活性污泥(activesludge)是微生物群體及它們所依附的有機物質(zhì)和無(wú)機物質(zhì)的總稱(chēng)，1912年由英國的克拉克（Clark）和蓋奇（Gage）發(fā)現，活性污泥可分為好氧活性污泥和厭氧顆粒活性污泥，活性污泥主要用來(lái)處理污廢水。
活性污泥法是利用懸浮生長(cháng)的微生物絮體處理有機污水的一類(lèi)好氧處理方法。活性污泥是一種好氧生物處理方法，活性污泥基本概念是1912年英國的克拉克（Clark）和蓋奇（Gage）發(fā)現的。
他們對污水長(cháng)時(shí)間曝氣會(huì )產(chǎn)生污泥，同時(shí)水質(zhì)會(huì )得到明顯的改善。繼而阿爾敦（Arden）和洛開(kāi)脫（Lockgtt）對這一現象進(jìn)行了研究。曝氣試驗是在瓶中進(jìn)行的，每天試驗結束時(shí)把瓶子倒空，第二天重新開(kāi)始，他們偶然發(fā)現，由于瓶子清洗不完善，瓶壁附著(zhù)污泥時(shí)，處理效果反而好。
圖片
由于認識了瓶壁留下污泥的重要性，他們把它稱(chēng)為活性污泥。
隨后，他們在每天結束試驗前，把曝氣后的污水靜止沉淀，只倒上層凈化清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用，這樣大大縮短了污水處理的時(shí)間。
1916年，應用這個(gè)試驗的工藝建成的第一個(gè)活性污泥法污水處理廠(chǎng)。
在顯微鏡下觀(guān)察這些褐色的絮狀污泥，可以見(jiàn)到大量的細菌，還有真菌，原生動(dòng)物和后生動(dòng)物，它們組成了一個(gè)特有的生態(tài)系統。
正是這些微生物（主要是細菌）以污水中的有機物為食料，進(jìn)行代謝和繁殖，才降低了污水中有機物的含量。
工作原理
活性污泥中復雜的微生物與廢水中的有機營(yíng)養物形成了復雜的食物鏈。最先擔當凈化任務(wù)的是異氧菌和腐生性真菌，細菌特別是球狀細菌起著(zhù)最關(guān)鍵的作用，優(yōu)良運轉的活性污泥，是以絲狀菌為骨架由球狀菌組成的菌膠團。沉降性好，隨著(zhù)活性污泥的正常運行，細菌大量繁殖，開(kāi)始生長(cháng)原生動(dòng)物，是細菌一次捕食者。
活性污泥常見(jiàn)的原生動(dòng)物有鞭毛蟲(chóng)、肉毛蟲(chóng)、纖毛蟲(chóng)和吸管蟲(chóng)。活性污泥成熟時(shí)固著(zhù)型的纖毛蟲(chóng)、種蟲(chóng)占優(yōu)勢；后生動(dòng)物是細菌的二次捕食者，如輪蟲(chóng)、線(xiàn)蟲(chóng)等只能在溶解氧充足時(shí)才出現，所以當出現后生動(dòng)物時(shí)說(shuō)明處理水質(zhì)好轉標志。其性能指標包括：混合液懸浮固體（MLSS），污泥沉降比（SV），污泥指數[污泥體積指數（SVI），污泥密度指數（SDI）。
微生物群體主要包括細菌，原生動(dòng)物和藻類(lèi)等；其中，細菌和原生動(dòng)物是主要的二大類(lèi)．活性污泥的性能指標包括：混合液懸浮固體（MLSS），污泥沉降比（SV），污泥指數[污泥體積指數（SVI），污泥密度指數（SDI）。
混合液懸浮固體濃度（mixedliquorsuspendedsolids，MLSS），又稱(chēng)為混合液污泥濃度，表示在曝氣池單位容積混合液內所含的活性污泥固體的總重量，即MLSS=Ma+Me+Mi+Mii
Ma--具有代謝功能活性的微生物群體；
Me--微生物（主要是細菌）內源代謝、自身氧化的殘留物；
Mi--由原污水挾入的難為細菌降解的惰性有機物質(zhì)；
Mii--由污水挾入的無(wú)機物質(zhì)。
表示單位為mg/L混合液，或g/L混合液，g/m3混合液，kg/m3混合液。
混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（mixedliquorvolatilesuspendedsolids，MLVSS），表示混合液活性污泥中有機性固體物質(zhì)部分的濃度，即
