第七章
污水处理和再生
7.1 污水处理基本方法
现代的污水处理方法主要有物理处理法、化
学处理法和生物处理法等 3类。此外，上述这些
方法的联合应用，则又成为另一类的处理方法。
7.1.1 物理处理法
这是一种通过物理作用分离和去除污水中不
溶解的悬浮固体 (包括油膜和油珠 )的方法。这种
处理法的设备大都比较简单，操作方便，分离效
果良好，使用极为广泛。根据物理作用的不同，
可分为筛滤截留法、重力分离法和离心分离法等。
7.1.2 化学处理法
这是一种通过化学反应和传质作用来分离、
去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转
化为无害物质的方法。这种方法具有设备简单、
操作方便的特点，但是其成本一般较高。在化学
处理法中，以投加药剂产生化学反应为基础的方
法有：中和法、氧化还原法和混凝法等。以传质
作用为基础的方法有萃取法、离子交换法、电渗
析、汽提法、电解法等。
7.1.3 生物处理法
通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、
胶体以及细微悬浮状态的有机污染物，转化为稳
定且无害的物质的废水处理法，亦称生物化学处
理法。根据作用微生物的不同，可分为需氧生物
处理法和厌氧生物处理法两种类型。
7.1.4 物理化学处理法
这是一种通过物理和化学的综合作用使废
水得到净化的方法。一般系指由物理方法和化
学方法组成的废水处理系统，或指包括物理过
程和化学过程的单项处理方法，如吸附、吹脱、
萃取、电渗析、离子交换、反渗透等。
7.1.5 生态工程处理法
7.2 工业废水处理
工业废水是指工业生产过程中产生的废水、
污水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料
、中间产品和产品以及生产过程中产生的污染物。
通常，工业废水有以下几种分类方法：
第一种是按工业废水中所含主要污染物的化
学性质分类，含无机污染物为主的为无机废水，
含有机污染物为主的为有机废水。例如电镀废水
和矿物加工过程的废水，是无机废水；食品或石
油加工过程的废水，是有机废水。
第二种是按工业企业的产品和加工对象分类，
如冶金废水、造纸废水、炼焦煤气废水、金属酸
洗废水、化学肥料废水、纺织印染废水、染料废
水、制革废水、农药废水和电站废水等。
第三种是按废水中所含污染物的主要成分分
类，如酸性废水、碱性废水、含氰废水、含铬废
水、含镉废水、含汞废水、含酚废水、含醛废水、
含油废水、含硫废水、含有机磷废水和放射性废
水等。
前两种分类法不涉及废水中所含污染物的主
要成分，也不能表明废水的危害性。第三种分类
法，明确地指出废水中主要污染物的成分，能表
明废水的一定的危害性。
实际上，一种工业企业可以排放出几
种不同性质的废水，而一种废水又含有不
同的污染物和不同的污染效应。即便是一
套生产装置排放出的废水，也可能同时含
有几种污染物。在不同的工业企业，虽然
其产品、原料和加工过程截然不同，但也
可能排放出性质类似的废水。
工业废水的有效治理应遵循以下几点原则：
(a)最根本的是改革生产工艺，尽可能在生产
过程中杜绝有毒有害废水的产生。如以无毒用
料或产品取代有毒用料或产品。
(b)在使用有毒原料以及产生有毒的中间产物
和产品的生产过程中，采用合理的工艺流程和设
备，并实行严格的操作和监督，消除漏逸，尽量
减少流失量。
(c)应将含有剧毒物质废水 (如含有一些重金属、
放射性物质、高浓度酚和氰等废水 )，与其他废水
分流，以便于处理和回收有用的物质。
(d)一些流量大而污染轻的废水 (如冷却废水 )，
应在厂内经适当处理后再循环使用。
(e)成分和性质类似于城市污水的有机废水，
如造纸废水、制糖废水、食品加工废水等，应集
