黄小洋

（苏州农业职业技术学院，江苏苏州 215008）

污水处理以及环境保护管理是当今社会至关重要的议题之一。随着工业化以及城市化的不断发展，污水排放量不断增加，对环境以及公共健康造成了严重威胁。因此，深入研究探讨污水处理方法以及环境保护管理措施显得尤为迫切。本文旨在初探污水处理领域，特别围绕污水处理基本概念、不同处理方法、处理过程以及其对环境和公共健康的影响等方面展开探讨，以期为更广泛的研究和实践提供基础指导。

1 污水处理的基本概念

1.1 定义污水和废水

污水是指包含各种固体颗粒、溶解物质、有机物质和微生物的液体，通常是由生活、工业、农业以及其他活动中产生，污水可以分为生活污水（由家庭和公共设施排放的污水）以及工业污水（由工厂和企业排放的污水）。废水是指已经使用过的或受到污染的水，通常需要经过处理才能安全排放或回收利用。

1.2 污水的来源和成分

污水来源多种多样，包括厨房、卫生间、洗衣房、工业生产、农业灌溉以及雨水径流等，这些来源导致污水中包含多种成分，包括有机物质（如生物废物、油脂和有机溶解物）、无机物质（如废水中的矿物质、金属离子和盐类）、微生物（如细菌和病毒）、固体颗粒和营养物质（如氮和磷化合物）。

1.3 污水处理的目标

污水处理的主要目标是将污水中的有害物质去除或降低到安全排放或回收利用水平，以减少对环境的污染。为实现这一目标，污水处理通常采用多种方法和工艺，其中包括以下关键目标。

（1）去除固体颗粒是污水处理的基本任务之一，通过物理处理方法，如沉淀和过滤，去除污水中的悬浮固体颗粒，使水更清澈，减少浑浊度，提高水质。

（2）去除有机物质也是至关重要的，这一目标通过生物处理方法，如活性污泥法降解有机物质，减少水中的有机污染物。生物处理利用微生物将有机废物转化为较为稳定与无害的产物。

（3）污水处理的目标之一是去除无机物质，如重金属和矿物质，这一任务通常需要化学处理方法，包括氧化与中和，以去除水中的无机污染物，确保水质安全。

（4）污水处理还包括消毒过程，以杀死或去除水中的细菌和病毒，通常利用紫外线辐射或氯消毒等方法实现，以防止传染病的传播。

（5）回收资源。废水中可能含有有用物质，如氮、磷等有机物质，可以通过适当的处理和回收过程，将其转化为再生资源，减少资源浪费，同时也有助于环境保护。

2 污水处理方法

2.1 物理处理方法

（1）沉淀。沉淀是一种常见的物理处理方法，通常通过使用沉淀池等设备加以实现，在沉淀过程中，污水被放置在一个相对静止的环境中，使污水中的固体颗粒以及悬浮物逐渐下沉到底部，这些沉淀物质包括泥沙、颗粒物以及其他固体杂质。一旦这些杂质下沉到底部，清澈的水可从上面取出，从而完成固体物质的分离以及去除。

（2）过滤。过滤是另一种常用物理处理方法，通过使用过滤介质如砂、炭或滤纸去除污水中的微小颗粒以及悬浮物。在这一过程中，污水被迫通过过滤介质，其中的颗粒物质会被阻止，使水变得更加清澈。过滤方法非常适合用于去除微小颗粒，提高水的质量。

（3）蒸馏。蒸馏是一种高效物理处理方法，特别适用于去除污水中的溶解性污染物，这一过程涉及将污水加热至其蒸发，之后重新冷凝成液体，将纯净水分离出来，在蒸馏过程中，水的蒸汽被收集并冷凝成液体，其通常具有极高纯度，因为溶解性污染物无法随蒸汽蒸发，蒸馏通常用于需要高纯度水的应用，如实验室以及工业生产中。

2.2 化学处理方法

（1）氧化。氧化是一种常见的化学处理方法，通过添加氧化剂如氯气或过氧化氢将有机污染物氧化成更稳定的产物，这一过程将有机物质转化为较简单、不易挥发或不易溶解的化合物，减少水中有机污染物。氧化过程可有效去除有机物质，降低水体污染程度。

（2）中和。中和通过添加适当酸或碱来调整废水酸碱度，中和其中酸性或碱性物质，这一方法有助于稳定水质，防止酸性或碱性废水对环境产生不利影响，中和也可用于去除废水中的重金属，将其转化为沉淀物，从而降低它们的浓度。

