污水处理厂的工作原理

水是制造业流程和国内生产中不可或缺的一部分。它被用作冷却剂、溶剂，以及参与许多基于化学反应的工艺过程。
在制造过程完成后，会产生废水作为副产品。这种废水被称为“废水排放物（effluent）”。其中含有有毒和无毒物质。由于废水排放物中含有有害物质，不能直接排放到环境中。

因此，就需要建设污水处理厂了。这其实是一种用于净化工业废水的措施，目的是为了实现废水的回收利用或安全处置。不同公司的废水成分各不相同，因此所需的污水处理工艺也会有所差异。

污水处理厂的设计

如上所述，每家公司的废水成分各不相同，因此每家公司所需的污水处理系统（ETP，即Effluent Treatment Plant）的设计也会根据废水的具体特性而有所差异。

1. 废水的物理参数：

a) 废水的物理性质包括：悬浮固体（如土壤、植物纤维等）
b) 浊度——指物质吸收阳光的能力，这一能力由悬浮物质的存在决定。
c) 废水的温度：温度较高可能意味着毒性更强。
d) 颜色：由溶解或悬浮的物质决定。

2. 化学参数

a) 总溶解固体——主要是溶解的盐类
b) 存在的无机物质
c) 废水碱度
d) 水的硬度——钙和镁离子的浓度
e) 可利用的营养物质
f) 有机物质
g) 金属：重金属具有毒性。
h) 氟化物：高浓度时具有毒性。
i) 废水中存在氯化物
j) 溶解氧和氮的含量会随着废水中溶解盐分的多少而变化。溶解盐分越多，氧气和氮气的百分比就越低。
k) 农药和其他农业化学品对环境具有高度毒性。

3. 生物学参数

这是废水中存在微生物病原体的情况。这些微生物包括各种微生物群落。某些微生物种类能够在废水中存活，并且这些病原体可以传播诸如伤寒、霍乱和痢疾等危险疾病。
a) 细菌：可能是有害的细菌，也可能是对环境无害的细菌。
b) 病毒：废水中可能含有危险的水传播病毒，例如黄热病病毒和脊髓灰质炎病毒。
c) 原生动物：其代谢活动比大多数微生物更为复杂。

因此，污水处理厂（ETP）的设计目的是去除废水中的物理、化学和生物污染物。根据废水所需的处理程度，污水处理厂被分为四个不同的等级，每个等级专门用于去除废水中的特定类型污染物。

废水处理共有四个阶段，每个阶段的设置都是为了确保在处理完成后，排放到环境中的水对环境的影响尽可能小。这些阶段分别是：

1. 初级处理阶段：该阶段旨在去除废水中的物理性污染物。主要采用物理处理方法，包括沉淀、过滤、曝气、流量均衡、澄清和筛分等工艺。

2. 初级处理阶段：主要目的是去除大颗粒的固体物质和有机污染物。这一阶段结合了物理和化学处理方法。所采用的物理处理方法与初级处理阶段相同。化学处理过程则通过添加特定的化学物质来提升废水的质量，具体包括化学絮凝、通过添加盐酸（HCl）或碳酸钠（sodium carbonate）来调节pH值、化学沉淀、絮凝以及溶气浮选（dissolved air flotation）等工艺。

3. 第二级处理：主要去除可生物降解的有机物质和悬浮物。这一阶段采用生物和化学处理方法。其中，化学处理方法与第二级处理类似。

涉及的生物工艺包括悬浮生长工艺和附着生长/固定膜工艺。这两种生物工艺可以同时使用，也可以单独选择其中一种。

4. 三级处理：这一阶段通过物理、化学和生物方法共同作用，去除悬浮物和溶解在液体中的物质。所采用的处理工艺与之前的处理阶段相同。

污水处理厂是制造业及其他废水处理设施中的关键组成部分。通过严格的处理流程，它们有效防止有害物质对环境造成污染，从而保护环境安全。