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活性污泥工艺是废水处理的一种生物方法，是通过在好氧水环境中可变和混合微生物群落进行的。这些微生物从曝气废水中的碳质有机物中获取能量，在一个称为合成的过程中产生新的细胞，同时通过将这种有机物转化为含有较低能量的化合物，如二氧化碳和水，在一个称为呼吸的过程中释放能量。同时，系统中数量不定的微生物通过将氨氮转化为硝酸盐氮来获得能量，这一过程被称为硝化。这种微生物联合体，即过程的生物组成部分，统称为活性污泥。活性污泥工艺的总体目标是从系统中去除需要氧气的物质。这是通过微生物的代谢反应(合成-呼吸和硝化作用)，活性污泥固体的分离和沉降，以产生可接受的二次废水排放质量，以及微生物的收集和回收回系统或从系统中去除多余的微生物来完成的。

活性污泥工艺包括五个基本的相互关联的设备部件。第一种是一个或多个曝气池，将空气或氧气引入系统，以创造一个满足生物群落需要的好氧环境，并保持活性污泥适当混合。至少有7种容器的形状和数量的改变可以产生流动模式的变化。

其次，需要一个曝气源，以确保足够的氧气被馈送到水箱(s)和适当的混合发生。这种源可以由纯氧、压缩空气或机械曝气提供。正如活性污泥工艺中可使用的曝气池的形状和数量有所改变一样，存在将空气或氧气输送到曝气池的不同设备系统。

第三，在活性污泥工艺中，曝气池之后是二次澄清池。在二级澄清池中，活性污泥固体通过絮凝过程(通过形成絮凝体的生物与丝状生物的粘附而形成大颗粒聚集体或絮凝体)和重力沉降从周围的水中分离出来，其中絮凝体在静止环境中沉降到澄清池的底部。这种分离理想地导致在澄清器的上部形成二级流出物(悬浮中活性污泥固体含量低的废水)，在澄清器的底部形成由絮凝体组成的浓稠污泥，称为回流活性污泥或RAS。

接下来，必须从二级澄清池收集回流活性污泥，并在溶解氧耗尽之前泵回曝气池。通过这种方式，需要代谢废水流中的有机或无机物的生物群落得到补充。

最后，含有过量微生物的活性污泥必须从系统中去除或废弃(废活性污泥，或WAS)。这是通过使用泵来完成的，部分是为了控制曝气池中的食物与微生物的比例。