中建造大型污水处理厂，包括因地制宜修建的生
物氧化塘、污水库等简易可行的处理设施。大型
污水处理厂既能显著降低基建和运行的费用，又
能易于保持良好的运行状况和处理效果。
(f)对于含有难以降解污染物的废水，则应该
进行单独的处理。
7.3 城市污水处理
城市污水包括生活污水、工业废水和径流污
水等，城市污水是由城市排水管网汇集并输送到
污水处理厂进行处理。
城市污水的污染，一般经历 3个时期：病源
污染期、总体污染期和新污染期。
在病源污染期，城市污水主要是生活污水。
在总体污染期，污水排入水体后，造成水体中悬
浮物数量和生化需氧量愈来愈高，水体缺氧，水
生物灭绝。在新污染期，由于工业的高度发展，
污水所含的污染物种类更加复杂。工业废水已日
益成为城市污水处理中的主要对象。
城市污水的处理涉及很多方面。必须对下水
道体制、污水处理厂的位置和处理工艺、处理后
的污水的利用等等，进行综合规划。
城市污水处理工艺，应因地制宜采用多种形
式，要根据城市污水的利用或排放的去向，同时
要考虑水体的自然净化以及污水在利用过程中的
净化作用来确定废水的处理程度及相应的处理工
艺。处理后的污水，无论用于工业、农业或回灌
地下，均须符合国家颁发的有关水质标准和法令。
在缺水地区，应把污水当作资源来利用。
城市污水处理分为三个级别：污水一级处理、
污水二级处理和污水三处理。
一级处理采用的是物理处理方法，即用格栅、
沉淀池、沉砂池等构筑物，去除污水中不溶解的
污染物和寄生虫卵。
二级处理采用的是生物处理方法，即主要通
过微生物的代谢作用进行物质转化的过程，将污
水中各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质。
三级处理是用生物化学 (硝化 -反硝
化 )法、碱化吹脱法或离子交换法除氮；
用化学沉淀法除磷；用臭氧氧化法、活
性炭法或超过滤法去除难降解有机物；
用反渗法去除盐类；用氯化法消毒等，
并由上述单元过程的一种或几种组成污
水处理工艺。
7.3.1 污水的一级处理
城市污水处理的三个级别中的第一级，用以
去除废水中的漂浮物和部分悬浮状态的污染物，
调节废水 pH值，减轻废水的腐化程度和后续处理
工艺负荷。
污水经一级处理后，一般达不到排放标准。
所以通常以一级处理为预处理，以二级处理为主
体，必要时再进行三级处理，即高级处理。
7.3.2 污水二级处理
二级处理属城市污水处理的三个级别中的第
二级。污水经过一级处理后，再进行二级处理，
以除去污水中大量的有机污染物，使污水得到进
一步的净化。长期以来，把生物处理作为污水二
级处理的主体工艺，因此，在城市污水处理中，
二级处理通常就是生物处理。
二级处理的工艺按 BOD的去除率可分为两类：
一类是不完全的二级处理，这种工艺可以去除
BOD75%左右 (包括一级处理 )，出水的 BOD可在 60
毫克 /升以下，主要采用高负荷生物滤池等设施；
另一类是完全的二级处理，这种工艺可以去除
BOD85%～ 95%(包括一级处理 )，出水的 BOD可在 20
毫克 /升以下，主要采用活性污泥法。采用活性
污泥法工艺处理，效果较好时，出水的 BOD可在
10毫克 /升以下，悬浮物可在 15毫克 /升以下，能
够达到排放标准。
7.3.3 污水三级处理
三级处理是城市污水处理三个级别中的最后
一级，是污水的高级处理措施。污水经过二级处
理后，仍含有磷、氮和难以生物降解的有机物、
矿物质、病原体等，需进一步进行净化处理，以
便消除污染。污水高级处理的另一种形式是物理
化学处理法。
根据三级处理出水的具体去向和用途，其处
理流程和组成单元有所不同。如果为防止受纳水
体富营养化，则采用除磷和除氮的处理单元过程；
如果为保护下游饮用水源或浴场不受污染，则应
采用除磷、除氮、除毒物、除病原体等处理单元
