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在廢水處理的這個(gè)階段，化學(xué)過(guò)程用于廢水處理。為此，使用化合物來(lái)達(dá)到法定的水標(biāo)準(zhǔn)值。污水處理廠的化學(xué)處理包括中和、消毒、磷酸鹽沉淀、除氮、除冰和除錳。中和用于產(chǎn)生規(guī)定的 pH 值，這是通過(guò)添加酸（例如 HCL）或堿（例如石灰乳）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
在消毒過(guò)程中，通過(guò)添加氯或二氧化氯殺死病原體。用紫外線照射廢水是添加化學(xué)品的一個(gè)很好的替代方法，但使用頻率較低。去除磷酸鹽：我們的廢水經(jīng)常被來(lái)自洗滌劑、肥料、食品添加劑和糞便的磷酸鹽污染。如果它們留在廢水中，它們會(huì)導(dǎo)致水體過(guò)度施肥和營(yíng)養(yǎng)豐富，從而導(dǎo)致無(wú)用的植物生長(zhǎng)（富營(yíng)養(yǎng)化），對(duì)生態(tài)系統(tǒng)有害。
通過(guò)化學(xué)沉淀或絮凝過(guò)程去除磷酸鹽。磷酸鹽沉淀部分是由在集砂器或二級(jí)廢水處理池中添加鋁鹽或鐵鹽引發(fā)的。然后將在二次澄清過(guò)程中形成的金屬磷酸鹽團(tuán)塊與活性污泥一起從廢水中取出。根據(jù)操作模式，磷酸鹽也可以在廢水中的微生物的幫助下“捕撈”。在這種情況下，我們說(shuō)的是生物除磷，然而，它仍然很少使用。
化學(xué)水凈化還包括除氮：它用于從廢水中去除對(duì)水有害的氮化合物，例如氨和銨。氮化合物會(huì)從水中去除重要的氧氣，甚至在排放到水體時(shí)會(huì)導(dǎo)致魚類死亡。通過(guò)硝化和反硝化消除氮：在硝化過(guò)程中，銨在厭氧細(xì)菌和氧氣的加入下轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，然后在第二階段轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。隨后的反硝化作用也由厭氧微生物的添加引發(fā)。它們通過(guò)酶活性將硝酸鹽分解為氮?dú)猓缓髮⑵浞祷卮髿狻?/span>
去鐵：為了將廢水中的鐵含量降低到規(guī)定值，鐵（II）陽(yáng)離子通過(guò)添加氧氣被氧化。為了觸發(fā)氧化過(guò)程，還必須將苛性鈉添加到廢水中。
錳去除：錳通常以碳酸氫錳的形式存在于廢水中。添加氧氣會(huì)形成難溶的四價(jià)錳化合物，可以很容易地從水中去除。
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