活性汙泥法一直是城市汙水處理的主導工藝，是一種汙水的好氧生物處理法，最初由英國的克拉克（Clark）和蓋奇（Gage）約在1913年於曼徹斯特的勞倫斯汙水試驗站發明並應用 。如今，活性汙泥法及其衍生改良工藝是處理城市汙水廣泛使用的方法。

活性汙泥法能從汙水中去除溶解性的和膠體狀態的可生化有機物以及能被活性汙泥吸附的懸浮固體和其他一些物質，同時也能去除一部分磷素和氮素，是廢水生物處理懸浮在水中的微生物(micro-organism)的各種方法的統稱。

典型的活性汙泥法是由曝氣池、沉澱池、汙泥回流係統和剩餘汙泥排除係統組成。汙水和回流的活性汙泥一起進入曝氣池形成混合液。從空氣壓縮機站送來的壓縮空氣，通過鋪設在曝氣池底部的空氣擴散裝置，以細小氣泡的形式進入汙水中，目的是增加汙水中的溶解氧含量，還使混合液處於劇烈攪動的狀態，呈懸浮狀態。溶解氧、活性汙泥與汙水互相混合、充分接觸，使活性汙泥反應得以正常進行。

第一階段，汙水中的有機汙染物被活性汙泥顆粒吸附在菌膠團的表麵上，這是由於其巨大的比表麵積和多糖類黏 性物質。同時一些大分子有機物在細菌胞外酶作用下分解為小分子有機物。

第二階段，微生物在氧氣充足的條件下，吸收這些有機物，並氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供給自身的增殖繁衍。活性汙泥反應進行的結果，汙水中有機汙染物得到降解而去除，活性汙泥本身得以繁衍增長，汙水則得以淨化處理。

經過活性汙泥淨化作用後的混合液進入二次沉澱池，混合液中懸浮的活性汙泥和其他固體物質在這裏沉澱下來與水分離，澄清後的汙水作為處理水排出係統。經過沉澱濃縮的汙泥從沉澱池底部排出，其中大部分作為接種汙泥回流至曝氣池，以保證曝氣池內的懸浮固體濃度和微生物濃度；增殖的微生物從係統中排出，稱為“剩餘汙泥”。事實上，汙染物很大程度上從汙水中轉移到了這些剩餘汙泥中。

活性汙泥法的原理形象說法：微生物“吃掉”了汙水中的有機物，這樣汙水變成了幹淨的水。它本質上與自然界水體自淨過程相似，隻是經過人工強化，汙水淨化的效果更好。

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