过程；如果直接作为城市饮用水以外的生活用水，
例如洗衣、清扫、冲洗厕所、喷洒街道和绿化地
带等用水，其出水水质要求接近于饮用水标准，
则要采用更多的处理单元过程。
7.4 造纸及制糖工业废水处理
7.4.1 造纸工业废水的处理
造纸工业生产分为两个主要工艺阶段，即制
浆和抄纸。制浆是把植物原料中的纤维分离出来
，制成浆料，再经漂白；抄纸则是把浆料稀释、
成型、压榨、烘干、制成纸张。这两项工艺都耗
用大量的水。生产 1吨纸约需 100吨水 (木浆 )至
400吨水 (草浆 )，其中大部分水被作为废水排出。
制浆产生的废水，污染最为严重，呈
黑褐色，称为黑液。每生产 1吨纸浆，排出
的黑液约 10吨。黑液中的污染物浓度很高，
生化需氧量高达 5000～ 40000毫克 /升，纤
维总量有时高达产品总量的 15%以上，还含
有大量无机盐和色素。漂白工序排出的废
水中也含有酸碱等物质。在抄纸工艺中排
出的废水，称为白水，其中含有大量纤维
和在生产过程中添加的填料与胶料。
7.4.1.1 黑液处理
目前广泛采用的黑液处理方法是燃烧
法，以回收氢氧化钠、硫化钠、硫酸钠以
及同有机物结合的其他钠盐。这种方法适
用于处理以木材为原料的碱法造纸废水，
而不适用于处理以草类纤维为原料的造纸
废水。因此，草浆黑液目前还不能广泛利
用。
7.4.1.2 漂白废水处理
纸浆一般要进行三段漂白工艺。在氯化段，
产生酸性废水；在碱处理段，产生碱性废水；在
漂白段，产生氧化物废水。这些废水可与抄纸废
水混合处理。
主要处理方法有：
(1)物理法
通过过滤、沉淀、上浮等方法，主要去除废
水中固体悬浮物如木节、树皮、浆渣、纤维、填
料、胶料和涂料等。一般可去除悬浮物 80%以上，
去除化学耗氧量 50%左右。
(2)生物法
用活性污泥法、生物膜法等，也可用氧化塘
或在曝气池内去除有机物。
(3)化学法
采用中和、氧化脱臭等。中和处理常用在澄
清前调节 pH值，使漂白废水满足生物法处理所需
的条件，也可在废水排放前进行中和以达到排放
要求。漂白废水常在生物处理前段或后段进行脱
臭、脱色等处理。
(4)吸附和凝聚法
此法用以脱色，去除悬浮物和胶体物质。如
利用石灰、活性炭或混凝沉淀法脱色，并可去除
大量有机物。
7.4.1.3 白水处理
抄纸产生的废水含有大量纸浆纤维以及高岭
土、滑石粉、松香等填料和胶料。白水可以直接
送回纸浆稀释槽重复利用，也可采用分离法 (筛
网过滤、沉淀和气浮等 )回收其中的纤维和填料。
这种方法可使悬浮物下降至 15～ 20毫克 /升，纤
维回收率达 90%以上，处理后的白水可回用。
7.4.2 制糖工业废水处理
以甘蔗为原料的和以甜菜为原料的糖
厂，因原料和生产工艺不同，所排废水也
有差异。一般说来，制糖工业废水主要来
自制糖生产过程和制糖副产品综合利用过
程。废水一般含有机物和糖分,COD和 BOD
均很高；废水大多带有颜色，有的颜色较
深，含氮、磷、钾等元素较高，基本上不
含有毒物质。
制糖工业废水的处理首先要做到清污分流，
把废水按高、中、低 3种浓度区分开。高浓度
废水，先回收利用，再处理；中浓度废水 (包
括高浓度废水经第一级回收利用后的废水 )含
BOD和 COD低于 5000～ 10000毫克 /升，经净化
处理后回用或排放；低浓度废水，主要是设
备冷却水和设备二次蒸汽冷凝水，应循环利
用。
制糖工业废水的处理，宜采用生物法。
制糖工业生产有季节性，因此宜采用氧化塘、
土地过滤或农田灌溉等方法。如不能采用氧
化塘或土地过滤时，则应采用其他人工生物
处理法。
7.5 污水处理厂费用函数
7.5.1 一般污水处理厂费用函数
影响污水处理费用的因素主要是污水
的处理率 (或污染物 ——BOD的去除程度 )和
污水处理的规模 (即污水流量 )。
在处理率一定的条件下，污水处理厂
投资的大小主要取决于它的规模。
