目前，活性污泥法是生活污水、城市污水以及有機性工業(yè)廢水處理中最常用的工藝。
活性污泥法工藝由英國人在1912年-1913年間發(fā)明，1914年由Ardern和Lockett在英國曼徹斯特建成試驗廠，1916年美國正式建立了第一座活性污泥法污水處理廠。
在90余年的歷史中，隨著在實際生產(chǎn)上的廣泛應用和技術上的不斷革新改進，特別是近幾十年來，在對其生物反應和凈化機理進行深入研究探討的基礎上，活性污泥法在生物學、反應動力學的理論方面以及在工藝方面都得到了長足的發(fā)展，出現(xiàn)了多種能夠適應各種條件的工藝流程。 目前，將生物脫氮技術和生物除磷技術融入了傳統(tǒng)的活性污泥工藝，此工藝稱為脫氮除磷活性污泥法，又稱A2O工藝。
一、生物脫氮機理
生物處理過程中，有機氮通過微生物的分解和水解轉(zhuǎn)化成氨氮，即氨化作用;通過硝化反應將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮，再通過反硝化反應將硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮還原成氣態(tài)氮逸出，達到脫氮目的。
生物脫氮主要包括三個階段，即氨化階段，硝化階段，以及反硝化階段。
氨化反應：無論好氧還是厭氧條件下，中性、堿性還是酸性環(huán)境中都能進行，只是作用的微生物不同、作用的強弱不同。
硝化反應：硝化反應過程中, 釋放氫離子, pH下降, 硝化菌對pH十分敏感，為保持適宜pH值，應保持足夠的堿度。
反硝化反應在：反硝化的影響因素主要是碳源和溶解氧。反硝化是指微生物在缺氧條件下, 以NO3--N中的氧為電子受體，有機碳為電子供體，將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣的過程。出水碳源不足時，可能需要另外投加碳源。
二、生物除磷機理
生物除磷原理利用好氧微生物中聚磷菌在好氧條件下對污水中溶解性磷酸鹽過量吸收作用，然后沉淀分離而除磷。
厭氧環(huán)境：污水中有機物在厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸菌作用下轉(zhuǎn)化為乙酸苷;而活性污泥中的聚磷菌在厭氧的不利狀態(tài)下，將體內(nèi)積聚的聚磷分解，產(chǎn)生的能量一部分供聚磷菌生存，一部分供聚磷菌主動吸收乙酸苷轉(zhuǎn)化為PHB(聚羥基丁酸)的形態(tài)貯存于體內(nèi)。聚磷分解形成的無機磷釋放回污水中。
好氧環(huán)境：進入好氧狀態(tài)后，聚磷菌將貯存于體內(nèi)的PHB進行好氧分解并釋放出大量能量供聚磷菌增殖等生理活動，部分供其主動吸收污水中的磷酸鹽，以聚磷的形式積聚于體內(nèi)—好氧吸磷。
三、A2O工藝運行過程中的控制要點
(1)溶解氧：在聚磷菌放磷的厭氧反應器內(nèi)，應保持絕對厭氧條件，NO3-一類的化合態(tài)氧也不允許存在，但在聚磷菌吸氧的好氧反應器內(nèi)卻應保持充足的氧。
(2)污泥齡：生物除磷主要是通過排除剩余污泥而去除磷的，因此剩余活泥多少將對脫磷效果產(chǎn)生影響，一般污泥齡短的系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥量較多，可以取得較高的除磷效果。有報導稱：當污泥齡為30d時，除磷率為40%，污泥齡為17d時，除磷率為50%，而當污泥齡降至5d時，除磷率高達87%。
(3) 溫度與PH值：在5-30℃范圍內(nèi)，都可取得較好的除磷效果，此范圍內(nèi)溫度越高釋磷速度越快，溫度低時應適當延長厭氧區(qū)停留時間。除磷過程適宜的pH值為6-8，否則，需調(diào)節(jié)。
