污水主要来源于生活、工业和农业活动，若未经处理直接排放，将严重污染水体、土壤和空气。现代污水处理通过物理、化学和生物技术的协同作用，将污水转化为可回用或达标排放的清水。以下以典型城市污水处理厂为例，解析污水处理的核心流程。

一、预处理：去除大颗粒杂质，保护后续设备

1. 格栅拦截
   污水首先通过粗格栅（间距50-100mm）和细格栅（间距5-15mm），拦截悬浮物如塑料袋、树枝、石块等，防止堵塞管道和泵站。

2. 沉砂池沉淀
   污水流入沉砂池，通过减速流动使砂粒（密度大于水）沉降到底部，定期清除以避免磨损设备。平流式沉砂池可去除90%以上粒径≥0.2mm的砂粒。

3. 调节池均质
   通过搅拌和曝气平衡污水水质（如pH值、COD浓度）和水量波动，为后续处理提供稳定条件。

二、一级处理：物理沉降，去除悬浮物

污水进入初沉池（平流式或辐流式），通过重力作用使悬浮物沉降至池底，形成污泥。初沉池可去除约30%的悬浮物（SS）和10%-20%的化学需氧量（COD）。沉淀后的上清液流入二级处理单元，污泥则被泵送至污泥处理系统。

三、二级处理：生物降解，去除有机物

1. 活性污泥法（主流工艺）
   上清液进入曝气池，与回流的活性污泥（含大量微生物）混合。通过曝气提供氧气，微生物分解有机物（如碳水化合物、蛋白质）为二氧化碳和水，同时自身增殖。

• 关键参数：溶解氧浓度2-4mg/L，污泥龄5-15天，污泥回流比30%-100%。

2. 二次沉淀池分离
   混合液流入二沉池，活性污泥沉降回曝气池，澄清水进入三级处理。二沉池表面负荷一般≤1.0m³/(m²·h)。

四、三级处理：深度净化，满足回用标准

1. 过滤消毒
   清水依次通过砂滤池（去除细小悬浮物）和紫外线消毒池（杀灭病原菌），出水可达中水回用标准（如冲厕、绿化）。

2. 高级氧化（可选）
   针对难降解有机物（如药物残留），采用臭氧氧化或芬顿试剂进一步分解。

3. 膜生物反应器（MBR，新兴工艺）
   结合生物降解与膜分离技术，直接截留微生物和悬浮物，出水水质优于传统工艺，适用于高标准回用场景。

五、污泥处理：减量化与资源化

1. 浓缩脱水
   初沉池和二沉池污泥经重力浓缩和带式压滤机脱水，含水率从99%降至80%以下。

2. 稳定化处理
   通过厌氧消化（产生沼气）或好氧堆肥，杀灭病原体并减少臭气。

3. 资源化利用
   消化后的污泥可制成园林用土、建材原料或焚烧发电，实现“变废为宝”。

结语
现代污水处理流程通过多级协同作用，将污水中的污染物转化为无害物质或资源。随着膜技术、人工智能优化等创新应用，污水处理正朝着更高效、低碳的方向发展，为城市水循环和生态环境保护提供关键支撑。