當今全球面臨的挑戰之一是如何在污水處理廠處理盡可能多的廢水。根據 2017 年聯合國世界水資源開發報告《廢水--一種尚未開發的資源》，廢水可以成為滿足地球對淡水和原材料日益增長的需求的關鍵資源。廢水或污水是因人為干預而導致水質受到污染的水，根據水源的不同可分為市政、生活或工業廢水。

廢水處理廠(WWTPs)負責收集居民區或工業部門的水，并去除其中的污染物。這一過程的目的是將這種資源返回到水循環中，或者將其排放到河道中，或者在農業等活動中重新使用。本文介紹了處理廢水的流程。

一、污水處理廠有哪些流程?

進入污水處理廠的水要經過一系列物理、化學和生物處理過程，以去除其中的污染物。這些過程通常分為四個階段，即初步處理、一級處理、二級處理和三級處理。

此外，廢水處理廠還會對各種處理過程中產生的副產品進行其他處理。其中一些過程，如污泥處理和管理，意義重大，因為它們的管理既復雜又極其有趣。

1.預處理

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

2.初級處理

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

3.二級處理

該工藝旨在去除水中的有機物以及氮和磷等營養物質。

二級處理主要是生物處理，通常使用細菌和微生物來分解和去除水中的有機物和各種營養物質。最常見的是活性污泥法，根據所需的去除要求，將處理過的水在不同的氧氣條件(好氧、缺氧和厭氧)下在池中放置數天。在這種情況下，生活在水箱或反應器中的各種細菌以水中的有機物和營養物質為食，將其從水中去除并轉移到自己的生物體中。

第二次或二次沉淀過程常見于生物處理過程之后。在此過程中，在前一過程中生長的細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，經過處理的水從頂部流出，其中不含大部分細菌和固體，從而產生澄清水。

在污水處理廠，當處理后的水達到規定的排放要求，且沒有進一步的回用或進一步處置的水質要求時，水處理通常在此階段結束。

4.三級處理

在三級處理或化學處理過程中，目的是改善水的最終質量，使其能夠回歸環境(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。這是通過一系列旨在消除病原體(如糞便細菌)的過程來實現的。

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

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品。首先，在一級和二級污泥處理過程中會產生和回收大量污泥。

首先，污泥會被濃縮，以減少需要處理的水量，從而優化現有的下游工藝。然后，通過好氧(使用空氣)或厭氧工藝(在稱為消化池的封閉池中)對混合污泥進行分解，以穩定細菌的生長并清除細菌。然后通過脫水(通常使用臥螺離心機)來減少水量。一旦這些淤泥達到了干燥度、重金屬、營養物質和病原體含量的要求，就必須以對環境影響最小的方式進行處理。在西班牙，淤泥通常被重新用作農業肥料。

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