污水處理工藝流程分析

葉銳

摘 要：現代污水處理工藝是基于物理、化學、生物等多種原理對污水中的各類污染物進行分離，以使污水達到排放標準的一種工藝。物理方法主要用于污水的預處理，生物方法主要處理水中的有機污染物，化學方法則針對水中的無機鹽和金屬離子等。對于以有機物污染物為主的污水，要經過一級處理、二級處理兩個階段，以消除水中90%以上的污染物，而對于還含有大量無機污染物的污水，還應當進行三級處理并消毒后才可排放。

關鍵詞：污水處理；工藝流程；分析

如何提高污水處理的效果和效率，提高排放水質、減小對自然水體環境的破壞，是污水處理研究工作需要考慮的問題。在現代化的污水處理廠中，一般都會將多種污水處理方法結合起來，先利用簡單的物理手段進行預處理，再利用活性污泥法或生物膜法等生物方法進行有機物的處理，對于剩余的無機鹽污染物和微生物，則采用對應的處理方法進行處理。

1 污水處理技術的基本原理

污水處理技術是指采用一種或多種方法分離污水中含有的污染物，或將污染物轉化為穩定無害的物質，使得污水得以凈化的技術。按照污染物分離或轉化的原理，又可分為物理處理、化學處理和生物處理等。

1.1 污水的物理處理原理

物理處理是指采用物理作用方法將污水中的主要固態懸浮雜質去除。例如利用重力沉降作用的雜質沉淀法；或利用篩濾裝置對懸浮物進行過濾的篩濾法；利用半透膜將污染物進行選擇性截留的滲透法；以及利用氣浮裝置粘附去除水中污染物的氣浮法等。基于物理處理原理的技術，主要用于對污水的預處理，如初次沉淀前的粗格柵過濾；或用于最終凈化處理，如利用活性炭對水中殘余的重金屬離子以及有機物進行吸附。

1.2 污水的化學處理原理

化學處理是利用化學方法來去除水中的污染物。例如通過投放具有一定電荷性質的電解質對水中的膠體性質污染物進行混凝；利用污染物的酸堿特性，投放具有相反酸堿性的物質進行中和反應；利用污染物的氧化還原性，投放相應的還原劑、氧化劑等進行處理等。化學處理技術，主要用于對污水中的無機污染物進行處理，如在最終處理中，對水中的無機酸式鹽和重金屬離子進行沉淀或滲析等。

1.3 污水的生物處理原理

污水的生物處理是指利用污水中微生物的增殖與新陳代謝，將水中的污染物（主要是有機污染物）分解為水、二氧化碳等無害物質。化糞池屬于生物處理法的一類，但其污染物去除率較低，COD去除率為15%左右，BOD5為9%，氨氮去除率3%。基于生物處理原理的活性污泥法、SBR法等多種污水處理工藝，在國內外污水處理行業中有著廣泛地應用，是污水處理的重點方法，可以除去水中的大部分有機污染物。

2 污水處理的工藝流程分析

在污水處理的實際作業中，一般不單使用某種污水處理方法，而是將多種方法結合，已達到更加良好的污水處理效果。按照處理階段可以分為一級處理、二級處理和三級處理三個階段，應用該流程的一體化污水處理設備的污水處理效果更好，其BOD5可以達到80～90%，COD在65%到80%，而SS在90%左右。

2.1 污水的一級處理

污水的一級處理方法主要用于初步去除污水中處于懸浮狀態的固體污染物，是一種物理的預處理手段。一級處理通常可以去除水中有機污染物的30%左右。在一級處理流程中，首先要通過格柵或篩濾器對原污水進行篩濾，使用提升泵提升至沉砂池，將砂粒沉淀后，把剩余污水導入初次沉淀池。其中，格柵是一組設置于污水流經渠道的平行金屬柵條，按照柵條間隙又可以分為粗格柵、中格柵和細格柵，可以在原污水流過時截留體積較大的固體漂浮物，既可以對污水進行初步篩濾，又可以防止其對后續排污管道造成堵塞；而沉砂池分為平流式沉砂池和曝氣式沉砂池，它們針對污水中的顆粒型固體懸浮物進行分離：前者是增大過水斷面，水流速度下降的時間，利用重力作用使得顆粒物沉降，而后者利用空氣通入時形成的水體旋流，使得顆粒物分離。初次沉淀池是利用重力沉降作用將顆粒較細的污泥進行分離。

2.2 污水的二級處理

一次處理后，污水從初沉池進入生物處理設備，在設備中經過活性污泥法或生物膜法等生物處理，這一過程稱為污水的二級處理過程。污水的二級處理可以去除水中90%以上的有機污染物，將水中有機物的含量降到符合排放標準的范圍內。污水的生物處理方法主要為活性污泥法和生物膜法，它們的主要區別在于前者是通過曝氣池中的活性污泥進行有機污染物分解，而后者是依靠載體表面的微生物膜達到氧化分解效果。活性污泥法是指含有大量微生物群落等活性物質的懸浮污泥，這些微生物以細菌和真菌為主，這些微生物群落在水中呈現出黃褐色絮狀沉淀態，在曝氣池中發揮作用。生物膜法，是指利用微生物附著于固體介質表面生長，形成具有較大接觸面積的生物膜，以對污水進行處理。生物膜的組成和活性污泥類似，但結構不同：它由厭氣層、好氣層、附著層和運動層構成，首先由附著層吸附水中的有機物，再由好氣、厭氣層依次將有機物分解。

2.3 污水的三級處理

二級處理后，污水中的有機物含量已基本達到排放標準，一般經過消毒后即可排放。但如果水中含有較多的無機污染物，則還應當進行三級處理。三級處理包含了部分生物方法和化學方法，如生物脫氮、生物脫磷、活性炭吸附、離子交換和電滲析等。三級處理結合了多種處理手段，例如通過投放混凝劑并攪拌，使得污水中剩余的顆粒物和絮狀體進行凝聚去除；對于水中剩余重金屬離子，可以采用活性炭進行吸附去除；另外，如果水中還含有部分具有還原性的有機物和無機物雜質，還可以通入臭氧進行氧化處理；水中的可溶性無機鹽是導致土壤板結和鹽堿化的元兇，應當使用電滲析或離子交換法，對無機鹽離子進行去除。經過生物處理的污水，水中的微生物含量都處于超標范圍，因此還應該在排放前對污水進行消毒。常用的消毒方法有液氯消毒、臭氧消毒、次氯酸鈉消毒以及紫外線消毒等。液氯消毒成本較低，可以抑制水中細菌的再度繁殖，但會殘留部分氯離子；相比之下，紫外線消毒和臭氧消毒的殺菌、除味效果更好，但成本也更高。

3 結束語

綜上所述，現代化污水處理工藝是一項多種原理、技術相結合的綜合性工藝流程，其對于處理時間、處理量等的把握較為嚴格。在進行實際污水處理工作中，要因地制宜，針對污水中污染物成分特點，制定適合、高效的污水處理工藝方法，以在保護環境的同時，降低處理成本，實現可持續發展。

參考文獻

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