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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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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：

生物处理 - 生物膜法

生物转盘也是生物膜法的一种。它由一系列旋转的圆盘组成，圆盘的一部分浸没在污水中。微生物附着在圆盘表面形成生物膜，当圆盘缓慢转动时，生物膜交替与污水和空气接触。在与污水接触时，微生物分解污水中的有机物；在与空气接触时，微生物获得氧气进行呼吸作用。生物转盘的转速一般为 0.8 - 3 转 / 分钟，通过控制转速可以调节生物膜与污水和空气的接触时间。

生物滤池是生物膜法的一种常见形式。在生物滤池开始运行时，需要在滤料（如塑料滤料、陶粒等）表面培养微生物，形成生物膜。污水从滤池顶部喷洒而下，经过滤料层，微生物在滤料表面的生物膜上生长繁殖。微生物利用污水中的有机物作为营养物质进行代谢活动。滤料的选择对生物膜的形成和处理效果有重要影响，例如，比表面积大的滤料能够提供更多的微生物附着面积，有利于提高处理效率。

生物滤池挂膜：

生物转盘转动：

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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