水是生命之源。人们每天都要用水。喝水。做饭。洗衣服。工厂生产需要水。农田灌溉也需要水。水非常重要。干净的水对人健康好。脏的水让人生病。现在很多地方的水不干净。水处理专业就是研究怎么让水变干净。这篇内容讲水处理的一些事情。

水从哪里来。大自然的水很多。河水。湖水。地下水。海水。这些水不能直接使用。河水里有泥沙。有垃圾。有细菌。湖水可能发绿。有藻类。地下水有时候有铁锈味。海水是咸的。这些水需要处理。处理以后才能喝。才能用。

水处理的方法很多。最简单的方法是沉淀。把水放在池子里。静静的放着。重的泥沙会沉到底部。水就变清一点。沉淀不能去除所有脏东西。小的颗粒不会沉。细菌也不会沉。需要别的方法。

另一个方法是过滤。用沙子过滤。水通过沙子层。小的颗粒被沙子挡住。水更干净了。还可以用活性炭过滤。活性炭有很多小孔。它能吸附水里的颜色。吸附臭味。比如铁锈的味道。氯气的味道。过滤以后水看起来清澈。没有异味。

但是细菌和病毒很小。过滤也不能完全去掉。需要消毒。消毒是杀死水里的病菌。常用的消毒方法是加氯。氯气很便宜。效果很好。水管里经常有氯的味道。这就是消毒的味道。氯消毒有缺点。氯和水里的有机物反应。产生一些东西。这些东西可能对身体不好。所以现在也有别的消毒方法。比如用紫外线灯照水。紫外线能破坏细菌的结构。细菌就死了。紫外线消毒没有化学物质加入水中。很安全。但是紫外线消毒以后。水在管道里可能再次被污染。所以有时候要加一点点氯保持余氯。

这是喝的水的处理。生活里还有用过的水。洗碗的水。洗澡的水。冲厕所的水。这些水叫污水。污水很脏。有油污。有肥皂泡。有粪便。有食物残渣。这些水不能直接排到河里。会污染环境。鱼会死。河水会发臭。所以污水也要处理。

污水处理比饮用水处理更复杂。第一步是格栅。一个大铁栅栏。挡住水里的塑料袋。树枝。大的垃圾。第二步是沉砂池。让水慢流。沙子石子沉下去。第三步是沉淀池。叫初沉池。水在这里停留几个小时。很多固体污物沉到底部。这些沉下去的污泥要挖走。

然后水进入生物处理阶段。这是污水处理的关键。水池里有大量微生物。微生物很小。肉眼看不见。它们吃水里的脏东西。比如粪便里的有机物。微生物把有机物当成食物。吃掉它们。自己生长繁殖。水就变干净了。微生物需要氧气。所以要向水里吹空气。用鼓风机。水池里冒泡泡就是在充氧。

微生物处理后的水还要再沉淀。在二沉池里。微生物聚在一起变成絮状。沉到池底。上面的水就清了。这些微生物污泥一部分回到前面水池继续工作。多的要处理掉。

这时候的水比较清了。但还不能排到河里。可能还有病菌。有氮和磷。氮磷是营养。排到河里会让藻类疯长。河变绿。水里没有氧气。鱼就死了。所以要去除氮磷。去除氮要用特殊的微生物。有的微生物喜欢氧气。能把氨氮变成硝酸盐。有的微生物不喜欢氧气。能把硝酸盐变成氮气。氮气跑到空气里。空气里本来就有很多氮气。没有害处。去除磷可以用化学方法。加一些药剂。比如铁盐。磷和铁结合沉淀下来。也可以用喜欢聚磷的微生物。

最后一步还是消毒。杀死水里的病菌。然后水才能排到河流里。或者再利用。用来浇花。洗马路。工厂冷却。

污泥怎么办呢。沉淀池的污泥很多。又臭又湿。先要浓缩。让污泥变稠。然后消化。把污泥放在大罐子里。没有氧气。另一种微生物工作。它们分解污泥。产生沼气。沼气可以烧。可以发电。消化后的污泥不臭了。然后脱水。用机器压成泥饼。泥饼可以埋掉。或者当肥料。但要小心。有的污泥有重金属。不能用在菜地里。

