废水处理工艺是环境保护和水污染控制领域的核心技术，其研究与应用对于实现水资源可持续利用和生态安全具有重要意义，随着工业化和城市化进程的加快，废水成分日益复杂，传统处理工艺难以满足高效、低耗、资源化的需求，国内外学者围绕新型处理技术、工艺优化及组合应用开展了大量研究,相关文献为工程实践提供了重要理论支撑。
在物理处理工艺方面，重力分离、过滤、离心等方法仍是预处理和初级处理的主要手段，张伟等（2025）在《给水排水》期刊中研究了斜板沉淀池在市政污水处理厂提标改造中的应用，通过优化斜板间距和水力负荷，使悬浮物（SS）去除率提升至92%以上，同时缩短了水力停留时间，膜分离技术作为物理处理的高级形式，近年来发展迅速，王磊等（2025）通过对比超滤（UF）、纳滤（NF）和反渗透（RO）在工业废水回用中的效能，发现NF膜对COD和盐分的去除率分别达85%和90%，且运行成本较RO降低30%，膜污染仍是制约其广泛应用的关键问题，李静等（2025）在《膜科学与技术》中指出，通过改性膜材料（如聚偏氟乙烯接枝聚乙二醇）和优化运行参数（如跨膜压差、曝气强度），可显著减缓膜污染速率,延长膜清洗周期。
化学处理工艺中，混凝沉淀、氧化还原和高级氧化技术（AOPs）是研究热点，混凝法因其操作简单、成本低廉，广泛应用于含重金属和胶体废水的处理，刘洋等（2025）通过响应面法优化了聚合氯化铝（PAC）与聚丙烯酰胺（PAM）的复配条件，处理印染废水时，色度和COD去除率分别达到93%和88%，较单一混凝剂效果提升20%以上，针对难降解有机物，AOPs表现出独特优势，陈晨等（2025）采用非均相Fenton-光催化协同处理制药废水，以Fe3O4/TiO2为催化剂，在pH=3.0、H2O2投加量为20mmol/L的条件下，TOC去除率高达95%，且催化剂可重复使用5次活性无明显下降，电化学氧化技术因其无二次污染、可控性强等特点，受到广泛关注，赵敏等（2025）研究发现，Ti/RuO2-IrO2阳极处理焦化废水时，在电流密度15mA/cm2、电解时间120min条件下，COD和氨氮去除率分别达到82%和75%。
生物处理工艺是废水处理的核心，活性污泥法、生物膜法、厌氧消化等技术不断革新，传统活性污泥法通过优化曝气方式和污泥回流比，可提高处理效率，孙浩等（2025）在《中国给水排水》中报道，采用A2/O-MBR工艺处理生活污水，出水COD、BOD5、氨氮浓度分别稳定在20mg/L、5mg/L、1mg/L以下，达到一级A排放标准，针对高浓度有机废水，厌氧-好氧组合工艺成为研究重点，周婷等（2025）采用UASB-SBR工艺处理啤酒废水，在厌氧段HRT=24h、好氧段DO=2.0mg/L条件下，COD去除率达98%，同时产甲烷率达到0.35m3/kgCOD，近年来，微生物燃料电池（MFC）作为新兴技术，将废水处理与能源回收相结合，吴强等（2025）构建了以石墨毡为电极的MFC系统处理模拟生活污水，最大功率密度达860mW/m2，COD去除率为75%，实现了“以废治废”和能源回收的双重目标。
为直观对比不同工艺的适用范围和效能,以下表格总结了主要废水处理工艺的特点：
| 处理类别 | 典型工艺 | 适用废水类型 | 优势 | 局限性 |
|---|---|---|---|---|
| 物理法 | 沉淀法 | 市政污水、工业废水 | 操作简单、成本低 | 对溶解性物质去除率低 |
| 膜分离法 | 工业废水回用 | 出水水质好、可实现资源化 | 膜污染、运行成本高 | |
| 化学法 | 混凝沉淀 | 含胶体、重金属废水 | 脱色除浊效果好 | 产生化学污泥、药剂成本 |
| 高级氧化法 | 难降解有机废水 | 处理效率高、无二次污染 | 能耗高、催化剂成本高 | |
| 生物法 | 活性污泥法 | 市政污水 | 技术成熟、处理效果好 | 污泥产量大、占地大 |
| 厌氧消化 | 高浓度有机废水 | 产能、可回收能源 | 启动慢、对毒性敏感 |
废水处理工艺正朝着高效化、低碳化、资源化方向发展，单一工艺往往难以满足复杂水质处理需求，组合工艺（如物化-生化联用）成为未来研究重点，智能化控制、新型材料应用及能源回收技术将进一步提升废水处理的经济性和可持续性，相关文献不仅为工艺优化提供了理论依据,也为推动水污染治理技术创新和工程实践应用奠定了坚实基础。
FAQs
Q1：如何选择适合的废水处理工艺？
A：选择废水处理工艺需综合考虑废水水质特征（如COD、BOD5、SS、pH、有毒物质含量等）、处理目标（排放标准或回用要求）、处理规模、投资成本及运行维护费用等因素，处理高浓度有机废水可优先考虑厌氧-好氧组合工艺；对回用要求高的工业废水，可采用膜分离技术作为深度处理单元；处理含重金属废水则需结合化学沉淀法与生物吸附法，建议通过小试实验确定最佳工艺参数,并参考同类工程案例进行技术经济比较。
Q2：废水处理过程中如何降低运行成本？
A：降低废水处理运行成本可从多方面入手：①优化工艺设计，如采用节能型设备（如高效曝气器、变频水泵）和短流程工艺；②资源回收利用，如从污泥中提取沼气发电、从废水中回收有价物质；③加强运行管理，通过在线监测系统实时调控工艺参数，避免药剂和能源浪费；④选用低成本材料，如采用天然吸附剂（如膨润土、活性炭）替代合成材料，或利用工业固废（如钢渣、粉煤灰）作为处理剂,政府补贴和碳交易机制也可在一定程度上降低处理成本。
