工業污水處理過程中的活性污泥是生化處理系統中的主體作用物質。正常的城市污水的活性污泥的外觀為黃褐色的絮絨顆粒狀，粒徑為0.02—0.2mm，單位表面可達2-10㎡/L，相對密度為1.002—1.006，含水率在99%以上。

在活性污泥上棲息著具有強大生命力的微生物群體。這些微生物群體主要由細菌和原生動物組成，也有真菌和以輪蟲為主的后生動物。

活性污泥的固體物質含量占1%以下，由四部分組成：a具有活性的生物群體；b微生物自身氧化殘留物，這部分物質難于生物降解；c原污水帶入的不能為微生物降解的惰性有機物質；d原污水帶入并附在活性污泥上的無機物質。

細菌是活性污泥凈化功能活躍的成分，污水中可溶性有機污染物直接為微生物所攝取，并被代謝分解為無機物，如H2O和 CO2等。

活性污泥系統中的真菌是微小腐生或寄生的絲狀菌，這種真菌具有分解碳水化合物、脂肪、蛋白質及其他含氮化合物的功能，但若大量異常的增殖會引發污泥膨脹現象。

在活性污泥中存活的原生動物有肉足蟲、鞭毛蟲和纖毛蟲等三類。活性污泥的原生動物能夠不斷地攝食水中的游離細菌，起到進一步凈化水質的作用。原生動物是活性污泥系統中的指示性生物，當活性污泥出現原生動物，如鐘蟲、等枝蟲、獨縮蟲、聚縮蟲和蓋纖蟲等，說明處理水質良好。

后生動物（主要指輪蟲）捕食原生動物，在處理優異的完全氧化型的活性污泥系統中出現，如氧化溝系統，輪蟲的出現是水質非常穩定的標志。但是當大量輪蟲的出現、微生物細小則可能是過曝氣引起。

活性污泥法是采用人工曝氣的手段，使得活性污泥均勻分散于曝氣池中，和污水充分接觸，并在有溶解氧的條件下，對污水中所含的有機物進行著合成和分解的代謝活動，在這種活動過程中，有機物質被微生物所利用，得以降解后去除。同時，也不斷合成新的微生物去補充、維持曝氣池中所需的工作主體——微生物(活性污泥)，與從系統中排除的那部分剩余的活性污泥互相平衡。

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