运行正常的二级污水处理厂出水中的污染物可分为有机物、无机物、颗粒状固体和病原微生物等四类，污水再生利用的处理对象就是这四类物质，采用深度处理可以去除相应的污染物质。

  城市污水再生利用的典型工艺有多种，例如，采用直接过滤、微絮凝过滤、沉淀过滤、气浮过滤、活性炭吸附、臭氧氧化、膜分离、慢滤以及土地处理等。

  城市污水再生利用主要是依靠三级处理工艺，单元处理工艺的组合原则主要考虑以下几个因素：废水中的污染物的特性，处理后废水的用途，单元处理工艺相互之间的兼容性，经济可行性等。

  混凝单元主要具有去除悬浮颗粒和化学除磷两个作用，化学除磷是通过混凝剂与污水中的磷酸盐反应，生成难溶的化合物，使污水中的磷分离出来。

  混凝单元的设计应根据三级处理流程的竖向水力衔接条件考虑选择工艺形式，在反应单元的设计中，同样应首先选用机械絮凝池和水力旋流絮凝池，而尽可能的避免采用隔板式絮凝池。

  污水中含有的悬浮物，其粒径从数十毫米至1微米以下的胶体颗粒是多种多样的，经二级处理后，在处理水中残留的悬浮物是以粒径从数毫米至10微米的生物絮凝体和未被凝聚的胶体颗粒，二级处理水BOD值的50%~80%都来源于这些颗粒。为了更好的提高二级处理水的稳定度，去除这些颗粒是非常必要的。

  生化处理系统中产生的生物絮凝体的沉淀性能通常较差，一般不采用沉淀处理单元。在设计中，应注意避开选择有斜管、斜板类沉淀器，以防止生物膜脱落而影响出水水质。

  澄清池是利用悬浮层来提高絮凝和固液分离效果，适用于高浊度水的处理。在三级处理系统中只有在设有预投加粉末活性炭的工艺系统中，才推荐采用澄清工艺。

  活性污泥具有易流动、难沉淀的特性，难以通过沉淀等方法去除，而利用气浮工艺在三级处理系统中往往有较好的效果，另外，气浮工艺中的溶气过程还有利于提高处理水体的溶解氧值，避免水质恶化，所以目前在国内外的给水与污水处理过程中应用较为广泛。

  能去除生化过程和化学沉淀中未能去除的颗粒和胶体物质，还能作为水质把关单元保证后续工序的正常运转。三级处理中的砂滤与给水处理中的砂滤在工艺上具有以下几个不同的方面：

  利用活性炭吸附可以除臭、脱色、去除微量的元素以及放射性污染物质，而且还能吸附多种类型的有机物。通过活性炭吸附，可以去除一般的生化和物化处理单元难以去除的微量污染物。活性炭一般有粉状、粒状和块状三种，

  在活性炭吸附装置中，使用最多的是滤床类吸附装置，设计内容最重要的包含接触时间、吸附滤速、操作压力、炭层厚度、反冲洗以及预处理等。

  臭氧的氧化性很强，在理想的反应条件下，臭氧可把水溶液中大多数单质和化合物氧化到它们的最高氧化态，对水中有机物有强烈的氧化降解作用，还有强烈的消毒杀菌作用。臭氧对废水中的酚、油脂、洗涤剂、腈、胺、染料等有机物和铁、锰等无机物有显著的去除效果。其次臭氧的处理时间短，不生成污泥，并增加水中的溶解氧。臭氧可用电和空气就地制取，不必贮藏和运输，应用时操作管理方便，但是目前废水臭氧处理主要存在的问题是设备投资大，耗电及处理成本高。臭氧氧化处理装置是一些气液接触装置如多孔扩散器鼓泡填料塔，筛板塔等。

  三级处理中，采用膜分离技术去除的主要污染物是难降解、难分离的高分子有机污染物以及重金属离子等，主要是采用的技术是微滤、超滤和反渗透。膜法城市污水高级处理是城市污水资源化的一种重要手段住要流程为混凝沉淀、过滤、活性炭吸附等处理过程，以及后续的膜分离技术。所产生的回用水可用于工业过程用水、地下水回注、农业用水及各种杂用水，甚至饮用水等。

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