废水处理的基本流程
水是一种珍贵的商品。为了保护我们的天然水域并支持饮用水的生产，因此所有的废水在返回水循环之前都要先清洗掉其中的杂质和污染物。为了处理水并达到最佳的天然水质，我们采用了不同的工艺。
一般来说，废水的处理可以分为两种基本类型。首先，将有问题的物质从水中去除。这是通过清洗、除铁、除锰、消毒、脱盐或软化来实现的。第二，专门补充物质以改善质量并影响pH值或电导率等参数。
水处理的阶段
您可以使用几个流程来实施水处理的各个准备阶段：
机械制备的物理过程，如曝气、沉淀或热影响。这还包括使用筛网、过滤器和筛子。
生物过程，如厌氧废水处理、生化氧化或污泥消化
化学过程，如中和、消毒、絮凝和沉淀
过滤、渗透和纳滤等膜工艺
市政污水处理厂需要处理的废水量最大，这就是为什么这里需要更多样化的组合和更有效的程序。使用的程序取决于废水处理厂的类型。污水处理厂的处理程序可分为不同阶段。
第一阶段：机械水处理
在第一阶段，仍然完全未经处理的废水经过机械处理；这可以去除大约20-30%的固体含量。为了达到这个目的，废水被引导到一个筛分厂，在那里一个筛子或筛鼓过滤掉粗大的杂质，如树叶、纸张或纺织品。各种各样的筛子，从缝隙宽度为几厘米的粗筛到缝隙宽度为几毫米的细筛，水以不同的速度流过，一步步地过滤掉粗大的材料。经过机械回收的筛网碎片被脱水并在焚烧厂中处理。
预净化的水然后进入所谓的集沙器。在废水处理技术中，沉淀池被用来去除粗大的颗粒，如石头、玻璃碎片或沙子，以及未被筛网分离出来的粗大有机物。这发生在相对较高的流速下，约为0.3米/秒。非充气式长形集砂器、充气式长形集砂器（也称为圆柱形集砂器）和圆形集砂器之间存在区别。
加气集砂器从废水中去除额外的脂肪和油，并发生以下情况：引入的工艺空气在水中产生滚动运动，将较轻的物质，如油和脂肪，带到表面。在这里，它们可以很容易地从水中被去除。
圆形集砂器利用离心力将物质从废水中分离出来，并将其吸走。在集砂器中清洗后，集砂器的碎片被洗净，摆脱了有机物质。这改进了所收集的无机材料的脱水情况，例如，可以重新用于道路建设。如果不可能进一步回收，集砂器碎片必须被妥善处理；它被填埋或在垃圾焚烧厂销毁。
初级废水处理池是废水处理的下一个阶段。废水的速度约为1.5厘米/秒，明显比集砂器中的速度慢。流速的降低是通过扩大盆地来实现的。低流速是必要的，这样较细的污物颗粒可以根据其性质沉淀在底部或水面上。沉淀（沉降到底部）产生的淤泥被称为初级淤泥。它通常由有机材料组成。初级污泥被刮刀从底部推入新鲜污泥斗。漂浮物被转移到一个漂浮污泥管道。一个泵将新鲜污泥输送到被称为消化塔的地方。
在消化塔中，甲烷气体分四个阶段产生（水解、酸化、丙酮生成和产甲烷阶段）；它在一个块状加热装置中被转化为电能，并可用于为工厂提供能源。消化塔中的消化过程在大约四周后完成。剩下的是无味的污泥，通过离心机或过滤器脱水后通常用于农业。
机械清洗阶段到此结束。在这个阶段，平均有30%到40%的污染从废水中被去除。在通过废水处理厂的过程中，废水现在到达下一个废水处理阶段。
第二阶段：生物清洁
在大多数污水处理厂中，在机械处理阶段预净化的水现在到达所谓的曝气池，它通常被设计成循环池。这是进行生物清洁的地方。
通过提供氧气并在螺旋桨的帮助下使水进入循环。或多或少的通风区域被创造出来，其中为细菌和微生物创造了不同的环境条件。这些微生物以仍然存在于水中的有机污染物为食，并将其转化为无机物质。细菌形成活性污泥群，在水中自由漂浮。氧气的供应刺激了细菌的繁殖，从而促进了活性污泥的形成。因此，这种生物废水处理过程也被称为活性污泥过程。
