废水处理的历史
这并不是说下水道系统已经存在了很长时间。毕竟，古罗马人在帝国鼎盛时期拥有复杂的下水道系统。相反，关于废水管理不善如何严重影响社会健康的知识还相对较新。
罗马人有一个集中的污水管理系统，尽管按今天的标准来说还很基本。打开和关闭的沟渠和管道会带走粪便和垃圾，主要是利用雨水径流。然后，被污染的水将流入大型混凝土罐中，使污水在允许水流入附近的河流之前沉淀出来。有室内管道，下水道上方也建有公共厕所。
现代废水处理如何改变我们的世界
在中世纪的欧洲，通常与化粪池一起使用封闭的下水道，石制管道或沟渠将污水排到居民区，但通常将便池直接倒入街道。在1858年至1859年之间，伦敦的泰晤士河塞满了未经处理的废水，再加上非常炎热的天气，导致了所谓的“ 大恶臭 ”。
17和18世纪，自来水厂和 抽水系统迅速扩张，但是工业革命导致城市和污染的增长更加迅速，这一直是霍乱和伤寒等致命疾病暴发的持续来源。
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随着19世纪城市的发展，越来越多的公共卫生问题导致许多城市的市政卫生计划的发展和下水道系统的建设。这些系统经常 未经处理直接将污水排入河流，但是到19世纪后期，许多城市开始使用化学处理和沉淀系统。
集中式污水处理厂的建设始于19世纪末至20世纪初。这些系统将污水通过物理，生物和化学过程相结合，以去除污染物。同样从1900年代开始，设计了新的污水收集系统，将雨水与生活废水分开，以防止污水处理厂在大雨中变得超负荷。
在1910和20年代，工程师们开发了更先进的系统来处理饮用水，然后再将其提供给城市居民。
退一步，在这里检查时间表，我们可以开始了解最近大规模有效的废水处理是如何出现的。大约150年前是城市水处理的头几个集中实例。需要数十年的时间才能出现更严格的做法。
1972年，美国通过了《 清洁水法》。到现在为止，一些城市的污水处理仍然依靠化学处理和过滤，处理过的污水经常被倒入河流和溪流中。工业废水的预处理几乎没有防止有毒化学物质干扰污水处理厂使用的生物过程的方式。
《清洁水法》通过后，城市开始了称为二次处理的过程，该过程将废水中的所有有机污染物去除。具有高浓度有机物质和营养成分的废水被倾倒到河流中，导致藻华和细菌生长，从而在河流中形成死区。二级处理实质上消除了微生物和有机物的流出物，因此，排放时，对周围环境几乎没有影响。
想想看，仅在50年前，世界上许多社区就将未经处理的污水倾倒入河流。
在过去的30多年中，废水处理过程确实经历了最快速的增长，现在世界上每个计划中的市政府都采用某种形式的集中式废水管理系统。这一切也都付出了沉重的代价-数十亿美元的规模。
但是，现在，我们可以冲厕所和淋浴了，而不必担心所有脏水都在发生什么。在将其排入当地河流和湖泊之前，必须由值得信赖的废水处理厂运营商处理。“哦，废水中的所有固体怎么办？” 你可能想知道。在某些情况下，废水处理厂会将其干燥，包装并出售为肥料，以帮助补充运行污水处理厂的巨额成本。
在其他情况下，一些工厂将利用污泥生产甲烷，然后将其燃烧以发电或出售。今天的废水处理使用了科学和工程技术，尽管它仍然有点臭。我们认为它是随领土而来的。
现在，我们了解了关于人类废物的卫生知识是如何出现的，现在让我们仔细看看废水处理厂的工作方式。
当您冲洗厕所时，您的废物会通过下水道流到废水处理厂进行处理。下水道系统本身就是一个主题，因此我们将主要关注废水如何从地球上最脏的物质之一返回到对环境安全的水，从理论上讲，它可以饮用。一些被称为全循环再利用厂的废水处理厂甚至会吸收废水，并将其一直处理回饮用水，然后将其泵送到城市居民中。这听起来似乎很麻烦，但如今的工程和化学水平允许全循环再利用工厂以化学方式输出与您现在使用的自来水相同的饮用水。
