理是通过加入活性污泥来降解有机污染物。
活性污泥中的微生物能够将有机物分解为水和二氧化碳。
这种工艺的优点是处理效率高，能够有效降解有机污染物，处理后的污水水质较好。
然而，活性污泥法对进水中的悬浮物和沉淀物要求较高，处理过程中需要加入氧气来促进微生物的活动，这导致了能耗较高。
同时，活性污泥法对进水中的高浓度物质（如油脂、重金属等）的处理效果较差。
2. 厌氧消化法厌氧消化法是一种利用微生物将有机物质分解为沼气的污水处理工艺。
这种工艺的主要优点是能够同时处理有机物和污泥，并产生可再利用的沼气。
厌氧消化法适用于处理高浓度有机污水，对油脂、悬浮物等物质的处理效果较好。
然而，厌氧消化法处理效率相对较低，处理过程中需要控制好温度、进水浓度等因素，同时产生的沼气需要进行处理和利用，否则会对环境造成污染。
3. 膜法膜法是一种利用膜过滤和渗透的污水处理工艺。
膜法可以分为微滤、超滤、纳滤和反滤四种不同类型的膜。
膜法的优点是能够有效去除污水中的悬浮物、胶体物质和微生物等，处理后的水质较好。
同时，膜法不需要加入化学药剂，对环境友好。
然而，膜法的劣势是易受膜污染和膜堵塞的影响，需要定期进行清洗和维护，同时成本较高。
4. 气浮法气浮法是利用气泡的浮力将污水中的微小悬浮物和沉淀物上浮分离的工艺。
气浮法的主要优点是处理效率高，能够有效去除污水中的悬浮物和油脂等。
同时，气浮法对进水水质要求较低，适用于处理高浓度有机污水。
然而，气浮法的劣势是对气泡的生成和控制要求较高，同时处理后的浮渣需要进行后续处理。
5. 化学法化学法是利用化学反应来去除污水中的有机物和无机物的工艺。
常见的化学法包括氧化还原法、沉淀法和吸附法等。
化学法的优点是处理效果较好，能够同时去除有机污染物和重金属等物质。
同时，化学法适用性较广，对进水水质要求相对较低。
然而，化学法对药剂的投加和控制要求较高，处理过程中产生的废液需要进行后续处理。
污水处理 活性污泥法
污水处理活性污泥法活性污泥法是目前常用的污水处理方法之一，通过调节污水中的氧化还原电位、溶解氧浓度、污泥的混合活性等参数，从而促进有机物的降解和去除。
本文将详细介绍污水处理中的活性污泥法的原理、工艺流程、运行要点等内容。
一、原理活性污泥法是利用厌氧和好氧微生物的协同作用，将有机物降解为无机物的过程。
在好氧条件下，厌氧微生物通过氧化有机物、硝化硝酸盐等反应，将有机物转化为无机物。
而在厌氧条件下，好氧微生物通过还原反应，使带有氧的无机物还原为有机物。
二、工艺流程1、前处理：包括进水调节和初级过滤等步骤，目的是去除大颗粒杂质、调整污水的水质和水量。
2、活性污泥处理：将经过前处理的污水引入活性污泥池。
通过不断的搅拌、曝气等方式，促进污水中的有机物降解。
3、沉淀池处理：活性污泥法中产生的混合液经过一段时间的静置，使污泥与水分离，沉淀至池底。
4、出水处理：经过沉淀后的清水从上方取出，经过二次过滤和消毒等步骤，最终实现出水的净化和回用。
三、运行要点1、污水处理设备的维护保养：定期清理设备及管道，确保正常运行和通畅。
2、活性污泥的管理：控制进水水量和水质，根据实际情况调整搅拌和曝气的方式和参数。
3、污泥的处理和回用：及时清理沉淀池中的污泥，可以通过浓缩、脱水等方式处理后用于农田肥料或填埋。
4、出水水质的监测与控制：监测出水的COD、氨氮、总磷等指标，根据环保要求进行调整和控制。
附件：1、活性污泥处理工艺流程图2、活性污泥法相关设备的使用说明书法律名词及注释：1、污水处理：指对废水进行预处理和精处理，以达到排放排放标准或再利用的要求。
2、活性污泥：一种富含微生物的混合物，能够有效降解污水中的有机物。
3、厌氧：生物在缺氧或无氧条件下生长和代谢的过程。
