好氧微生物生长繁殖并凝聚在一起形成菌胶团。在菌胶团上共生着其它微生物(原生动物等)，并吸附和交织着无生命的固体杂质而形成活性污泥。好氧活性污泥为褐色，稍有土腥味，具有良好的絮凝吸附性能。在活性污泥的微观生态系统中，细菌占主导地位。细菌等微生物的新陈代谢作用，以及菌胶团的吸附絮凝作用使污水中的污染物(有机物等)得以去除。
活性污泥法基本流程
活性污泥法是由曝气池、二次沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统所组成，见下图。
活性污泥法的基本流程
污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器，通过曝气设备充入空气，空气中的氧溶入污水使活性污泥混合液产生好氧代谢反应。曝气设备不仅传递氧气进入混合液，且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态。这样，污水中的有机物、氧气同微生物能充分接触和反应。随后混合液流入沉淀池，混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉淀下来和水分离。沉淀池出水就是净化水。沉淀池中的污泥大部分回流，称为回流污泥。回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度，也就是保持一定的微生物浓度。曝气池中的生化反应引起了微生物的增殖，增殖的微生物通常从沉淀池中排除，以维持活性污泥系统的稳定运行。这部分污泥叫剩余污泥。剩余污泥中含有大量的微生物，排放环境前应进行处理，防止污染环境。
从上述流程可以看出，要使活性污泥法形成一个实用的处理方法，污泥除了有氧化和分解有机物的能力外，还要有良好的凝聚和沉淀性能，以使活性污泥能从混合液中分离出来，得到澄清的出水。活性污泥中的细菌是一个混合群体，常以菌胶团的形式存在，游离状态的较少。菌胶团是由细菌分泌的多糖类物质将细菌包覆成的粘性团块，使细菌具有抵御外界不利因素的性能。菌胶团是活性污泥絮凝体的主要组成部分。游离状态的细菌不易沉淀，而混合液中的原生动物可以捕食这些游离细菌，这样沉淀池的出水就会更清澈，因而原生动物有利于出水水质的提高。
活性污泥降解污水中有机物的过程
活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解(去除)过程可分为两个阶段，吸附阶段和稳定阶段。
1、吸附阶段
活性污泥具有巨大的表面积，表面上含有多糖类黏性物质，使活性污泥具有很好的吸附性能。污水与活性污泥混合后，污水中固体有机物等污染物首先被吸附转移到活性污泥表面，称为吸附阶段。
吸附阶段进行得很快，一般在15~45min左右。吸附量的大小取决于污染物的状态。如果污染物以固体或胶体态存在，吸附量就大;如果以溶解态存在，吸附量就小。被吸附的污染物有的可生物降解，有的是不可生物降解的有机物和无机物。
2、稳定阶段
吸附转移到活性污泥表面的污染物被微生物分解转化为CO2和H2O等简单化合物及自身细胞，这一过程叫做稳定阶段。
由于溶解态有机物能被微生物直接利用，所以溶解态有机物的降解无需吸附阶段，而直接由稳定阶段完成。稳定阶段需要的时间较长，尤其是固体和胶态物质的稳定需要更长的时间。如果有足够的时间，在吸附阶段吸附的可降解有机物就会在稳定阶段分解转化掉。
四、活性污泥法的性能指标
性能良好的活性污泥应具有良好的吸附氧化性能和絮凝沉淀性能。吸附氧化性能良好的污泥比较松散，表面积较大，活性和絮凝性能较好，但不一定具有良好的沉淀性能。例如处于膨胀状态的污泥结构松散，絮凝性能较好，但难以沉淀，随水流失，出水水质变差。沉淀性能好的污泥絮凝性能一般较好，也比较密实，但不一定有较强的活性。如处于老化状态的污泥，絮凝沉淀性能较好，但活性较差。为获得良好的净化效果，应使活性污泥具有很强的活性又有很好的沉淀性能。评价活性污泥性能的指标主要有污泥浓度、污泥沉降比、污泥指数和泥龄等。
1、混合液悬浮固体(MLSS)
混合液悬浮固体也称污泥浓度，是指单位体积混合液含有的悬浮固体量(MLSS)或挥发性悬浮固体量(MLVSS)，单位为mg/L根据长期的运行经验，采用鼓风曝气的传统活性污泥曝气池中，一般控制MLSS=2000~3000mg/L为宜。
MLSS为混合液中无机物、非活性有机物和活性微生物的总浓度;MLVSS为混合液中挥发性有机物浓度，可以近似代表有机物和微生物的量。虽然污泥浓度(MLSS和MLVSS)不等于活性微生物浓度，但在它们之间有着稳定的相关性，所以可用MLSS(或MLVSS)间接代表活性微生物含量。在其他条件不变的情况下，污泥浓度越高，活性微生物浓度也越高，净化效果越好。
工程上一般采用MLSS作为间接计量活性污泥微生物量的指标，用(MLVSS)表示更切合实际。对一定的废水来说，MLVSS与MLSS有一定的比值，如生活污水的比值为0.7左右。其它废水可通过试验确定。
2、污泥沉降比(SV)
污泥沉降比指活性污泥混合液静置沉淀30min，所得污泥层体积与原混合液体积之比(%)
混合液沉淀30min所得污泥层的密度一般接近最大密度，所以30min的沉降比近似等于完全沉降时的沉降比。沉降比的大小同污泥的沉淀性能和污泥浓度有关，但相关性比较复杂。污泥浓度(MLSS)相同的混合液，污泥沉降比越大，说明絮体越松散，污泥的沉降性能就越差;污泥沉淀性能相同的混合液，污泥沉降比越大，污泥浓度就越大。所以，对于特定的污泥处理系统，可以用污泥沉降比表示混合液的污泥浓度，并以此控制污泥回流量和剩余污泥排放量。通常，污泥沉降比的正常范围为15%~30%。污泥沉降比可以全面的反映污泥的沉降性能。
3、污泥体积指数(SVI)
污泥体积指数简称污泥指数(SI)，是指曝气池混合液静置沉淀30min所得污泥层中，单位质量的干污泥所具有的体积，单位为mL/g。如果知道SV和MLSS，便可求出SVI。
SVI—污泥指数，mL/s;
SV—污泥沉降比，%;
MLSS—污泥浓度，g/mL。
污泥指数反映了活性污泥的密实性和沉降性能。如果SVI较高，说明污泥松散，沉淀性能较差;如果SVI过高，说明污泥已经膨胀，不易沉淀;如果SVI较低，说明污泥比较密实，沉淀性能较好;如果SVI过低，说明污泥细小密实，含无机物较多，已经老化，此时虽然有较好的沉淀性能，但活性和吸附性能都较差。
处理城市污水时，一般控制SVI=50~150为宜。不同性质污水的正常SVI范围差异较大。如果污水中溶解性有机物含量高，正常的SVI可能较高;如果污水中无机悬浮物含量高，正常的SVI值可能较低。特定污水的适宜SVI值应由实验和运行情况确定。污泥指数能较全面地反映污泥地浓缩性能和沉淀性能。
