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在污水回用处理中，由于成本高，很少涉及海水淡化过程，这里不做分析。悬浮物、浊度和石油可以通过混凝沉降和过滤工艺去除并达到标准。因此，要解决的关键问题是COD和氨氮的去除。
COD去除
一般情况下，二次生化处理后的污水中COD浓度已降至100mg/L以下，BOD5浓度较低。活性炭吸附法和臭氧预处理+生化法等。利用生化处理进一步降解污水中的COD是最经济的处理工艺。缺点是处理后的出水COD浓度很难达到很低的水平。当所需COD值很低时，仍需采取其他措施；活性炭吸附法是一种技术可靠、经济可行的方法。出水COD可达10mg/L左右。缺点是需要定期再生。如果附近有活性炭生产厂提供炭置换业务，活性炭吸附工艺是一种比较理想的方法。污水深度处理方法；对于臭氧预处理+生化处理方式，虽然出水COD可以达到较低的水平，但作为循环冷却系统的补充水，不一定能减少结垢量，使用臭氧处理会大大减少水垢量。会增加基建投资和运营成本，运营管理也比较复杂，在实际工程中要慎重考虑。
氨氮去除
目前含氨氮废水的处理技术有：生物硝化、离子交换、汽提、液膜、氯化或吸附、湿法催化氧化等。氨氮浓度为几十毫克/升的二次生化出水、生物以硝化法、汽提法和离子交换法最多，氨氮浓度不高时宜采用氯化法。由于生物硝化和COD去除结合在一起，生物硝化是最经济的方法；对于水中氨氮浓度高且位于南部的项目，吹除氨可能是一种经济的选择，但在北部地区则不然。采纳;离子交换除氨在国内尚未应用，投资大，工艺复杂，应慎重选择；当使用水中的氨时当氮浓度较低时，氯化脱氨可能更经济，并且这种方法也可以与其他氨去除工艺结合使用。
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