废水好氧生物处理工艺(1)——活性污泥法
废水好氧生物处理工艺——活性污泥法第一节活性污泥法的基本原理一、活性污泥法的基本工艺流程1、活性污泥法的基本组成①曝气池：反应主体②二沉池：1）进行泥水分离，保证出水水质；2）保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。
③回流系统：1）维持曝气池的污泥浓度；2）改变回流比，改变曝气池的运行工况。
④剩余污泥排放系统：1）是去除有机物的途径之一；2）维持系统的稳定运行。
⑤供氧系统：提供足够的溶解氧2、活性污泥系统有效运行的基本条件是：①废水中含有足够的可容性易降解有机物；②混合液含有足够的溶解氧；③活性污泥在池内呈悬浮状态；④活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥；⑤无有毒有害的物质流入。
二、活性污泥的性质与性能指标1、活性污泥的基本性质①物理性能：“菌胶团”、“生物絮凝体”：颜色：褐色、（土）黄色、铁红色；气味：泥土味；比重：略大于1，（1.002~1.006）；粒径：0.02~0.2 mm；比表面积：20~100cm2/ml。
②生化性能：1) 活性污泥的含水率：99.2~99.8%；固体物质的组成：活细胞（M a）、微生物内源代谢的残留物（M e）、吸附的原废水中难于生物降解的有机物（M i）、无机物质（M ii）。
2、活性污泥中的微生物：①细菌：是活性污泥净化功能最活跃的成分，主要菌种有：动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等；基本特征：1) 绝大多数都是好氧或兼性化能异养型原核细菌；2) 在好氧条件下，具有很强的分解有机物的功能； 3) 具有较高的增殖速率，世代时间仅为20~30分钟；4) 其中的动胶杆菌具有将大量细菌结合成为“菌胶团”的功能。
② 其它微生物------原生动物、后生动物----在活性污泥中大约为103个/ml 3、活性污泥的性能指标：① 混合液悬浮固体浓度（MLSS ）：我们平常说的悬浮物。
MLSS = M a + M e + M i + M ii 单位： mg/l g/m 3② 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS ）：MLVSS = M a + M e + M i ；（有机部分）在条件一定时，MLVSS/MLSS 是较稳定的， 0.75~0.85③ 污泥沉降比（SV 30）：是指将曝气池中的混合液在量筒中静置30分钟，其沉淀污泥与原混合液的体积比，一般以%表示； 能相对地反映污泥数量以及污泥的凝聚、沉降性能，可用以控制排泥量和及时发现早期的污泥膨胀； 正常数值为20~30%。
活性污泥法工艺解析
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缺点
1).自动化控制要求高：如进水、排水、排泥的自控； 2).对排水设备要求高：由于排水时间短(间歇排水时)， 并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门的 排水设备(滗水器)，且对滗水器的要求很高； 3).后处理设备要求大：如消毒设备很大，接触池容积 也很大，排水设施如排水管道也很大； 4).总扬程增加：滗水深度一般为1～2m，这部分水 头损失被白白浪费，增加了总扬程； 5).由于不设初沉淀，易产生浮渣，浮渣问题尚未妥善 解决；
和排水阶段污水的流入，会引起活性污泥上浮或与处理 水相混合，所以可能使处理水质变差。
