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污水處理是指為使污水達到排入某一水體或再次使用的水質要求，對其進行凈化的過程。

一、污水處理的重要性

環境保護

未經處理的污水直接排放會對自然水體造成嚴重污染。例如，含有大量有機物的污水進入河流后，會導致水中溶解氧急劇下降，引發水生生物的死亡。污水中的重金屬（如汞、鎘、鉛等）會在水生生物體內積累，通過食物鏈傳遞，終危害人類健康。

它還會影響土壤質量。用未經處理的污水灌溉農田，污水中的有害物質會改變土壤的理化性質，使土壤肥力下降，甚至導致土壤板結和鹽堿化。

污水處理的工藝流程

一級處理（預處理）

主要采用物理方法，目的是去除污水中的較大顆粒的懸浮物和固體雜質。這一階段包括格柵（攔截大塊固體，如樹枝、塑料瓶等）、沉砂池（去除沙粒等較重的無機顆粒）和初沉池（沉淀懸浮固體）。經過一級處理后，污水的懸浮物含量會大大降低，但有機物等污染物的去除率相對較低。

二級處理（主體處理）

通常采用生物處理方法，是污水處理的核心環節。它可以大幅度去除污水中的有機物，使污水的水質得到明顯改善。經過二級處理后的污水，一般可以達到排放標準，但如果要回用，還需要進一步處理。

三級處理（深度處理）

根據污水的用途和出水要求，進行進一步的處理。這可能包括化學除磷、消毒（如紫外線消毒、用于殺滅病原體）、活性炭吸附（去除殘留的有機物和色度）等工藝，以污水達到回用標準或更嚴格的排放標準。

污水處理是一個復雜的系統工程，需要綜合考慮污水的性質、處理目標、經濟成本等多種因素，選擇合適的處理方法和工藝流程。

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二級處理

生物處理 - 活性污泥法

從曝氣池流出的混合液進入二次沉淀池。在二次沉淀池中，活性污泥在重力作用下沉淀到池底，與處理后的上清液分離。沉淀后的污泥一部分回流到曝氣池前端，以維持曝氣池中活性污泥的濃度，另一部分作為剩余污泥排出系統進行后續處理。二次沉淀池的沉淀時間一般為 1 - 2.5 小時，其表面水力負荷（單位時間內單位面積沉淀池所處理的水量）是設計的重要參數。

經過初次沉淀池后的污水進入曝氣池。在曝氣池中，污水與活性污泥充分混合，同時通過曝氣設備向污水中充入空氣，為微生物提供氧氣。微生物在有氧的條件下分解污水中的有機物。例如，活性污泥中的細菌、原生動物等微生物會將污水中的糖類、蛋白質、脂肪等有機物分解為二氧化碳、水和微生物細胞物質。曝氣時間和曝氣強度需要根據污水的性質和處理要求進行控制，一般曝氣時間為 4 - 8 小時。

曝氣池曝氣：

二次沉淀池泥水分離：

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除磷脫氮處理

生物脫氮是一個復雜的過程，主要包括硝化和反硝化兩個階段。在硝化階段，污水中的氨氮在好氧條件下被硝化細菌轉化為硝酸鹽；在反硝化階段，硝酸鹽在缺氧條件下被反硝化細菌還原為氮氣，從而從污水中逸出。生物脫氮需要為硝化細菌和反硝化細菌提供適宜的環境條件，如合適的溫度、pH 值、溶解氧等。

向污水中加入化學藥劑，如鋁鹽（聚合氯化鋁）、鐵鹽（硫酸亞鐵）等，這些藥劑與污水中的磷酸鹽反應，生成難溶性的磷酸鹽沉淀，通過沉淀或過濾的方式將磷去除。化學除磷的效果較好，但會增加污泥的產量。

化學除磷：

生物脫氮：

過濾吸附處理

活性炭具有巨大的比表面積和豐富的孔隙結構，能夠吸附污水中的有機物、色度、異味等。活性炭吸附可以有效提高污水的水質，使污水達到更高的回用標準或更嚴格的排放標準。但活性炭吸附一段時間后會飽和，需要進行再生或更換。

污水經過砂濾池進行過濾，砂濾池中的石英砂等過濾介質可以進一步去除污水中的懸浮固體、膠體物質等。砂濾的過濾速度和過濾周期需要根據污水的性質和出水要求進行設計。

砂濾：

活性炭吸附：

介紹一下污水處理中化學法的主要應用

污水處理廠的運營成本主要包括哪些方面？

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