污水处理很重要。城市每天产生大量污水。工厂也排放废水。这些水不能直接流入河流。河流会变脏。鱼会死亡。人们的生活也会受影响。我们需要处理这些污水。污水处理厂就是干这个的。

污水处理厂的工作分几步。第一步是拦截大块垃圾。污水通过粗格栅。格栅像一个大筛子。树枝、塑料袋、石头被拦住。工人定期清理格栅。这一步很简单。但不可缺少。没有这一步，后面的机器容易坏。

第二步是沉淀砂粒。污水流进沉砂池。水流速度减慢。砂子、小石子比较重。它们沉到池子底部。砂粒不去除会磨损水泵。砂粒积累多了也会占地方。沉砂池定期排砂。砂子被运走处理。

第三步是去除悬浮物。污水进入初沉池。在这里水流更慢。许多固体悬浮物慢慢下沉。这些悬浮物叫做污泥。污泥沉到池底。水池上部的清水流走。初沉池能去掉一部分污染物。水的浑浊度下降。

最重要的步骤是生物处理。污水中含有大量溶解性有机物。这些有机物眼睛看不见。微生物可以吃掉它们。我们将微生物放进曝气池。微生物需要氧气。我们向池中打入空气。这个过程叫曝气。微生物在氧气充足时活跃繁殖。它们将有机物分解成二氧化碳和水。污水因此变得干净。

微生物和水的混合物进入二沉池。在这里微生物沉到池底。它们形成活性污泥。上层的清水已经比较清澈。一部分活性污泥回到曝气池。这叫做回流污泥。回流是为了保持曝气池里有足够的微生物。多余的污泥需要处理。这叫剩余污泥。

清水还不能直接排放。我们需要进行深度处理。通常使用消毒方法。消毒杀死水中的病菌。常用的消毒剂是氯。也有用紫外线照射的。消毒后的水很安全。这些水可以排入自然水体。有的地方还会进一步处理。处理后的水可以浇花、洗路。这叫做中水回用。

污泥处理也是关键。从初沉池和二沉池排出的污泥很多。污泥含有大量水分。我们先减少它的体积。浓缩池让污泥静置。一部分水分离出来。污泥变稠了。但还是像泥浆。

接着进行污泥消化。消化在密闭的罐子里进行。没有氧气。另一种微生物工作。它们分解污泥中的有机物。产生沼气。沼气可以燃烧发电。为污水处理厂提供能源。消化后的污泥稳定了。臭味也减少了。

脱水让污泥变成泥饼。我们使用脱水机。像离心机或者带式压滤机。污泥中的水被甩出或挤出。泥饼的含水量降到百分之八十以下。泥饼方便运输。泥饼的处理方式有多种。可以填埋。可以焚烧。有的经过堆肥变成肥料。这要看污泥的成分是否安全。

设计一个污水处理厂需要考虑很多。首先要了解污水量。城市人口多少。工厂排水多少。算出一天最大的污水量。污水处理厂的处理能力要比这个大。留出余地。防止以后不够用。

进水水质必须知道。生活污水和工业废水不同。生活污水成分比较稳定。工业废水可能含有有毒物质。比如重金属。比如酸碱。这些会杀死微生物。我们需要提前了解。必要时让工厂先预处理自己的废水。达到标准才能排入城市管网。

处理工艺需要选择。小城镇可以用简单工艺。比如氧化沟。比如生物塘。大城市的土地紧张。需要高效工艺。比如A2O工艺。这个工艺能同时去除氮和磷。氮磷是植物营养。排入河流会导致藻类疯长。河流缺氧发臭。A2O工艺通过不同微生物分区工作。有的微生物喜欢氧气。负责分解有机物。有的微生物不喜欢氧气。负责将氮气释放到空气中。有的微生物在中间状态。可以吸收磷。最后通过排泥把磷去掉。

构筑物尺寸要计算。曝气池需要多大。取决于微生物的量和需要处理的污染物量。二沉池需要多大。取决于污泥沉降速度和水量。这些计算有公式。但需要经验。设计不合理效果就不好。可能出水不达标。可能浪费能源。

设备需要选型。水泵的型号。鼓风机的风量。脱水机的规格。设备要可靠。要容易维修。要考虑电费。节能很重要。曝气耗电最多。我们可以用微孔曝气器。它产生的小气泡多。氧气利用效率高。能省电。

我们还要考虑厂区布置。各构筑物位置要紧凑。管道连接要短。节省材料和空间。但也要留出通道。让维修车辆能进去。办公区要和处理区有点距离。臭味和噪声影响小点。绿化也要做。种些树和草。厂区环境好一些。

污水处理厂运行需要人。工人要培训。他们要知道工艺原理。会操作设备。会观察微生物状态。会做简单化验。比如测水中的COD。COD代表有机物的多少。测氨氮和总磷。看去除效果好不好。根据数据调整运行。比如调整曝气量。调整回流污泥量。

污水处理厂建设要花钱。政府投资。或者企业投资。设计时要考虑经济性。在保证效果的前提下节省投资。运行费用也要省。主要是电费、药费、人工费。好的设计能降低长期成本。

污水处理不是终点。我们要减少污水产生。节约用水。每个人都可以做。工厂要改进工艺。减少废水排放。使用更环保的原料。农业要合理施肥。减少养分流入河流。保护水源地。河水本来干净。治理就更容易。

污水处理是一门实用的技术。它结合了土木工程、微生物学、化学、机械。毕业设计需要综合运用这些知识。画图纸。计算数据。写设计说明书。设计要可行。要合理。要符合规范。通过设计我们更理解这门技术。知道怎么为社会服务。让水变干净。让环境变好。这是很有意义的工作。