當(dāng)今全球面臨的挑戰(zhàn)之一是如何在污水處理廠處理盡可能多的廢水。根據(jù) 2017 年聯(lián)合國(guó)世界水資源開(kāi)發(fā)報(bào)告《廢水--一種尚未開(kāi)發(fā)的資源》，廢水可以成為滿足地球?qū)Φ驮牧先找嬖鲩L(zhǎng)的需求的關(guān)鍵資源。廢水或污水是因人為干預(yù)而導(dǎo)致水質(zhì)受到污染的水，根據(jù)水源的不同可分為市政、生活或工業(yè)廢水。

廢水處理廠(WWTPs)負(fù)責(zé)收集居民區(qū)或工業(yè)部門的水，并去除其中的污染物。這一過(guò)程的目的是將這種資源返回到水循環(huán)中，或者將其排放到河道中，或者在農(nóng)業(yè)等活動(dòng)中重新使用。本文介紹了處理廢水的流程。

一、污水處理廠有哪些流程?

進(jìn)入污水處理廠的水要經(jīng)過(guò)一系列物理、化學(xué)和生物處理過(guò)程，以去除其中的污染物。這些過(guò)程通常分為四個(gè)階段，即初步處理、一級(jí)處理、二級(jí)處理和三級(jí)處理。

此外，廢水處理廠還會(huì)對(duì)各種處理過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品進(jìn)行其他處理。其中一些過(guò)程，如污泥處理和管理，意義重大，因?yàn)樗鼈兊墓芾砑葟?fù)雜又極其有趣。

1.預(yù)處理

預(yù)處理或預(yù)處理是廢水處理的第一階段，用于為后續(xù)階段的處理做好準(zhǔn)備。因此，預(yù)處理包括清除在處理過(guò)程中可能會(huì)損壞工廠或設(shè)備的物品。粗過(guò)濾通常是第一步。在這一過(guò)程中，使用不同厚度的篩子和紗網(wǎng)將大中型固體廢物分離出來(lái)。隨后，使用脫水機(jī)和脫脂器去除油脂和沙粒。

2.初級(jí)處理

這一階段的目的是去除部分懸浮固體。為此，將水在臥螺離心機(jī)中停留一到兩個(gè)小時(shí)，在重力作用下將這些顆粒分離出來(lái)。該工藝的其他優(yōu)點(diǎn)還包括水流的均勻性和去除與懸浮固體相關(guān)的有機(jī)物。在這一過(guò)程中，還可以加入混凝劑和絮凝劑等化學(xué)物質(zhì)，以改善固體的沉淀效果并去除磷。在某些情況下，還會(huì)使用堿和酸性物質(zhì)來(lái)中和水的 pH 值。

3.二級(jí)處理

該工藝旨在去除水中的有機(jī)物以及氮和磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

二級(jí)處理主要是生物處理，通常使用細(xì)菌和微生物來(lái)分解和去除水中的有機(jī)物和各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。最常見(jiàn)的是活性污泥法，根據(jù)所需的去除要求，將處理過(guò)的水在不同的氧氣條件(好氧、缺氧和厭氧)下在池中放置數(shù)天。在這種情況下，生活在水箱或反應(yīng)器中的各種細(xì)菌以水中的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為食，將其從水中去除并轉(zhuǎn)移到自己的生物體中。

第二次或二次沉淀過(guò)程常見(jiàn)于生物處理過(guò)程之后。在此過(guò)程中，在前一過(guò)程中生長(zhǎng)的細(xì)菌在沉淀池下部沉淀，形成水和固體的混合物，稱為生物污泥。這種混合物被抽出或從瀉湖底部沖出，經(jīng)過(guò)處理的水從頂部流出，其中不含大部分細(xì)菌和固體，從而產(chǎn)生澄清水。

在污水處理廠，當(dāng)處理后的水達(dá)到規(guī)定的排放要求，且沒(méi)有進(jìn)一步的回用或進(jìn)一步處置的水質(zhì)要求時(shí)，水處理通常在此階段結(jié)束。

4.三級(jí)處理

在三級(jí)處理或化學(xué)處理過(guò)程中，目的是改善水的最終質(zhì)量，使其能夠回歸環(huán)境(海洋、河流、湖泊和其他水文流域)，并在某些情況下用于人類消費(fèi)。這是通過(guò)一系列旨在消除病原體(如糞便細(xì)菌)的過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

使用的方法包括使用沙床或其他材料進(jìn)行過(guò)濾，以及使用氯(通常是次氯酸鈉)或紫外線進(jìn)行消毒，以減少在前幾個(gè)階段形成的微小生物體的數(shù)量。

二、污泥處理，污水處理廠的殘留物

有些類型的廢物是污水處理的副產(chǎn)品。首先，在一級(jí)和二級(jí)污泥處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生和回收大量污泥。

首先，污泥會(huì)被濃縮，以減少需要處理的水量，從而優(yōu)化現(xiàn)有的下游工藝。然后，通過(guò)好氧(使用空氣)或厭氧工藝(在稱為消化池的封閉池中)對(duì)混合污泥進(jìn)行分解，以穩(wěn)定細(xì)菌的生長(zhǎng)并清除細(xì)菌。然后通過(guò)脫水(通常使用臥螺離心機(jī))來(lái)減少水量。一旦這些淤泥達(dá)到了干燥度、重金屬、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和病原體含量的要求，就必須以對(duì)環(huán)境影響最小的方式進(jìn)行處理。在西班牙，淤泥通常被重新用作農(nóng)業(yè)肥料。

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