现在世界上的水越来越少。很多城市缺水。所以人们想reuse水。就是水回用。把污水处理得更干净。干净到可以喝。这叫再生水。很多人心理上不能接受。觉得是污水变来的。其实技术上可以做到。处理步骤更多。有膜技术。膜像很密的筛子。只让水分子过去。细菌病毒过不去。盐分也能去掉。这种水很纯。比很多河水干净。新加坡就这样做。他们叫新生水。

膜技术很好。但膜很贵。容易堵。要经常清洗。需要很多钱。很多地方用不起。科学家在研究便宜的膜。研究怎么让膜不容易堵。

水处理是不断发展的。老的方法有缺点。氯消毒有副产物。生物处理占地大。新的技术出来。比如膜技术。比如高级氧化。高级氧化用强氧化剂。或者用电。或者用光。产生羟基自由基。这个东西氧化能力极强。能把水里的药物残留。农药分解掉。变成无害的东西。这些新东西还在研究。将来会更便宜。更好用。

家里也有水处理。很多人家装净水器。净水器一般用活性炭。有的用反渗透膜。反渗透膜很密。连重金属离子都能去掉。出来的水几乎是纯水。长期喝纯水好不好。有人说会把身体里的矿物质带走。医生说不会。人从食物里获取矿物质。水里的矿物质很少。不重要。净水器要换滤芯。不换滤芯反而脏。细菌在滤芯里生长。

工厂的水处理不一样。每个工厂废水不同。造纸厂废水黑。有木头纤维。有化学药品。印染厂废水颜色多。有染料。有盐。电镀厂废水有毒。有氰化物。有重金属。工厂废水要先在工厂处理。处理到一定程度才能排到城市污水管道。不能直接排。会杀死污水厂的微生物。

农业的水问题也大。农田用化肥。下雨时化肥流到河里。河营养化。农田打农药。农药也流到水里。很难处理。最好的办法是源头减少。少用化肥农药。用有机肥。用生物治虫。但这很难。要教农民。要有政策。

水处理是一个大系统。从水源保护开始。保护河流湖泊。不让乱排污水。然后取水。处理。用管道送到家家户户。人们用了变成污水。污水收集起来。到污水处理厂。处理完排回自然。或者再用。这是一个循环。每个环节都不能坏。

做水处理工作的人很重要。他们盯着水质数据。看浊度。看余氯。看微生物指标。他们操作机器。加药。他们维护设备。他们保证人们喝到安全的水。他们保护了河流。他们的工作平凡但伟大。

水处理专业要学很多东西。学化学。要知道水里有什么杂质。学微生物。要知道怎么用细菌治污。学流体力学。要知道水怎么在管道里流动。学工程。要知道怎么修水池。建水厂。这个专业很实用。毕业了可以去自来水公司。可以去污水厂。可以去环保公司。可以做设计。可以做运营。可以做研究。

地球上的水是固定的。不增加。不减少。但人多。工厂多。用水多。污染多。干净水就少了。我们要珍惜水。节约用水。洗手关紧水龙头。洗菜水浇花。冲厕所。我们要支持水处理事业。交污水处理费。理解水厂的工作。相信科学。相信经过处理的水是安全的。

未来挑战很多。人口更多。气候变暖。有的地方干旱。有的地方洪水。水分布不均匀。需要更大的水库。更长的调水工程。需要更节约水的农业。需要更节水的工厂。需要每个人努力。

水处理技术会进步。科学家在实验室里忙碌。他们试新的材料。新的方法。工程师在工地忙碌。他们建造更高效的水厂。操作员在控制室忙碌。他们盯着屏幕。保证每一滴水安全。这一切都是为了一个目标。让所有人有干净的水用。这是最基本的需求。也是最伟大的事业。