生活污水處理設備主要基于物理、化學和生物處理原理來凈化污水，以下是詳細的工作原理：
一、物理處理原理
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格柵過濾
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在污水進入處理設備的前端，通常會設置格柵。格柵就像一個篩子，其主要作用是攔截污水中的大型固體雜物，如紙張、塑料、樹枝、毛發等。這些雜物如果不被攔截，可能會堵塞后續的管道和處理設備。格柵的間隙大小根據需要攔截的雜物尺寸來確定，有粗格柵和細格柵之分。例如，粗格柵的間隙一般在 10 - 20mm 左右，能攔截較大的物體；細格柵間隙較小，約 3 - 10mm，用于進一步去除較小的雜物。
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沉淀分離
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沉淀是利用重力作用使污水中的懸浮固體物質沉降到容器底部的過程。污水進入沉淀池后，由于懸浮顆粒的密度大于水，在重力的作用下，它們會逐漸下沉。沉淀分為自然沉淀和絮凝沉淀。
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自然沉淀適用于顆粒較大、容易沉降的懸浮物質。例如，泥沙等顆粒在靜置的情況下就會自然沉淀到池底。絮凝沉淀則是通過向污水中添加絮凝劑，如聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺等化學藥劑，使污水中的微小顆粒凝聚成較大的絮體，加快沉降速度。這些絮體在沉淀池中可以更有效地被分離出來，從而去除污水中的懸浮物，使污水變得相對清澈。
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過濾
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過濾是讓污水通過具有一定孔隙的過濾介質，進一步去除其中的微小顆粒和雜質。常見的過濾介質有石英砂、活性炭、濾網等。例如，在砂濾池中，污水通過多層不同粒徑的石英砂，細小的顆粒被截留在砂層中，而水則透過砂層流出?；钚蕴窟^濾不僅可以去除顆粒雜質，還能吸附污水中的部分有機物和異味，進一步凈化污水。
二、化學處理原理
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中和反應
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當污水的酸堿度（pH 值）不在合適的范圍內時，可能會對后續的處理過程和環境產生不利影響。例如，酸性或堿性過強的污水會腐蝕設備，或者影響微生物的活性。通過添加中和劑，可以調節污水的 pH 值。如果污水呈酸性，可以添加堿性物質如氫氧化鈉（NaOH）或氫氧化鈣（Ca (OH)?）進行中和；如果污水呈堿性，則可以添加酸性物質如硫酸（H?SO?）或鹽酸（HCl）。
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混凝沉淀
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除了物理沉淀中的絮凝沉淀，化學混凝沉淀是通過化學反應使污水中的膠體顆粒和微小懸浮物脫穩，形成沉淀而去除的過程?；炷齽┰谒兴庑纬蓭д姾傻哪z體，與污水中帶負電荷的膠體顆粒相互吸引，發生凝聚。例如，常用的混凝劑硫酸鋁（Al?(SO?)?）在水中會發生水解反應，產生氫氧化鋁（Al (OH)?）膠體，吸附污水中的雜質，形成沉淀。
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消毒處理
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消毒是生活污水處理的重要環節，目的是殺滅污水中的病原體，如細菌、病毒、寄生蟲卵等，防止疾病傳播。常用的消毒方法有：
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紫外線消毒：紫外線（UV）具有殺菌作用，當污水流經紫外線消毒設備時，紫外線照射能夠破壞微生物的 DNA 結構，使其失去繁殖和感染能力。紫外線消毒設備一般由紫外線燈管、石英套管和鎮流器等組成。燈管發出的紫外線透過石英套管照射污水，消毒時間和紫外線強度是影響消毒效果的關鍵因素。
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化學藥劑消毒：如使用二氧化氯（ClO?）、次氯酸鈉（NaClO）或氯氣（Cl?）等消毒劑。這些消毒劑具有強氧化性，能夠氧化微生物的細胞膜、蛋白質和核酸等成分，從而殺死病原體。例如，二氧化氯消毒是一種高效的消毒方法，它能在較低的濃度下快速殺滅多種細菌和病毒，而且消毒后的余氯可以持續殺菌。
三、生物處理原理
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好氧生物處理
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活性污泥法：這是一種廣泛應用的好氧生物處理方法。在曝氣池中，污水與活性污泥（含有大量微生物）充分混合。微生物在有氧的條件下，通過自身的新陳代謝作用分解污水中的有機污染物，如碳水化合物、蛋白質和脂肪等。例如，細菌會將有機物氧化分解為二氧化碳和水，同時自身得到繁殖。這些微生物包括好氧細菌（如動膠菌屬 Zoogloea）、原生動物（如草履蟲 Paramecium）和后生動物（如輪蟲 Rotifera）等，它們在活性污泥中形成一個復雜的生態系統。
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生物膜法：通過在載體表面生長的生物膜來處理污水。生物膜是由微生物、藻類、原生動物等組成的復雜生態系統。污水流經生物膜時，污染物被生物膜中的微生物吸附、分解。例如，在生物接觸氧化池中，微生物附著在填料表面形成生物膜。當污水流經填料時，生物膜中的微生物利用污水中的有機物進行新陳代謝，從而達到凈化污水的目的。
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厭氧生物處理
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厭氧生物處理是在無氧或缺氧的條件下，利用厭氧微生物分解污水中的有機物。例如，在厭氧消化池中，污水中的復雜有機物（如纖維素、蛋白質等）被厭氧細菌分解為有機酸、醇類、二氧化碳和甲烷等。其中，甲烷可以作為一種能源進行回收利用。厭氧處理對于高濃度有機污水的處理效果較好，而且能耗較低，但處理后的出水水質通常不如好氧處理后的水質好，所以一般會與好氧處理結合使用，以達到更好的處理效果。
