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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。

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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。

一级处理

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。

二级处理

生物处理 - 活性污泥法

从曝气池流出的混合液进入二次沉淀池。在二次沉淀池中，活性污泥在重力作用下沉淀到池底，与处理后的上清液分离。沉淀后的污泥一部分回流到曝气池前端，以维持曝气池中活性污泥的浓度，另一部分作为剩余污泥排出系统进行后续处理。二次沉淀池的沉淀时间一般为 1 - 2.5 小时，其表面水力负荷（单位时间内单位面积沉淀池所处理的水量）是设计的重要参数。

经过初次沉淀池后的污水进入曝气池。在曝气池中，污水与活性污泥充分混合，同时通过曝气设备向污水中充入空气，为微生物提供氧气。微生物在有氧的条件下分解污水中的有机物。例如，活性污泥中的细菌、原生动物等微生物会将污水中的糖类、蛋白质、脂肪等有机物分解为二氧化碳、水和微生物细胞物质。曝气时间和曝气强度需要根据污水的性质和处理要求进行控制，一般曝气时间为 4 - 8 小时。

曝气池曝气：

二次沉淀池泥水分离：

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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