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活性污泥工藝的運行好壞主要依賴于反應器中形成污泥的質量。新研究結果表明，在活性污泥反應器中創造一定條件可培養出高活性的SND顆粒污泥，其顆粒尺度在500μm左右，具有良好的沉淀性能和較高的SND速率。
根據目前普遍接受的污泥絮體理論及在曝氣池中通常觀測到的污泥顆粒大小(約為100μm )可知，在某些特定條件下污泥顆粒的緊密層可進一步增大，進而形成SND顆粒污泥。另有研究結果表明，在反硝化條件下活性污泥絮體能形成性能優良的顆粒污泥。
以往認為在曝氣池中由于水流紊動劇烈、剪切力較大，污泥顆粒尺度在達到100μm后就很難增大了。采用微氧電極對DO在顆粒內部擴散的研究結果表明，當DO為1～2 mg/L時，O2在污泥顆粒內的擴散深度約為100μm，因此在單純的碳氧化曝氣池中的污泥尺度若再增大，內部將進入厭氧狀態。目前對如何在曝氣池中提高活性污泥尺度的研究報道還較少，近Morgenroth采用厭氧顆粒污泥培養中的水力篩分法，以碳源為基質在USB反應器內培養出好氧顆粒污泥，其顆粒尺度可達1～3 mm，具有優良的沉淀性能。但由于曝氣池中O2的供給是限制因素，當顆粒變大后其平均活性并不高(內部大量污泥處于厭氧狀態)，且隨著運行時間的延長，污泥活性可能進一步退化。

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好氧生物膜法
氧生物膜法是與活性污泥法并列的一種污水好氧生物處理法。這種方法的實質是使細菌、真菌、原生動物、后生動物等微生物附著在濾料或某些載體上生長繁育,并在其上形成膜狀生物污泥———生物膜(Biofilm)。
與傳統法處理污水相比，膜生物反應器具有以下幾個方面的特征：
①出水水質好用超微濾膜組件取代二次沉淀池可以使生物反應器獲得比普通活性污泥法更高的生物濃度，提高了生物降解能力，處理效果好；同時膜分離后出水質量高，當處理對象為生活污水時，可滿足建設部生活回用水水質標準C(J25.1一89)。
②工藝參數易于控制膜生物反應器內可以實現STR和HTR的*分離。通過控制較長的STR，使世代時間較長的硝化菌得以富集，提高硝化效果;同時膜分離也使廢水中那些大分子、顆粒狀難降解的成分在有限體積的生物反應器中有足夠的停留時間，從而達到較高去除率。
③設備緊湊，占地少。由于生物反應器內污泥濃度高，容積負荷可大大提高，生物反應器體積大大減小;從形式上看，一體式膜生物反應器可使設備更加緊湊。 

二級處理(生化處理)
污水生化處理屬于二級處理，以去除不可沉懸浮物和溶解性可生物降解有機物為主要目的，其工藝構成多種多樣，可分成生物膜法和活性污泥法(AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化溝法)穩定塘法、土地處理法等多種處理方法。
目前大多數城市污水處理廠都采用活性污泥法，小城市一般采用的是CRI法(人工快滲系統)，另外在工業廢水方面還有一些其它的方法。生物處理的原理是通過生物作用，尤其是微生物的作用，完成有機物的分解和生物體的合成，將有機污染物轉變成無害的氣體產物(CO2)、液體產物(水)以及富含有機物的固體產物(微生物群體或稱生物污泥);多余的生物污泥在沉淀池中經沉淀池固液分離，從凈化后的污水中除去。