MLVSS=Ma+Me+Mi
MLVSS與MLSS的比值以f表示，即
f=MLVSS/MLSS
在一般情況下，f值比較固定，對生活污水，f值為0.75左右。
以生活污水為主體的城市污水也同此值。以上兩項指標都不能精確地表示活性污泥微生物量，而表示的是活性污泥的相對值。但因為其測定簡(jiǎn)便易行，廣泛應用于活性污泥處理系統的設計、運行。
污泥沉降比（settlingvelocity，SV），又稱(chēng)30min沉降率。混合液在量筒內靜置30min后所形成沉淀污泥的容積占原混合液容積的百分率，以%表示。
污泥容積指數（sludgevolumeindex，SVI），簡(jiǎn)稱(chēng)污泥指數，其物理意義是在曝氣池出口處的混合液，在經(jīng)過(guò)30min靜沉后，每g干污泥所形成的沉淀污泥所占的容積，以mL計。
污泥容積指數的計算式
SVI=混合液（1L）30min靜沉形成的活性污泥容積（mL）/混合液（1L）中懸浮固體干重（g）
=(SV（mL/L）)/(MLSS（g/L）)
SVI的表示單位為mL/g，習慣上只稱(chēng)數字，而把單位略去。
操作流程
曝氣
曝氣池是由微生物組成的活性污泥與污水中有機污染物物質(zhì)充分混合接觸，并進(jìn)而降解吸收并分解的場(chǎng)所，它是活性污泥工藝的核心。
曝氣系統的作用是向曝氣池供給微生物增長(cháng)及分解有機物所必須的氧氣，并起混合攪拌作用，使活性污泥與有機物充分接觸。在曝氣池內，懸浮的大量肉眼可觀(guān)察到的絮狀污泥顆粒這就叫做活性污泥絮體。
隨著(zhù)有機污染物被分解，曝氣池每天都凈增一部分活性污泥，這部分叫做剩余活性污泥。用污泥泵直接排出系統之外---污泥池。
培養
培養初期，每天悶曝22h，靜置2h，排放4L廢水，再加入4L自配水。7天后，污泥顏色呈黑色，沉降性能良好，出水混濁，測量MLSS、SV的值，反應過(guò)程中pH值、COD、NH3-N濃度沒(méi)有較大的變化，說(shuō)明培養出的細菌量較少。
14天后，污泥呈淺黑色，沉淀時(shí)泥水界面由開(kāi)始模糊逐漸變得邊緣清晰，鏡檢時(shí)可以觀(guān)察到草履蟲(chóng)、漫游蟲(chóng)、裂口蟲(chóng)、吸管蟲(chóng)等。隨著(zhù)生物相逐漸變好，預示菌種培養出來(lái)了。
測量MLSS、SV的值，COD和NH3-N去除率分別達到43%和10%，污泥活性還不強，需要繼續培養。
此后，每天運行兩周期，每周期曝氣10h，靜置2h。30天后，污泥的絮凝和沉淀性能良好，混合液靜置半小時(shí)，上清液清澈透明，泥水界面清晰，污泥呈黃褐色，鏡檢有大量新型菌膠團，較為密實(shí)，可以觀(guān)察到許多活躍的鐘蟲(chóng)。
測量污泥MLSS、SV的值，COD去除率達到90%以上，NH3-N去除率在30%以上，污泥活性較強,至此認為培養階段結束。
馴化
培養出來(lái)的活性污泥含有大量異養菌，而硝化菌是自養菌，污泥中含量非常少，需要進(jìn)一步進(jìn)行馴化，使之占優(yōu)。
與硝化菌相比，反硝化菌對環(huán)境的適應能力強，生長(cháng)和繁殖快，所以在一般情況下反硝化菌受到廢水物質(zhì)的抑制程度要比硝化菌小。在活性污泥的馴化過(guò)程中，每隔兩天提高一次進(jìn)水COD和NH3-N濃度。
污泥馴化初期，COD去除率為85.59%，而NH3-N去除率僅為23.21%。
這是因為異養菌占優(yōu)勢，生長(cháng)速率快，硝化菌世代時(shí)間長(cháng)，生長(cháng)速率慢，含量較少，與異養菌競爭處于不利地位，硝化反應速率低。
4天后，NH3-N去除率明顯升高，達到了46.70%，這說(shuō)明系統中的硝化菌逐漸占優(yōu)勢，但NH3-N處理效果還不很理想，還需要繼續馴化。
使得NH3-N的去除率在90%以上，系統取得了良好的脫氮效果，達到馴化目的。