活性污泥去除污水中有机物的过程一般分为三个阶段。
(1)初期的吸附去除阶段
在该阶段，污水和污泥在刚开始接触的5～lOmin内就出现了很高的BOD去除率，通常30mm内污水中的有机物被大量去除，这主要是由于活性污泥的物理吸附和生物吸附共同作用的结果。
①初期的吸附去除完成时间短，去除量大；
②去除的有机物对象主要是胶体和悬浮性有机物；
③活性污泥的性质与初期的吸附去除关系密切，一般处于内源呼吸期的活性污泥微生物吸附能力强，而氧化过度的活性污泥微生物初期吸附的效果不好；
④初期吸附有机物的效果与生物反应池的混合及传质效果密切相关；
⑤被吸附的有机物没有从根本上被矿化，通过数小时的曝气后，在胞外酶的作用下，被分解为小分子有机物后才可能被微生物酶转化。
(2)代谢阶段
活性污泥吸附了污水中呈非溶解状态的大分子有机物后，被微生物的胞外酶分解成小分子的溶解性有机物，与污水中溶解性的有机物一起进人微生物细胞内被降解和转化，一部分有机物质进行分解代谢，氧化为二氧化碳和水，并获得合成新细胞所需的能量，另一部分物质进行合成代谢，形成新的细胞物质。
(3)活性污泥絮体的分离沉淀
无论是分解还是代谢，都能去除有机污染物，但是产物却不同，分解代谢的产物是二氧化碳和水，而合成代谢的产物则是新的细胞，并以剩余污泥的方式排出活性污泥系统。沉淀是混合液中固相活性污泥颗粒同废水分离的过程。固液分离的好坏，直接影响出水水质。如果处理水挟带生物体，出水BOD和SS将增大。所以，活性污泥法的处理效率，同其他生物处理方法一样，应包括二次沉淀池的效率，即用曝气池及二沉池的总效率表示，除了重力沉淀外，也可用气浮法进行固液分离。
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