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4.传统的SBR的演变工艺
传统的SBR在应用中有一定的局限性，如在进水流 量较大时，对反应系统需调节，会增大投资。为了进 一步提高出水水质，出现了许多SBR演变工艺。
CASS 工艺 ICEAS工艺 IDEA工艺 DAT-IAT工艺 UNITANK工艺 MSBR工艺
进水
反应 沉淀 排水 SBR 运行工序图
闲置
3
进水期(fill)
进水期是反应器接受废水的过程，这个 过程不仅仅是废水的流入与反应器水位的 升高的过程，而且伴随一定的生化反应 （磷的释放）。
4
反应期(react)
当进水达到设定的液位后，开始曝气 和搅拌，以达到反应目的（去除BOD、硝化、 脱氮除磷）。
序批式活性污泥法（SBR）
SBR工艺即序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process，简写为SBR）， 又称为间歇式活性污泥法，由于在运行中采用间接操作的形 式，每一个反应池是一批批地处理废水，因此而得名。
活性污泥法及其在环境工程中的应用
活性污泥法及其在环境工程中的应用活性污泥法及其在环境工程中的应用活性污泥法是一种常见的污水处理技术，其通过活性污泥中的微生物来降解有机物和净化水体。
该技术在环境工程领域被广泛应用，已取得了显著的效果和成就。
活性污泥是指孕育在废水中的富含生物多样性的污泥，它主要由具有降解和去除有机物能力的微生物所组成。
这些微生物在被合适的条件下，能够高效地降解废水中的有机污染物，并将其转化为无害的物质。
活性污泥的形成需要适宜的环境条件和适宜的营养物质供给。
不同类型的污水处理系统需要不同性质的活性污泥，因此在实际应用中需要进行定制化的设计和运营。
活性污泥法的基本原理是在一个封闭的反应器中，通过给予污水适宜的氧气和温度条件，以及提供足够的养分来维持微生物的生长和繁殖。
当废水进入反应器时，微生物附着在污泥颗粒上，利用废水中的有机物进行生长，而废水中的有机物则被降解和转化为氨氮、硝态氮和无害的气体。
通过相应的工艺设计和操作控制，可以实现高效的去除污水中的有机物和氮磷等营养物质。
活性污泥法在环境工程中具有广泛的应用。
首先，它被广泛用于城市污水处理厂的废水处理过程中。
通过活性污泥法，可以有效地去除废水中的有机物、氨氮和磷等营养物质，使废水达到排放标准，保护环境和水资源。
在大规模城市污水处理厂中，活性污泥法通常与其他处理工艺相结合，如二沉池、生物膜等，以提高污水处理的效果和速度。
其次，活性污泥法也被应用于工业废水处理中。
许多工业过程产生的废水含有高浓度的有机物和毒性物质，对环境造成严重影响。
活性污泥法可以通过调整反应器的氧气浓度和温度等条件来适应不同的废水特性，实现高效的废水处理效果。
在一些高难度的工业废水处理中，活性污泥法与其他先进的物理化学处理技术相结合，如膜分离、活性炭吸附等，可以有效地去除废水中的有毒有害物质。
此外，活性污泥法还可以用于污泥处理和资源化利用。
活性污泥中的微生物经过一段时间的生长与繁殖，会产生大量的污泥。
二、活性污泥法的基本原理与概念
三、活性污泥法的基本工艺参数
BOD ——容积负荷与BOD——污泥负荷 1、曝气池的BOD ——容积负荷： 1）BOD ——进水容积负荷 单位曝气池容积（m3），在单位时间（1d）内，能够接受，并 将其降解到预定程度的进水有机污染物量（BOD）。
NV Q Si V
( kgBOD
5
m d)
3
剩余污泥
活性污泥系统有效运行的基本条件是：
废水中含有足够的溶解和胶体的易降解有机物；
混合液含有足够的溶解氧——曝气；