污水处理和再生
7.1 污水处理基本方法
现代的污水处理方法主要有物理处理法、化
学处理法和生物处理法等 3类。此外，上述这些
方法的联合应用，则又成为另一类的处理方法。
7.1.1 物理处理法
这是一种通过物理作用分离和去除污水中不
溶解的悬浮固体 (包括油膜和油珠 )的方法。这种
处理法的设备大都比较简单，操作方便，分离效
果良好，使用极为广泛。根据物理作用的不同，
可分为筛滤截留法、重力分离法和离心分离法等。
7.1.2 化学处理法
这是一种通过化学反应和传质作用来分离、
去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转
化为无害物质的方法。这种方法具有设备简单、
操作方便的特点，但是其成本一般较高。在化学
处理法中，以投加药剂产生化学反应为基础的方
法有：中和法、氧化还原法和混凝法等。以传质
作用为基础的方法有萃取法、离子交换法、电渗
析、汽提法、电解法等。
7.1.3 生物处理法
通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、
胶体以及细微悬浮状态的有机污染物，转化为稳
定且无害的物质的废水处理法，亦称生物化学处
理法。根据作用微生物的不同，可分为需氧生物
处理法和厌氧生物处理法两种类型。
7.1.4 物理化学处理法
这是一种通过物理和化学的综合作用使废
水得到净化的方法。一般系指由物理方法和化
学方法组成的废水处理系统，或指包括物理过
程和化学过程的单项处理方法，如吸附、吹脱、
萃取、电渗析、离子交换、反渗透等。
7.1.5 生态工程处理法
7.2 工业废水处理
工业废水是指工业生产过程中产生的废水、
污水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料
、中间产品和产品以及生产过程中产生的污染物。
通常，工业废水有以下几种分类方法：
第一种是按工业废水中所含主要污染物的化
学性质分类，含无机污染物为主的为无机废水，
含有机污染物为主的为有机废水。例如电镀废水
和矿物加工过程的废水，是无机废水；食品或石
油加工过程的废水，是有机废水。
第二种是按工业企业的产品和加工对象分类，
如冶金废水、造纸废水、炼焦煤气废水、金属酸
洗废水、化学肥料废水、纺织印染废水、染料废
水、制革废水、农药废水和电站废水等。
第三种是按废水中所含污染物的主要成分分
类，如酸性废水、碱性废水、含氰废水、含铬废
水、含镉废水、含汞废水、含酚废水、含醛废水、
含油废水、含硫废水、含有机磷废水和放射性废
水等。
前两种分类法不涉及废水中所含污染物的主
要成分，也不能表明废水的危害性。第三种分类
法，明确地指出废水中主要污染物的成分，能表
明废水的一定的危害性。
实际上，一种工业企业可以排放出几
种不同性质的废水，而一种废水又含有不
同的污染物和不同的污染效应。即便是一
套生产装置排放出的废水，也可能同时含
有几种污染物。在不同的工业企业，虽然
其产品、原料和加工过程截然不同，但也
可能排放出性质类似的废水。
工业废水的有效治理应遵循以下几点原则：
(a)最根本的是改革生产工艺，尽可能在生产
过程中杜绝有毒有害废水的产生。如以无毒用
料或产品取代有毒用料或产品。
(b)在使用有毒原料以及产生有毒的中间产物
和产品的生产过程中，采用合理的工艺流程和设
备，并实行严格的操作和监督，消除漏逸，尽量
减少流失量。
(c)应将含有剧毒物质废水 (如含有一些重金属、
放射性物质、高浓度酚和氰等废水 )，与其他废水
分流，以便于处理和回收有用的物质。
(d)一些流量大而污染轻的废水 (如冷却废水 )，
应在厂内经适当处理后再循环使用。
(e)成分和性质类似于城市污水的有机废水，
如造纸废水、制糖废水、食品加工废水等，应集