（3）沉淀。化学沉淀是一种用于去除废水中的重金属以及无机物质的方法。在这一过程中，适当的化学药剂如盐酸、硫酸或氢氧化钠被添加到废水中，与废水中的污染物发生反应，形成不溶于水的固体沉淀物，这些沉淀物可通过沉淀槽或沉淀池分离出来，将重金属以及无机物质有效去除。

2.3 生物处理方法

（1）活性污泥法。活性污泥法是一种常见的生物处理方法，广泛应用于污水处理厂中。这一方法通过引入一种被称为“活性污泥”的微生物混合物处理废水，这些微生物能够降解有机物质，将其转化为较简单的化合物，如二氧化碳和水，活性污泥法需要特定的氧气供应以促进微生物活动，从而高效去除有机污染物，提高水质。

（2）生物膜法。生物膜法是另一种生物处理方法，利用生物膜将微生物固定在污水处理设备表面，这些微生物会附着在生物膜上，之后降解废水中的有机物质。这种方法适用于处理高浓度的有机废水，具有较高的处理效率，生物膜法通常在生物反应器中使用，以确保微生物的稳定附着和生长。

（3）植物处理法。植物处理法利用水生植物如莎草和蒲草来吸收、吸附和降解废水中的有机物质，这些植物通常被种植在人工湿地或废水塘中，充当生物过滤器，植物的根系提供微生物附着场所，同时植物自身也可吸收废水中的营养物质，这种方法通常用于小型污水处理和湿地恢复项目，对于改善水质和保护生态环境具有重要作用。

2.4 先进污水处理技术

（1）反渗透。反渗透是一种高级物理处理方法，通过半透膜去除废水中的离子、溶解物以及微生物等。在这一过程中，废水被推动通过具有微孔的膜，这些微孔足够小，可以过滤掉几乎所有的污染物，反渗透可以产生高纯度的水，适用于特殊用途，如电子工业、制药和饮用水生产。

（2）紫外线消毒。紫外线消毒是一种高效的物理处理方法，用于杀灭废水中的细菌、病毒以及其他微生物。在这一过程中，废水通过紫外线辐射室，紫外线能够破坏微生物的核酸，从而使它们失去生活能力，紫外线消毒广泛应用于污水处理和饮用水消毒，以防止水中微生物对人类健康的威胁。

（3）臭氧氧化。臭氧氧化是一种化学处理方法，通过添加臭氧气体来氧化和去除有机和无机污染物。这一过程能够有效降解难降解的废水污染物，包括有机化合物以及重金属。臭氧氧化通常用于处理含有高浓度有机物质的废水，如化工厂排放的废水，能显著提高废水水质，降低对环境的不良影响。

3 污水处理过程

3.1 预处理

预处理阶段是污水处理过程中至关重要的一步，旨在将原始污水中的大部分可见固体颗粒和杂质去除，以减轻后续处理步骤的负担。这一阶段的主要目标是初步净化污水，使其适合进一步处理和处理设备的保护。

在预处理阶段中，通常采用一系列物理处理方法，包括格栅、砂池和沉淀池等。格栅是一种设备，用于去除较大物质，如树叶、纸张和塑料等，以防止它们堵塞后续处理设备；砂池通常用于去除较重的颗粒物质，通过沉降作用，砂池可有效去除污水中的沙、砾石以及其他沉积物；沉淀池是重要的预处理设备，通过静置时间让污水中的悬浮颗粒沉降到底部，实现颗粒物质的分离。

这些物理方法的组合可以有效去除污水中的可见杂质以及颗粒物质，确保后续处理步骤的高效运行。预处理阶段的成功实施有助于降低后续处理设备的维护与维修成本，同时确保排放水质符合环保法规和标准，有助于保护自然环境。

3.2 一级处理

一级处理是废水处理的关键步骤之一，其主要目标是在预处理后，进一步去除有机污染物，以确保水质得到有效净化，一级处理阶段，通常采用生物处理方法，其中最常见的是活性污泥法。

活性污泥法是一种高效的生物处理方法，利用微生物的作用将有机物质降解为二氧化碳和水，在这一过程中，废水被引入具有活性污泥的处理槽或反应器中，这些污泥中的微生物通过分解有机物质，将其转化为无害产物，不仅有效去除有机污染物，还可减少废水中的化学需氧量（COD）以及生化需氧量（BOD），显著提高水质。