池内呈悬浮状态的活性污泥； 活性污泥连续回流，剩余污泥及时排放，维持曝气池内 稳定的活性污泥（微生物）浓度； 进水中不含有对微生物有毒有害的物质
活性污泥降解废水中有机物的过程
④ 剩余污泥排走系统：
1） 维持活性污泥系统的正常运行，必须定期排泥;
2） 为了使曝气池内经常保持高度活性的活性污泥。
3） 去除有机物的重要途径之一。 ⑤ 供氧系统： 1）为好氧微生物提供代谢所需的溶解氧 2）使得活性污泥处于悬浮状态
废水好氧活性污泥法中异养微生物的代谢途径
无机代谢产物,随出水排出 少量能量
钟虫
小口钟虫
肾形虫
C、后生动物
线虫
轮虫
原（后）生动物作为“指示性生物”
数 量
二、活性污泥的性质及性能指标
3、活性污泥生化性能:
活性污泥的含水率： 99.299.8% 固体物质的组成：0.2~0.8% 固体物质的组成 1）微生物群体（Ma） 2）微生物内源代谢的残留物（Me） 3）吸附的难于生物降解的有机物（Mi） 4）无机物质（Mii）
Ns Q Si X V
kgBOD
5
kgMLSS
活性污泥法的基本原理
活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理⼀、活性污泥法的基本⼯艺流程1、活性污泥法的基本组成①曝⽓池：反应主体②⼆沉池： 1）进⾏泥⽔分离，保证出⽔⽔质；2）保证回流污泥，维持曝⽓池内的污泥浓度。
③回流系统： 1）维持曝⽓池的污泥浓度；2）改变回流⽐，改变曝⽓池的运⾏⼯况。
④剩余污泥排放系统： 1）是去除有机物的途径之⼀；2）维持系统的稳定运⾏。
⑤供氧系统：提供⾜够的溶解氧2、活性污泥系统有效运⾏的基本条件是：①废⽔中含有⾜够的可容性易降解有机物；②混合液含有⾜够的溶解氧；③活性污泥在池内呈悬浮状态；④活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥，使混合液保持⼀定浓度的活性污泥；⑤⽆有毒有害的物质流⼊。
⼆、活性污泥的性质与性能指标1、活性污泥的基本性质①物理性能：“菌胶团”、“⽣物絮凝体”：颜⾊：褐⾊、（⼟）黄⾊、铁红⾊；⽓味：泥⼟味（城市污⽔）；⽐重：略⼤于1，（1.002~1.006）；粒径：0.02~0.2 mm；⽐表⾯积：20~100cm2/ml。
②⽣化性能：1) 活性污泥的含⽔率：99.2~99.8%；固体物质的组成：活细胞（Ma）、微⽣物内源代谢的残留物（Me）、吸附的原废⽔中难于⽣物降解的有机物（Mi）、⽆机物质（Mii）。
2、活性污泥中的微⽣物：①细菌：是活性污泥净化功能最活跃的成分，主要菌种有：动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、⽆⾊杆菌属等；基本特征：1) 绝⼤多数都是好氧或兼性化能异养型原核细菌；2) 在好氧条件下，具有很强的分解有机物的功能；3) 具有较⾼的增殖速率，世代时间仅为20~30分钟；4) 其中的动胶杆菌具有将⼤量细菌结合成为“菌胶团”的功能。
②其它微⽣物------原⽣动物、后⽣动物----在活性污泥中⼤约为103个/ml3、活性污泥的性能指标：①混合液悬浮固体浓度（MLSS）（Mixed Liquor Suspended Solids）：MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 单位： mg/l g/m3②混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）（Mixed Volatile Liquor Suspended Solids）：MLVSS = Ma + Me + Mi；在条件⼀定时，MLVSS/MLSS是较稳定的，对城市污⽔，⼀般是0.75~0.85③污泥沉降⽐（SV）（Sludge Volume）：是指将曝⽓池中的混合液在量筒中静置30分钟，其沉淀污泥与原混合液的体积⽐，⼀般以%表⽰；能相对地反映污泥数量以及污泥的凝聚、沉降性能，可⽤以控制排泥量和及时发现早期的污泥膨胀；正常数值为20~30%。