中建造大型污水处理厂，包括因地制宜修建的生
物氧化塘、污水库等简易可行的处理设施。大型
污水处理厂既能显著降低基建和运行的费用，又
能易于保持良好的运行状况和处理效果。
(f)对于含有难以降解污染物的废水，则应该
进行单独的处理。
7.3 城市污水处理
城市污水包括生活污水、工业废水和径流污
水等，城市污水是由城市排水管网汇集并输送到
污水处理厂进行处理。
城市污水的污染，一般经历 3个时期：病源
污染期、总体污染期和新污染期。
在病源污染期，城市污水主要是生活污水。
在总体污染期，污水排入水体后，造成水体中悬
浮物数量和生化需氧量愈来愈高，水体缺氧，水
生物灭绝。在新污染期，由于工业的高度发展，
污水所含的污染物种类更加复杂。工业废水已日
益成为城市污水处理中的主要对象。
城市污水的处理涉及很多方面。必须对下水
道体制、污水处理厂的位置和处理工艺、处理后
的污水的利用等等，进行综合规划。
城市污水处理工艺，应因地制宜采用多种形
式，要根据城市污水的利用或排放的去向，同时
要考虑水体的自然净化以及污水在利用过程中的
净化作用来确定废水的处理程度及相应的处理工
艺。处理后的污水，无论用于工业、农业或回灌
地下，均须符合国家颁发的有关水质标准和法令。
在缺水地区，应把污水当作资源来利用。
城市污水处理分为三个级别：污水一级处理、
污水二级处理和污水三处理。
一级处理采用的是物理处理方法，即用格栅、
沉淀池、沉砂池等构筑物，去除污水中不溶解的
污染物和寄生虫卵。
二级处理采用的是生物处理方法，即主要通
过微生物的代谢作用进行物质转化的过程，将污
水中各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质。
三级处理是用生物化学 (硝化 -反硝
化 )法、碱化吹脱法或离子交换法除氮；
用化学沉淀法除磷；用臭氧氧化法、活
性炭法或超过滤法去除难降解有机物；
用反渗法去除盐类；用氯化法消毒等，
并由上述单元过程的一种或几种组成污
水处理工艺。
7.3.1 污水的一级处理
城市污水处理的三个级别中的第一级，用以
去除废水中的漂浮物和部分悬浮状态的污染物，
调节废水 pH值，减轻废水的腐化程度和后续处理
工艺负荷。
污水经一级处理后，一般达不到排放标准。
所以通常以一级处理为预处理，以二级处理为主
体，必要时再进行三级处理，即高级处理。
7.3.2 污水二级处理
二级处理属城市污水处理的三个级别中的第
二级。污水经过一级处理后，再进行二级处理，
以除去污水中大量的有机污染物，使污水得到进
一步的净化。长期以来，把生物处理作为污水二
级处理的主体工艺，因此，在城市污水处理中，
二级处理通常就是生物处理。
二级处理的工艺按 BOD的去除率可分为两类：
一类是不完全的二级处理，这种工艺可以去除
BOD75%左右 (包括一级处理 )，出水的 BOD可在 60
毫克 /升以下，主要采用高负荷生物滤池等设施；
另一类是完全的二级处理，这种工艺可以去除
BOD85%～ 95%(包括一级处理 )，出水的 BOD可在 20
毫克 /升以下，主要采用活性污泥法。采用活性
污泥法工艺处理，效果较好时，出水的 BOD可在
10毫克 /升以下，悬浮物可在 15毫克 /升以下，能
够达到排放标准。
7.3.3 污水三级处理
三级处理是城市污水处理三个级别中的最后
一级，是污水的高级处理措施。污水经过二级处
理后，仍含有磷、氮和难以生物降解的有机物、
矿物质、病原体等，需进一步进行净化处理，以
便消除污染。污水高级处理的另一种形式是物理
化学处理法。
根据三级处理出水的具体去向和用途，其处
理流程和组成单元有所不同。如果为防止受纳水
体富营养化，则采用除磷和除氮的处理单元过程；
如果为保护下游饮用水源或浴场不受污染，则应
采用除磷、除氮、除毒物、除病原体等处理单元
