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    廢水中污染物質是多種多樣的，所以往往不可能用一種處理單元就把所有污染物質去除干凈。
    化工廢水處理的主要原則：首先才清潔生產的角度出發，改革生產工藝好設備，減少污染物，防止廢水外排，進行綜合利用和回收。必須外排的廢水，其處理方法隨水質和要求而異。按處理深度又可分為一級處理、二級處理、三級處理。
    一級處理：
    主要分離去除廢水中的漂浮物和部分懸浮狀態的污染物質，調節廢水pH、減輕廢水的腐化程度和后續處理工藝負荷的處理方法。可以采用柵網過濾、自然沉淀、上浮、隔油等方法。污水經一級處理后，一般達不到排放標準。所以一般以一級處理為預處理，以二級處理為主體，必要時再進行三級處理，即深度處理，使污水達到排放標準或補充工業用水和城市供水，一級處理的常用方法如下。
    a.篩濾法：篩濾法是分離污水中呈懸浮狀態污染物質的方法。常用設備是格柵和篩網。格柵主要用于截留污水中大于柵條間隙的漂浮物，一般布置在污水處理場或泵站的進口處，以防止管道、機械設備以及其他裝置的堵塞。格柵的清渣，可常用人工或機械方法，有的是用磨碎機將柵渣磨碎后，再投入格柵下游，以解決柵渣的處置問題。篩網的網孔較小，主要用以濾除廢水中的纖維、紙漿等細小懸浮物，以保證后續處理單元的正常運行和處理效果。
    b.沉淀法：沉淀法是通過重力沉降分離廢水中呈懸浮狀態污染物質的方法。沉淀法的主要構筑物有沉砂池和沉淀池，用于一級處理的沉淀池，通稱初級沉淀池。其作用為：①去除污水中大部分可沉的懸浮固體；②作為化學或生物化學處理的預處理，以減輕后續處理工藝的負荷和提高處理效果。
    c.上浮法：上浮法用于去除污水中相對密度小于的污染物，或通過投加藥劑、加壓溶氣等措施去除相對密度稍大于的污染物質。在一級處理工藝中，主要是用于去除污水中的油類及懸浮物質。
    d.預曝氣法：預曝氣法是在污水進入處理構筑物以前，先進行短時間（10-20min）曝氣。其作用為：①可產生自然絮凝或生物絮凝作用，使污水中的微小顆粒變大，以便沉淀分離；②氧化廢水中的還原性物質；③吹脫污水中溶解的揮發物；④增加污水中的溶解氧，減輕污水的腐化，提高污水的穩定度。
    二級處理：
    污水通過一級處理后，再加處理，用以除去污水中大量有機污染物，使污水進一步凈化的工藝過程。污水在經過篩濾、沉淀或上浮等一級處理之后，可以有效地去除部分懸浮物，生化需氧量(BOD)，但一般不能去除污水(25-40%）也可以去除中呈溶解狀態的和呈膠體狀態的有機物和氧化物、硫化物等有毒物質，不能達到污水排放標準。因此需要進行二級處理，二級處理的主要方法如下。
    a.活性污泥法：廢水生物化學處理中的主要處理方法。以污水中有機污染物作為底物，在有氧的條件下，對各種微生物群體進行混合連續培養，形成活性污泥。利用這種活性污泥在廢水中的凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用過程，去除廢水中有機污染物，從而得到凈化。活性污泥法從開創至今已經有90年的歷史，目前已成為有機工業廢水和城市污水最有效的生物處理法，應用非常普遍。活性污泥法運行方式多種多樣，如傳統活性污泥法、階段曝氣法、生物吸附法、混合式曝氣法、純氧曝氣法、深井曝氣法，以及近幾年所發展的氧化溝（延時曝氣活性污泥法）。
    b.生物膜法:生物膜法是使廢水通過生長在固定支承物表面的生物膜，利用生物氧化作用和各相之間的物質交換，降解廢水中有機污染物的方法。用這種方法處理廢水的構筑物有生物濾池、生物轉盤和生物接觸氧化池以及最近發展起來的懸浮載體流化床，目前采用生物接觸氧化池為多。近年來，有的國家正在研究和采用化學或物理化學處理法作為二級處理主體工藝，預期這些方法將隨著化學藥劑品種的不斷增加，處理設備和工藝的不斷改進而得到推廣。污水二級處理可以去除污水中大量BOD和懸浮物，在較大程度上凈化污水，對保護環境起到了一定作用。但隨著污水量的不斷增加，水資源的日益緊張，需要獲取更高質量的處理水，以供重復使用或補充水源。為此，有時需要在二級處理基礎上，再進行污水三級處理。
    三級處理:
    污水三級處理又稱污水深度處理或高級處理。為進一步去除二級處理未能去除的污染物質，其中包括微生物未能降解的有機物或磷、氮等可溶性無機物。三級處理是深度處理的同義詞，但二者又不完全一致。三級處理是經二級處理后，為了從廢水中去除某種特定的污染物質，如磷、氮等，而補充增加的一項或幾項處理單元；至于深度處理則往往是以廢水回收、復用為目的，在二級處理后所增設的處理單元或系統。三級處理耗資較大，管理也較復雜，但能充分利用水資源。
    完善的三級處理由除磷、除氮、除有機物（主要是難以生物降解的有機物）、除病毒和病原菌、除懸浮物和觸礦物質等單元過程組成。根據三級處理出水的具體去向，其處理流程和組成單元是不同的。如果為防止受納水體富營養化，則采用除磷和除氮的三級處理；如果為保護下游引用水源或浴場不受污染，則應采用除磷、除氮、除毒物、除病菌和病原菌等三級處理，如直接作為城市飲用水以外的生活用水，如洗衣、清掃、沖洗廁所、噴灑街道和綠化地帶等用水，其出水水質要求接近于飲用水標準。