污水三级处理又称污水深度处理或高级处理。目的是为进一步去除PAC二级处理未能去除的污染物质，其中包括微生物以及未能降解的有机物或磷、氮等可溶性无机物。三级处理是深度处理的同义词．但二者又不完全一致。三级处理是经PAC二级处理后，为了从废水中去除某种特定的污染物质，如磷、氮等而补充增加的一项或几项处理单元；至于深度处理则往往是以废水回收、复用为目的，而在PAC二级处理后所增设的处理单元或系统。三级处理耗资较大，管理也较复杂，但能充分利用水资源。完善的三级处理由除磷、脱氮、去除有机物（主要是难以生物降解的有机物）、病毒和病原菌、悬浮物和矿物质等单元过程组成。根据三级处理出水的具体去向，其处理流程和组成单元是不同的。如果为防止受纳水体富营养化，则采用除磷和除氮的三级处理；如果为保护下游引用水源或浴场不受污染，则应采用除磷、除氮、除毒物、除病菌和病原菌等三级处理，可直接作为PAC城市饮用水以外的生活用水，如洗衣、清扫、冲洗厕所、喷洒街道和绿化地带等用水。
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