过程；如果直接作为城市饮用水以外的生活用水，
例如洗衣、清扫、冲洗厕所、喷洒街道和绿化地
带等用水，其出水水质要求接近于饮用水标准，
则要采用更多的处理单元过程。
7.4 造纸及制糖工业废水处理
7.4.1 造纸工业废水的处理
造纸工业生产分为两个主要工艺阶段，即制
浆和抄纸。制浆是把植物原料中的纤维分离出来
，制成浆料，再经漂白；抄纸则是把浆料稀释、
成型、压榨、烘干、制成纸张。这两项工艺都耗
用大量的水。生产 1吨纸约需 100吨水 (木浆 )至
400吨水 (草浆 )，其中大部分水被作为废水排出。
制浆产生的废水，污染最为严重，呈
黑褐色，称为黑液。每生产 1吨纸浆，排出
的黑液约 10吨。黑液中的污染物浓度很高，
生化需氧量高达 5000～ 40000毫克 /升，纤
维总量有时高达产品总量的 15%以上，还含
有大量无机盐和色素。漂白工序排出的废
水中也含有酸碱等物质。在抄纸工艺中排
出的废水，称为白水，其中含有大量纤维
和在生产过程中添加的填料与胶料。
7.4.1.1 黑液处理
目前广泛采用的黑液处理方法是燃烧
法，以回收氢氧化钠、硫化钠、硫酸钠以
及同有机物结合的其他钠盐。这种方法适
用于处理以木材为原料的碱法造纸废水，
而不适用于处理以草类纤维为原料的造纸
废水。因此，草浆黑液目前还不能广泛利
用。
7.4.1.2 漂白废水处理
纸浆一般要进行三段漂白工艺。在氯化段，
产生酸性废水；在碱处理段，产生碱性废水；在
漂白段，产生氧化物废水。这些废水可与抄纸废
水混合处理。
主要处理方法有：
(1)物理法
通过过滤、沉淀、上浮等方法，主要去除废
水中固体悬浮物如木节、树皮、浆渣、纤维、填
料、胶料和涂料等。一般可去除悬浮物 80%以上，
去除化学耗氧量 50%左右。
(2)生物法
用活性污泥法、生物膜法等，也可用氧化塘
或在曝气池内去除有机物。
(3)化学法
采用中和、氧化脱臭等。中和处理常用在澄
清前调节 pH值，使漂白废水满足生物法处理所需
的条件，也可在废水排放前进行中和以达到排放
要求。漂白废水常在生物处理前段或后段进行脱
臭、脱色等处理。
(4)吸附和凝聚法
此法用以脱色，去除悬浮物和胶体物质。如
利用石灰、活性炭或混凝沉淀法脱色，并可去除
大量有机物。
7.4.1.3 白水处理
抄纸产生的废水含有大量纸浆纤维以及高岭
土、滑石粉、松香等填料和胶料。白水可以直接
送回纸浆稀释槽重复利用，也可采用分离法 (筛
网过滤、沉淀和气浮等 )回收其中的纤维和填料。
这种方法可使悬浮物下降至 15～ 20毫克 /升，纤
维回收率达 90%以上，处理后的白水可回用。
7.4.2 制糖工业废水处理
以甘蔗为原料的和以甜菜为原料的糖
厂，因原料和生产工艺不同，所排废水也
有差异。一般说来，制糖工业废水主要来
自制糖生产过程和制糖副产品综合利用过
程。废水一般含有机物和糖分,COD和 BOD
均很高；废水大多带有颜色，有的颜色较
深，含氮、磷、钾等元素较高，基本上不
含有毒物质。
制糖工业废水的处理首先要做到清污分流，
把废水按高、中、低 3种浓度区分开。高浓度
废水，先回收利用，再处理；中浓度废水 (包
括高浓度废水经第一级回收利用后的废水 )含
BOD和 COD低于 5000～ 10000毫克 /升，经净化
处理后回用或排放；低浓度废水，主要是设
备冷却水和设备二次蒸汽冷凝水，应循环利
用。
制糖工业废水的处理，宜采用生物法。
制糖工业生产有季节性，因此宜采用氧化塘、
土地过滤或农田灌溉等方法。如不能采用氧
化塘或土地过滤时，则应采用其他人工生物
处理法。
7.5 污水处理厂费用函数
7.5.1 一般污水处理厂费用函数
影响污水处理费用的因素主要是污水
的处理率 (或污染物 ——BOD的去除程度 )和
污水处理的规模 (即污水流量 )。
在处理率一定的条件下，污水处理厂
投资的大小主要取决于它的规模。
