汙水處理中水回用（yòng）設（shè）備的原理

汙水處理中水回用設備主要是通過物理、生物和化學原理對汙水進行處理（lǐ），使其達到回用標準。

一、物理處理原理

1. 格（gé）柵過濾（lǜ）

• 設備前端通（tōng）常設有格柵，這是一種物理（lǐ）屏障。格柵（shān）由一組平行（háng）的金屬柵（shān）條或（huò）篩網構成，其原理是基於物理篩除。粗格柵的柵條間隙一般在 10 - 50mm 之間，能夠攔截汙水中較大的固體雜物，如樹枝、塑料瓶等。細格柵的（de）柵條間隙（xì）在 1 - 10mm 之（zhī）間，用於去除較小的固（gù）體顆粒，像毛發、纖維（wéi）等。這樣可以防止固體物質進入後續（xù）處理單元（yuán），避免堵塞（sāi）管道和損壞設備。

2. 沉澱分離

• 沉（chén）澱是利用重力作用使懸浮顆粒在水（shuǐ）中沉降的過程。在沉澱池中，汙水的流速被控製在較低水平（píng），使懸浮顆粒有足夠的時間沉（chén）澱（diàn）到池底。根據斯（sī）托克斯（sī）定（dìng）律，顆（kē）粒在（zài）液體中的沉降速（sù）度與顆粒的直徑、密度以及液體的密度和粘度有關。較重、較大的（de）顆粒，如泥沙、金屬碎屑（xiè）等，會先沉澱下來。通（tōng）過沉澱，可以去除汙水中大部分的可沉降固體，降低汙水的渾濁度。

3. 過濾介質截（jié）留

• 過濾是通過填充有過濾介質（如石英砂、活性（xìng）炭（tàn）、纖維球等）的過濾（lǜ）器來實現的。當汙水流經過濾介質時（shí），介質的孔隙會截留汙（wū）水中的細小懸浮（fú）顆粒。例如（rú），石英砂過濾器（qì）利用砂粒之間（jiān）的（de）孔隙大小（xiǎo）來過濾，能去除水中（zhōng）的泥沙、鐵鏽等微小顆粒，使水的渾濁度降低（dī）。活性炭過濾器則是利用活性炭巨大的比表麵積和豐富的孔隙結構，吸附水中的有機物、色度和異味，有效改善水質。

二（èr）、生物處理原理

1. 活性汙泥法

• 在曝氣池中，活性汙泥（由細（xì）菌、真菌（jun1）、原生（shēng）動物和（hé）後生動物等微生（shēng）物群體以（yǐ）及它們所（suǒ）吸附的有機和無機物質組成的絮狀（zhuàng）體）與汙水充（chōng）分混合。微生物利用汙水（shuǐ）中的有機物作為營養源進行新陳代謝。在有氧條件（jiàn）下，它們通過（guò）呼吸（xī）作用將有機物分解為（wéi）二氧化碳、水（shuǐ）和微生物自身的細胞（bāo）物質。例如，細菌會先分解汙水中的糖類、蛋白質等複雜有機物，將其（qí）轉化為小分子的有機酸、氨基酸等中間產物，然後其他微生物進一步氧化分解（jiě）這些中（zhōng）間（jiān）產物。同時，曝氣係統不斷向曝氣池中提供氧氣（qì），以維（wéi）持微生物的好氧代謝。二沉池用於（yú）將活性（xìng）汙泥與處理後的水分離，部（bù）分活性汙泥回流到曝（pù）氣池前端，以保持曝氣池中足夠的微生物濃度，部分剩餘汙泥則需要（yào）進行妥善處理。

2. 生物膜法

• 生（shēng）物膜法是讓微生物附著在填料表麵形（xíng）成生物（wù）膜來處理汙水。填料可以（yǐ）是塑料環、纖維束等多種形式，它們為微生（shēng）物提供了穩定的附著生長環境。當汙水流經生物膜時，生（shēng）物膜（mó）中的微生物利用水中的溶解（jiě）氧分解（jiě）有（yǒu）機汙染物。生物膜具有分層結（jié）構，外層的微生物能夠直接接觸汙水中（zhōng）的有機（jī）物和氧氣，進行好氧分解；內層的微生物在缺（quē）氧或厭氧（yǎng）條件（jiàn）下，也可以進行反硝化等反應，去除汙水中的氮素。例如（rú），在處理含（hán）有氨氮的汙水時，生物膜外層的硝化細（xì）菌將氨氮氧化為硝酸鹽，硝酸鹽擴散到生物膜內層後（hòu），被（bèi）反硝化細菌還（hái）原為氮氣排出，從而（ér）有效地降低汙水中的氮含量。

三、化學處理原理

1. 混凝沉（chén）澱

• 向（xiàng）汙（wū）水中加（jiā）入混凝劑（jì）（如聚合氯化鋁、硫（liú）酸亞鐵等），使汙水（shuǐ）中的細小（xiǎo）懸浮（fú）顆粒和膠體物質脫（tuō）穩（wěn），形成較大的絮（xù）體沉澱下來。混凝劑的（de）作用是通過（guò）中和顆粒（lì）表麵的電荷，使顆粒之間能夠相互碰撞並凝聚。例如，聚合氯化鋁在水中水解（jiě）形成多核羥基絡（luò）合物，這些絡合物能夠吸附汙水中的懸（xuán）浮顆粒，使它們聚集在（zài）一起（qǐ）。當形成（chéng）足（zú）夠（gòu）大（dà）的絮體後，通過沉澱或過濾將（jiāng）其從汙水中去（qù）除，這種方法可以有效地去除汙水中的色（sè）度、重金屬離子和部分有機（jī）物。

2. 消毒處理

• 消毒（dú）是為了殺滅汙水中殘留的細（xì）菌、病毒、寄生蟲卵等有害微生物，確保中水回用的安全性。常用的消毒方法有紫外線消（xiāo）毒（dú）、二氧化氯（lǜ）消毒和氯消毒等。紫外線消毒（dú）是利（lì）用紫外線（xiàn）（一般為 254nm 波長）照射汙水，紫外線能夠穿透微生（shēng）物的細胞（bāo）壁和細胞膜，破壞微生物的 DNA 或 RNA 結構，使微生物無（wú）法進（jìn）行正常的繁殖和代謝，從而達到消毒的目的。二氧化氯消毒是基於二氧化氯的強氧化性（xìng），它可以與（yǔ）微生物細（xì）胞內的酶係統和（hé）蛋白質發生反應，氧化並破壞它們，從而殺死微生物。氯消（xiāo）毒是通（tōng）過（guò）向水中加入氯氣或含氯化合（hé）物（如次氯酸鈣、次氯酸鈉等），生成（chéng）次氯酸，次氯（lǜ）酸具有強氧化性，能夠分解細菌的細胞壁（bì），進入細胞內部氧化蛋白質和核酸（suān）等物質，起到消毒作用。

汙水處理中水回用設備通過綜（zōng）合運（yùn）用這些物理（lǐ）、生物和化學原理，將汙水中（zhōng）的汙染物去除，使處理後的水達到回用的水質標準，實現水資源的循環利用。