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活性污泥法工艺的原理一、活性污泥的形态、组成与性能指标1.活性污泥法工艺活性污泥法工艺是一种应用最广泛的废水好氧生化处理技术，其主要由曝气池、二次沉淀池、曝气系统以及污泥回流系统等组成（图2-5-1)。
废水经初次沉淀池后与二次沉淀池底部回流的活性污泥同时进入曝气池，通过曝气，活性污泥呈悬浮状态，并与废水充分接触。
废水中的悬浮固体和胶状物质被活性污泥吸附，而废水中的可溶性有机物被活性污泥中的微生物用作自身繁殖的营养，代谢转化为生物细胞，并氧化成为最终产物(主要是CO2)。
非溶解性有机物需先转化成溶解性有机物，而后才被代谢和利用。
废水由此得到净化。
净化后废水与活性污泥在二次沉淀池内进行分离，上层出水排放；分离浓缩后的污泥一部分返回曝气池，以保证曝气池内保持一定浓度的活性污泥，其余为剩余污泥，由系统排出。
2.活性污泥的形态和组成活性污泥通常为黄褐色（有时呈铁红色）絮绒状颗粒，也称为“菌胶团”或“生物絮凝体”，其直径一般为0.02~2mm；含水率一般为99.2%~99.8%，密度因含水率不同而异，一般为1.002~1.006g/m3；活性污泥具有较大的比表面积，一般为20~100cm2/mL。
活性污泥由有机物及无机物两部分组成，组成比例因污泥性质的不同而异。
例如，城市污水处理系统中的活性污泥，其有机成分占75%~85%，无机成分仅占15%~25%。
活性污泥中有机成分主要由生长在活性污泥中的微生物组成，这些微生物群体构成了一个相对稳定的生态系统和食物链（如图2-5-2所示），其中以各种细菌及原生动物为主，也存在着真菌、放线菌、酵母菌以及轮虫等后生动物。
在活性污泥上还吸附着被处理的废水中所含有的有机和无机固体物质，在有机固体物质中包括某些惰性的难以被细菌降解的物质。
3.活性污泥的性能指标(1) 污泥浓度指标混合液悬浮固体浓度（MLSS），也称为“混合液污泥浓度”，表示活性污泥在曝气池混合液中的浓度，其单位为mg/L或kg/m3。
混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS),表示有机悬浮固体的浓度，其单位为爪mg/L或kg/m3。
在条件一定时，MLVSS/MLSS比值是比较稳定的，城市污水一般在0.75~0.85之间，不同废水的MLVSS/MLSS值有异。
(2) 污泥沉降性能指标①污泥沉降比(SV）又称30min沉淀率。
SV是指从曝气池中取出的混合液在量筒（一般是100mL）中静置30min后，立即测得的污泥沉淀体积与原混合液体积的比值，一般以%表示。
SV值能相对地反映出污泥浓度、污泥的凝聚和沉降性能，可用于控制排泥量和及时发现初期的污泥膨胀。
一般认为SV值的正常值为20%~30%。
由于SV值的测定方法比较简单快捷，故成为评定活性污泥质量的重要指标之一。
②污泥体积指数（SVI）是指曝气池出口处的混合液经30min静置沉淀后，1g干污泥所形成的沉淀污泥体积，其单位mL/g其计算为：SVI值比SV值更能够准确地评价污泥的凝聚性能及沉降性能。
一般来说：若SVI值过低，则表明污泥粒径小、密实、无机成分含量高；若SVI值过高，则表明污泥沉降性能不好，将要发生或已经发生污泥膨胀。
对于城市污水而言，SVI值一般为50~150mL/g；对于工业废水，SVI值在上述范围之外，也属正常。
