污水處理作為現代環境工程的核心領域，其技術體系已形成物理、化學、生物三大主分支及數十種衍生工藝。本文結合工業實踐與學術研究，系統梳理污水處理技術的分類邏輯、工藝特征及典型應用場景，為工程實踐提供技術選型參考。

一、物理處理工藝：基于物質分離的初級屏障

物理處理技術通過機械或物理作用實現污染物與水體的分離，具有工藝簡單、成本可控的特點，但通常作為預處理單元與其他工藝聯用。

1.1 沉淀與氣浮技術

• 平流式沉淀池通過重力沉降去除無機顆粒，適用于高懸浮物廢水預處理。

• 曝氣沉砂池利用氣旋作用分離砂粒，有機物截留率低于5%，有效防止管道磨損。

• 氣浮法通過微氣泡粘附乳化油及懸浮物，在含油廢水處理中去除率可達90%以上。

1.2 過濾與吸附技術

• 石英砂過濾器通過濾料層截留0.1mm以上顆粒，常用于反滲透預處理。

• 活性炭吸附利用高比表面積特性去除色度、異味及微量有機物，在印染廢水深度處理中應用廣泛。

1.3 膜分離技術

• 超濾膜可截留0.01-0.1μm顆粒，在市政污水回用中作為MBR工藝核心組件。

• 反滲透膜脫鹽率超98%，在電子行業超純水制備中不可替代，但膜污染問題導致運行成本較高。

二、化學處理工藝：基于反應轉化的深度凈化

化學處理通過投加藥劑改變污染物化學性質，實現高效去除，但需關注二次污染風險。

2.1 中和與沉淀技術

• 石灰中和法處理酸性廢水時，pH調節至6-9范圍內，沉淀產物需進行脫水處理。

• 鐵鹽混凝通過電中和與網捕作用去除膠體，在造紙廢水處理中COD去除率可達70%。

2.2 氧化還原技術

• 芬頓氧化利用Fe2?/H?O?體系產生·OH自由基，在焦化廢水處理中TOC去除率超85%。

• 臭氧氧化對難降解有機物具有選擇性，但設備投資為常規工藝的2-3倍。

2.3 電解技術

• 電催化氧化在含鹽廢水處理中，電流效率受電極材料影響顯著，DSA電極能耗較石墨電極降低40%。

• 電滲析通過離子交換膜實現鹽分分離，在苦咸水淡化中噸水電耗約3kWh。

三、生物處理工藝：基于微生物代謝的核心技術

生物處理通過微生物降解有機物，具有運行成本低、環境友好的優勢，分為活性污泥法與生物膜法兩大體系。

3.1 活性污泥法

• A2/O工藝通過厭氧-缺氧-好氧串聯實現同步脫氮除磷，在大型污水廠中TN去除率達70%-80%。

• 氧化溝工藝利用環流曝氣形成溶解氧梯度，在中小城鎮污水廠中污泥產量較傳統工藝減少30%。

• SBR工藝通過時序控制實現進水-反應-沉淀-排水循環，在工業廢水處理中抗沖擊負荷能力顯著。

3.2 生物膜法

• MBBR工藝通過懸浮載體增加生物量，在改造項目中可提升處理能力50%-1。

• 生物濾池利用陶粒或火山巖作為填料，在農村污水處理中占地僅為活性污泥法的1/3。

• 厭氧氨氧化在自養條件下實現氮素轉化，較傳統工藝節省60%曝氣能耗，但啟動周期長達3-6個月。

四、組合工藝與新興技術

4.1 深度處理組合工藝

• MBR-RO工藝在垃圾滲濾液處理中，COD總去除率超99%，但膜污染導致化學清洗頻率達1次/月。

• 臭氧-BAF工藝通過臭氧氧化改善廢水可生化性，在印染廢水回用中出水COD穩定低于30mg/L。

4.2 資源化技術

• MVR蒸發在電鍍廢水處理中實現重金屬回收，結晶鹽純度達工業級標準。

• 硫自養反硝化利用單質硫作為電子供體，在地下水修復中脫氮成本較傳統工藝降低40%。