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污水处理是指为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求,对其进行净化的过程。
一、污水处理的重要性
环境保护
未经处理的污水直接排放会对自然水体造成严重污染。例如,含有大量有机物的污水进入河流后,会导致水中溶解氧急剧下降,引发水生生物的死亡。污水中的重金属(如汞、镉、铅等)会在水生生物体内积累,通过食物链传递,终危害人类健康。
它还会影响土壤质量。用未经处理的污水灌溉农田,污水中的有害物质会改变土壤的理化性质,使土壤肥力下降,甚至导致土壤板结和盐碱化。
污水处理的工艺流程
一级处理(预处理)
主要采用物理方法,目的是去除污水中的较大颗粒的悬浮物和固体杂质。这一阶段包括格栅(拦截大块固体,如树枝、塑料瓶等)、沉砂池(去除沙粒等较重的无机颗粒)和初沉池(沉淀悬浮固体)。经过一级处理后,污水的悬浮物含量会大大降低,但有机物等污染物的去除率相对较低。
二级处理(主体处理)
通常采用生物处理方法,是污水处理的核心环节。它可以大幅度去除污水中的有机物,使污水的水质得到明显改善。经过二级处理后的污水,一般可以达到排放标准,但如果要回用,还需要进一步处理。
三级处理(深度处理)
根据污水的用途和出水要求,进行进一步的处理。这可能包括化学除磷、消毒(如紫外线消毒、用于杀灭病原体)、活性炭吸附(去除残留的有机物和色度)等工艺,以污水达到回用标准或更严格的排放标准。
污水处理是一个复杂的系统工程,需要综合考虑污水的性质、处理目标、经济成本等多种因素,选择合适的处理方法和工艺流程。
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初次沉淀池沉淀
经过预处理后的污水进入初次沉淀池。初次沉淀池主要是去除污水中的悬浮固体,其原理是重力沉降。污水在沉淀池内缓慢流动,悬浮固体在重力作用下逐渐沉淀到池底形成污泥。沉淀时间一般为 1 - 3 小时,根据沉淀池的类型(如辐流式、竖流式等)和污水的性质有所不同。初次沉淀池能够去除污水中约 50% - 70% 的悬浮固体,减轻后续处理单元的负担。
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消毒处理
紫外线照射可以破坏病原体的 DNA 或 RNA 结构,使其失去繁殖能力。紫外线消毒具有消毒速度快、不产生消毒副产物等优点。但是紫外线消毒的穿透能力有限,对于污水中的悬浮物和色度有的要求,需要在消毒前对污水进行适当的预处理。
水反应生成次氯酸,次氯酸具有强氧化性,能够破坏病原体的细胞膜等结构,从而达到消毒的目的。但是消毒会产生一些消毒副产物,如三卤甲烷等,可能对人体健康和环境产生的危害。
为了杀灭污水中的病原体,如细菌、病毒、寄生虫卵等,需要进行消毒处理。常见的消毒方法有消毒、二氧化氯消毒、紫外线消毒等。
消毒:
紫外线消毒:
除磷脱氮处理
生物脱氮是一个复杂的过程,主要包括硝化和反硝化两个阶段。在硝化阶段,污水中的氨氮在好氧条件下被硝化细菌转化为硝酸盐;在反硝化阶段,硝酸盐在缺氧条件下被反硝化细菌还原为氮气,从而从污水中逸出。生物脱氮需要为硝化细菌和反硝化细菌提供适宜的环境条件,如合适的温度、pH 值、溶解氧等。
向污水中加入化学药剂,如铝盐(聚合氯化铝)、铁盐(硫酸亚铁)等,这些药剂与污水中的磷酸盐反应,生成难溶性的磷酸盐沉淀,通过沉淀或过滤的方式将磷去除。化学除磷的效果较好,但会增加污泥的产量。
化学除磷:
生物脱氮:
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