带有活性污泥的废水被排入二级废水处理池。废水流的流速在这里再次降低。沉淀作用发生了。活性污泥沉淀在净化水的底部，在这里可以通过底部的机械清除装置将其与清水分离。它的一部分被转移到消化塔作为额外的生物量。另一部分污泥，也被称为 "回流污泥 "被送回曝气池，以确保在曝气池中有足够的微生物来分解污物。经过生物处理后，大约90%的废水被清理出可生物降解的物质。由于氧气是由压缩机提供的，所以生物清洁阶段是整个清洁过程中能量最大的阶段。一旦水达到法律规定的质量，它就可以回到水循环中—例如，回到河流中。
在许多其他情况下，生物清洁是不够的。在这些情况下，进一步的废水处理过程是必要的—例如，以化学处理的形式进行准备。在这里，也会使用化学添加剂。
第三阶段：化工废水处理
在这一阶段的废水处理中，化学过程被用于废水处理。为此，使用化合物来达到法律规定的水标准值。污水处理厂的化学处理包括中和、消毒、磷酸盐沉淀、消氮、除冰和除锰。
中和作用是用来产生规定的pH值，通过添加酸（如HCL）或碱（如石灰乳）实现。
在消毒过程中，通过添加氯或二氧化氯杀死病原体。用紫外线照射废水是替代添加化学品的一个好办法，但使用频率较低。消除磷酸盐。我们的废水经常被来自洗涤剂、肥料、食品添加剂和粪便的磷酸盐污染。如果它们留在废水中，会导致水体的过度肥沃和营养物质的富集，从而导致无用的植物生长（富营养化），对生态系统有害。
磷酸盐是通过化学沉淀或絮凝过程去除的。磷酸盐沉淀部分是通过在集砂器或二级废水处理池中加入铝盐或铁盐来触发的。在这种二次澄清过程中形成的金属磷酸盐群，然后与活性污泥一起被带出废水。根据不同的操作模式，磷酸盐也可以在微生物的帮助下从废水中 "捞 "出来。在这种情况下，我们说的是生物除磷，但这种方法仍然很少使用。
化学水净化还包括消除氮气：用于消除废水中对水有害的氮化合物，如氨和铵。氮化合物会去除水中的重要氧气，排入水体后甚至会导致鱼类死亡。氮是通过硝化作用和反硝化作用消除的。在硝化过程中，随着厌氧菌和氧气的加入，铵被转化为亚硝酸盐，然后在第二阶段转化为硝酸盐。随后的反硝化作用也是由厌氧微生物的加入引发的。这些微生物通过酶的活动将硝酸盐分解为氮气，然后返回到大气中。
脱铁。为了将废水中的铁含量降低到规定值，铁（II）阳离子通过添加氧气被氧化。为了触发氧化过程，还必须在废水中加入苛性钠。
锰的去除。锰通常以碳酸氢锰的形式存在于废水中。加入氧气后会形成难溶的锰IV化合物，可以很容易地从水中去除。
第四阶段：膜工艺/纳滤
在第四和最后一个净化阶段，使用了膜和过滤工艺。部分情况下，这个净化阶段与沉淀和絮凝的化学过程相结合。例如，这就形成了絮凝过滤的方法。沉淀剂和絮凝剂被添加到废水中，从而导致将被分离的物质发生絮凝。然后，带有絮凝物质的废水通过一个布或沙子过滤器。
它慢慢地渗过过滤层。即使是最小的有机悬浮物也被去除。
纳滤的工作方式非常类似。然而，与正常过滤不同的是，水在压力下通过一个膜，该膜甚至能保留最小的溶解颗粒，如分子或重金属离子。反渗透也是如此，其中使用的是更高的工作压力和更细的膜。
在过滤、纳滤和反渗透过程中截留的污染物，通过初级废水处理池以过滤污泥的形式被过滤到污泥处理中。
现在，水到达污水处理厂的最后一个区域，即处理后的水储存罐。在这里再次采集水样，检查水质。只有当法律规定的参数得到满足时，净化后的水才会回到水循环中。