例如，北京高碑店污水厂工业废水的含量超过50%，SVI长年在200~300mL/g之间，也无污泥溢出现象，处理效果良好。
另外，对于高浓度活性污泥系统，即使污泥沉降性能较差，由于MLSS其较高，故其SVI值也不会很高。
因此有人建议将活性污泥膨胀定义为：由于某种原因，活性污泥沉降性能恶化，SVI值不断增加，沉淀池的污泥面也不断上升，最终导致污泥流失，使曝气池中的MLSS浓度降低，从而破坏了正常处理工艺操作的污泥，这种现象称为污泥膨胀。
另外，由于SVI值的测量受许多因素（如所用容器的直径、污泥初始浓度及搅拌等）的影响，所以，一般在各个污水厂测得的SVI值之间不具可比性。
为此人们对污泥指数的测定提出一些修正，考虑到污泥浓度对SVI值的影响，有人建议采用稀释的污泥体积指数(DSVI)作为标准方法，建议稀释后的污泥浓度采用1.5g/L。
而在英国是采用搅拌的污泥体积指数（SSVI），模拟二次沉淀池中污泥的沉淀情况，安装一个慢速搅拌装置于量简（体积为1L，髙度为38.4cm）中，污泥浓度也模拟在二沉池中实际的污泥浓度，取为3.5g/L。
二、活性污泥的微生物及其生态学活性污泥中的微生物体主要由各种细菌和原生动物组成，同时还存在着真菌和以轮虫为主的后生动物。
原生动物以细菌为食物，后生动物以细菌和原生动物为食物。
在活性污泥中的有机物、细菌、原生动物和后生动物构成了一个相对稳定的生态系统和食物链。
1.活性污泥的食物链活性污泥中的微生物可分为几类：形成活性污泥絮体的微生物、腐生生物、捕食者及有害生物。
活性污泥微生物集合体的食物链见图2-5-2。
腐生生物是降解有机物的生物，以细菌为主。
显然，这些细菌中包括被看作形成絮体的大多数细菌，也可能包括不絮凝的细菌，但它们被包裹在由第一类细菌形成的絮体颗粒中。
腐生生物可分为初级和二级腐生生物，前者用于降解原始基质，而二级腐生生物则以初级腐生生物的代谢产物为食，这充分表明在群落中具有高度的偏利共生性。
在活性污泥的群落中主要的捕食者是以细菌为食的原生动物及后生动物，在数量上，大约为103个/mL。
在活性污泥中大约发现230多种原生动物，它们在系统中可能占生物固体量的5%。
其中，纤毛虫几乎都捕食细菌，通常为占优势的原生动物。
由于原生动物及后生动物的数量会随着污水处理的运行条件及处理水质的变化而变化，所以，可以通过显微镜观察活性污泥中的原生动物及后生动物的种类来判断处理水质的好坏。
因此，一般将原、后生动物称为活性污泥系统中的指示性生物。
所谓的有害生物是指那些达到一定数目时就会干扰活性污泥处理系统正常运行的生物。
通常认为，丝状菌及真菌对污泥沉淀效果有影响。
即使当丝状生物的数量在整个生物群落中所占的百分比很小时，污泥絮体的实际密度也会降低很多，以致于污泥很难用重力沉淀法来有效地进行分离，从而最终影响出水水质，这种情况通常叫做丝状菌污泥膨胀（简称污泥膨胀）。
目前人们已知有近30种不同类型的丝状菌会引起污泥膨胀。
2.活性污泥的结构在活性污泥工艺中，将千万个细菌结合在一起形成絮凝体状的细菌称为菌胶团细菌。
菌胶团细菌在活性污泥中具有十分重要的作用，只有在菌胶团发育良好的条件下，活性污泥的絮凝、吸附及沉降等功能才能正常发挥。
形成絮体的细菌在处理过程中起着非常重要的作用，它们有助于从处理过的废水中分离污泥。
通过对活性污泥中种群动态学的研究，人们认识到，活性污泥中的菌胶团细菌和丝状菌形成一个共生的微生物体系。
当活性污泥中的菌胶团细菌和丝状菌处于平衡状态时，丝状菌作为污泥絮体的骨架，菌胶团细菌附着在其表面，形成结构紧密、沉降性能良好的污泥絮体。
随着絮体尺寸增大到某一临界值后，絮体内部条件不利于菌胶团细菌和丝状菌的繁殖，丝状菌伸展出来，沉降性能开始变差。