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在深入探讨废水处理的特定过程之前，让我们先进行一下规模分析。纽约市拥有14个废水处理厂，每天处理13亿加仑（49亿升）废水。仅从一个大城市就可以用8年的时间将死水填满死海。
因此，社会产生了很多浪费。让我们看看当它到达废水处理厂时首先发生什么。
前期和初级处理
当废水到达处理设施时，它首先通过筛子过滤掉所有大块，这是一个相当大的筛子。这些滤网通常称为条形滤网，其主要工作是使污水更加均匀，使其可以流经工厂中的泵和管道。
从栅栏筛去除的废物被送至垃圾填埋场，稍稍矮小的污水排入下一步，即沉砂室。
沉砂池本质上只是您绝对不希望游入的大水池，它们使污水中的较大颗粒沉降到底部。这些较大的颗粒（如泥土，沙子和较大的食物颗粒）被称为砂砾。同样，此过程有助于使污水比进入时更均匀。砂砾也被卡车运到垃圾填埋场。
在最初的几个过程中将污水完全匀浆后，将其转移到一级澄清池中。
初级澄清池用作巨型沉降池，使大于10μm（0.01 mm）的颗粒（称为悬浮固体）沉降到池底。巨大的撇油臂还刮掉了沿着水面上升的油脂。
这些主要澄清池基于称为沉降速度的原理，基本上就是颗粒沉降的速度。工程师确保水进入一级澄清池的流量不超过颗粒的沉降速度，这可以确保颗粒仍然沉降并且污水继续流动。
离开初级澄清池后，污水中没有大于10μm的固体，此时，大部分被有机物污染。污水随后进入曝气池，开始进行二次处理。
二次废水处理
曝气池实质上是起泡的污水处理热水浴缸。它们使空气通过污水底部鼓泡，从而使污水中溶解了氧气。工程师还将活性污泥泵入曝气池，这实际上是下一轮澄清池中的细菌和废物。这种活性污泥提高了水中的氧气含量，细菌不断地疯狂进食，吞噬了所有有机物。
在曝气池之后，污水看起来会更加清澈，它将直接进入二级澄清池。这是最终的过滤过程，所有剩余的颗粒都沉淀出来。沉淀出来的是刚才提到的活性污泥，其中一部分被重新利用，以使曝气池平稳运行。未使用的东西在处理或用作肥料之前要先变干。
到污水离开次要澄清池时，所有有机物中的85％已被清除，看起来相当清晰。这 或许 也可以安全地喝太多，但你可能不会想。排放前的最后过程是消毒。
这个过程杀死了残留在水中的所有细菌，并确保没有任何疾病被排入河流。这通常是通过氯，臭氧或紫外线消毒（或这些方法的组合）完成的。
臭氧消毒涉及向水中放电，使氧气分子变成臭氧分子，从而使细菌氧化，导致其细胞壁破裂并杀死它们。
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氯处理以类似的方式杀死细菌，但这是一种添加到水中的液态化学物质，处理厂的操作人员通常会在释放污水之前先去除氯，这样氯就不会破坏环境。
最后，工程师还可以使用紫外线来扰乱细菌的DNA，使细菌无法繁殖。所有这三个过程都有各自的优缺点，并且在世界范围内可以互换使用。
在大多数情况下，消毒后，水会释放到河流和溪流中。在缺水地区，有时处理后的废水会流回另一轮处理，制成饮用水。从化学上讲，这是非常安全的，如果不是因为将废水转化为饮用水的闭环过程而受到的污名化，这可能会在全球更多地方使用。
整个过程大约需要24到36个小时，一个分子的水才能通过处理厂。
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