一级处理的成功实施对于后续处理阶段至关重要，因其显著减少水中污染物浓度，为更深层次净化提供了更清洁的废水。通过这一阶段的处理，可以降低环保设备负担，延长其使用寿命，并减少维护成本，因此，一级处理在化工安全生产以及环境保护管理中具有重要作用，有助于确保排放水质符合法规要求，减少对自然环境的不良影响。

3.3 二级处理

二级处理是废水处理的重要步骤，其主要任务是在一级处理后，进一步净化废水，去除残留的有机污染物和其他污染物质，这一阶段通常采用生物处理方法，以确保水质得到更彻底的净化。

在二级处理中，常见的生物处理方法包括生物滤池以及悬浮生物载体，生物滤池是一种通过微生物作用去除废水中的有机物质和氮、磷等营养物质的设备，废水通过滤池，微生物附着在滤材表面，通过降解有机物质以及转化氮、磷等元素，进一步净化水质。

悬浮生物载体是一种用于生物处理的高效装置，提供大量表面积供微生物附着并进行降解反应，这种载体可在较小空间内实现高效废水处理，同时降低处理系统的体积以及维护成本。

3.4 三级处理

三级处理通常用于处理需要更高水质标准的废水，例如特殊工业用途废水或用于饮用水处理的废水，这一阶段，采用物理或化学方法，旨在进一步去除废水中的微量污染物以及残留营养物质，以确保达到特定水质要求。

常见的三级处理方法是高级氧化过程，其中废水暴露在氧化剂（如臭氧或氢氧化氢）作用下，以氧化和分解残留的有机以及无机物质。这一过程能够有效去除废水中的难降解物质，提高水质纯度。

另一种常见三级处理方法是过滤，通过使用更精细的过滤介质或膜技术，可去除废水中的微量固体颗粒以及微生物。有助于确保水质符合特殊用途要求，如饮用水或工业过程中所需水质。

3.5 消毒和最终处理

消毒是废水处理的关键方面，其目的是杀灭或去除废水中的细菌病毒，防止污水排放引发疾病传播。为实现这一目标，通常采用紫外线辐射或氯消毒等方法。紫外线消毒通过照射废水中的微生物，破坏其DNA结构，使其失去生存以及繁殖能力，氯消毒则通过添加氯或其化合物，以杀灭微生物，消毒是确保排放水体安全的重要步骤，以防止水中病原体传播。

最终处理阶段涉及对已经经过前面处理阶段的废水进行最后处理和监测。包括确保水质达到规定的排放标准，以保护环境免受污染，最终处理的具体方法取决于废水的性质以及排放要求。此阶段可能包括进一步过滤、中和或氧化等过程，以确保废水不会对周围环境造成不良影响。

4 污水处理的环境和健康影响

4.1 污水处理不当的后果

污水处理不当可能导致严重后果，对环境以及公共健康造成负面影响。首先，未经适当处理的污水排放可能含有高浓度的有机物、重金属和其他有害物质，这些物质对水体生态系统产生毒性，危及水中生物。此外，未处理的污水中可能存在细菌、病毒和其他病原体，引发水源污染，导致水源中的传染病暴发，危害公共健康。

4.2 污水处理对环境的影响

适当的污水处理对环境保护至关重要。合格的污水处理可以降低污水排放中的污染物浓度，减少对自然水体的污染，有助于保护湖泊、河流以及海洋生态系统，维护水中生物多样性，此外，通过废水处理，可以减少氮、磷等营养物质进入水体，降低水体富营养化风险，避免赤潮等生态问题发生，合适的污水处理有助于维护生态平衡，保护自然环境。

4.3 污水处理对公共健康的影响

污水处理直接关系到公共健康。通过适当处理，可以有效去除污水中的病原体，减少传染病的传播风险，对确保供水安全以及公共卫生安全至关重要。另外，有效的废水处理还可减少大气污染物排放，降低空气质量污染对人体健康的不利影响，因此，合格的污水处理有助于维护公共健康，减少疾病传播以及环境相关健康问题。

5 结束语

现代社会，污水处理不仅是一项技术工程，更是一项关系到环境以及公共健康的重要任务。适当的污水处理不仅有助于净化水源、保护水生态系统，还能够减少疾病传播、维护公共卫生。然而，不当的污水处理可能导致严重后果，对环境和人类健康造成危害。因此，我们需要共同努力，加强污水处理技术研究与应用，确保废水得到适当的处理，不仅降低自然环境负担，还可以保护公共健康。政府、企业以及个人都应承担责任，采取措施改善污水处理工艺，提高废水处理效率，减少环境污染。