后来，污泥絮体开始解体，污泥的沉降性能更差。
破碎后的小指状污泥又利于菌胶团细菌的生长，此时扩散能力改善，菌胶团细菌又可直接从溶液中吸取营养和基质，故又可出现菌胶团细菌和丝状菌的生长平衡状态，如此完成絮体形态上的一个循环。
由此可见，菌胶团细菌和丝状菌的共生体系是一种接近于自然界的混合培养体系，存在着这两类微生物之间在时间和空间上的动态生态学的相互作用。
在该体系中，丝状菌的重要作用有：(1)保持污泥絮体的结构，形成沉淀性能良好的污泥从Seagin等人关于絮体结构的学说中可知，由丝状菌形成污泥絮体的骨架，这对于保证污泥絮体的强度有很大作用；若缺少丝状菌,则污泥絮体强度降低，抗剪力变差，往往会造成出水的混浊。
⑵高的净化效率，低的出水浓度从动力学参数方面比较，丝状菌的Ks及μmax均比菌胶团的低，而按莫诺德(Monod)方程，由于菌胶团的Ks,、μmin大于丝状菌的，因而菌胶团的Smin值也高于丝状菌的；可见在丝状菌存在（但不是大量存在）的条件下可以获得高质量、低浓度的出水，从而保证了净化效果。
(3)保持丝状菌和菌胶团菌的共生关系从大量的实际工程运转资料可以得出，活性污泥中丝状菌含量太高或太低均不适宜。
前者虽能使出水浓度低，但沉淀性能差；后者沉降性能好，但出水中含有较多的细小悬浮物。
但如果采用一定的方法，使曝气中的生态环境有利于选择性地发展菌胶团细菌，应用生物竞争的机制抑制丝状菌的过度生长和繁殖，从而利于控制污泥膨胀的发生发展，称之为环境调控。
总之，废水处理的最终目标是出水清澈、沉降性能好，为实现这一目标，应合理地控制丝状菌，使其在一个合理的范围之内。
3. 活性污泥的功能活性污泥中存在大量的腐生生物，其主要功能是降解有机物。
细菌是有机物的净化功能中心。
同时，活性污泥中还存在硝化细菌与反硝化细菌。
其在生物脱氮中起着非常重要的作用。
尤其在废水中氮的去除日益受到重视的形势下，这两类菌及它们之间的关系就显得更重要了。
进行硝化作用的微生物有：(1)亚硝化细菌和硝化细菌，它们均为化能自养菌，专性好氧，分别从氧化NH3和N02-的过程中获得能量，以C02为唯一碳源，产物分别为NO2-及N03-；它们要求中性或弱碱性环境（pH=6.5~8.0），在pH〈6时，作用显著下降。
(2)好氧的异养细菌和真菌，如节杆菌、芽孢杆菌、铜绿假单胞菌、姆拉克汉逊酵母、黄曲霉、青霉等能将NH4+氧化为N02-及NO3-，但它们并不依靠这个氧化过程作为能量来源的途径，它们相对于自然界的硝化作用而言并不重要。
硝化菌对环境的变化很敏感，DO≥1mg/L，pH=8.0~8.4，BOD5≤15~20mg/L，适宜温度=20~30℃；硝化菌在反应器内的停留时间即生物固体平均停留时间，必须大于其最小的世代时间。
进行反硝化作用的微生物有异养型的反硝化菌，如脱氮假单胞菌、荧光假单胞菌、铜绿假单胞菌等，在厌氧条件下利用NO3中的氧氧化有机物，获得能量。
自养型的反硝化菌，如脱氮硫杆菌，在缺氧环境中利用NO3中的氧将硫或硫代硫酸盐氧化成硫酸盐，从中获得能量来同化CO2。
兼性化能自养型反硝化菌，如脱氮副球菌，能利用氢的还原作用作为能源，以02或N03-作为电子受体，使NO3-还原成N2O和N2。
三、活性污泥反应的影响因素为了强化与提高活性污泥处理系统的净化效果，必须考虑影响活性污泥反应的各项影响因素，充分发挥活性污泥微生物的代谢功能。
以下为一些影响活性污泥的环境因素。
1. BOD负荷率（F/M,也称有机负荷率，以Ns表示）F/M值是影响活性污泥增长、有机基质降解的重要因素。
它表示曝气池里单位质量的活性污泥（MLSS）在单位时间里承受的有机物（BOD5）的量，单位：kg/(kg·d)。