一、 水處理和水工業

目前，水資源短缺和水環境污染造成的水危機已經成為我國社會經濟發展的重要制約因素，為此，必須采用保護和利用相協調的水資源開采利用模式，通過對污水的凈化和水體保護，使水資源不再受到破壞并能實現良性的再生循環。沒有水的可持續利用和保護，社會經濟的可持續發展就不可能實現。

水工業是從事水的可持續利用和保護，并以滿足社會經濟可持續發展所需求的水量、水質為生產目標的特殊工業。它是隨著水這種特殊產品的商品化和產業化生產而逐漸形成和完善的新興工業。圍繞水的開采、凈化、供給、保護和再生等環節而產生的各種企業和部門構成了水工業的主體，水工業涉及眾多學科領域，是科技、工程、裝備及綜合管理技術的集成，具有很強的綜合性。

水處理是給水處理和廢水處理的簡稱，它是水工業科學技術的一個重要組成部分。50年代以前，給水處理和廢水處理涵義的劃分是很清楚的。從天然水源取水，為供生活或工業的使用(特別是生活使用)而進行的處理，稱為給水處理；為了安全排放的目的，對于使用過而廢棄的水所進行的處理，稱為廢水處理。但自從水的污染日益嚴重，水源逐漸緊張以來，給水處理與廢水處理的界限也就逐漸模糊起來。現在，廢水也可以作為水源，經處理后以供工業用水甚至生活用水。為了廢水的再生或再用所進行的處理，就其水質來說是廢水處理，就其處理的目的來說則屬給水處理。在這種新形勢下，籠統地使用水處理或水質控制這樣的術語，可能為方便和貼切。

二、 水處理內容

水處理的主要內容可概括為以下三種：（1）去除水中影響使用的雜質以及對污泥的處置，這是水處理的主要內容；（2）為了滿足用水的要求，在水中加入其他物質以改變水的性質，如食用水中加氟以防止齲齒病，循環冷卻水中加緩蝕劑及阻垢劑以控制腐蝕及結垢等；（3）改變水的物理性質的處理，如水的冷卻和加熱等。本章只討論去除水中雜質的方法。

三、 水處理的方法分類

廢水中所含污染物的種類是多種多樣的，不能預期只用一種方法就可以將所有的污染物都去除干凈，因此水處理的方法也多種多樣。根據不同的分類原則，通常對廢水處理方法可做如下分類。

1. 按廢水處理的程度來分類  

一般劃分為一級處理、二級處理和三級處理( 深度處理、處理)。

一級處理主要是預處理，多采用物理方法或簡單的化學方法（如初步中和酸堿度）去除廢水中的懸浮固體、膠體、懸浮油類等污染物。一級處理的處理程度低，一般達不到規定的排放要求，尚須進行二級處理。

二級處理主要是清楚可分解或氧化的呈膠狀或溶解狀的有機污染物，多采用較為經濟的生物化學處理法。廢水經過二級處理之后，一般可達到排放標準，但可能會殘存有微生物以及不能降解的有機物和氮、磷等無機鹽類，它們數量不多，通常對水體的危害不大。

三級治理又稱深度治理，只在有特殊要求時方才采用。它是將二級治理后的廢水，再用物理化學技術做進一步的處理，以便去除可溶性的無機物和不能分解的有機物，去除各種病毒、病菌、磷、氮和其它物質，后達到地面水、工業用水或接近生活用水的水質標準。

表8-1  廢水的分級處理

2. 按水中污染物的化學性質是否改變來分類

水處理方法可分為分離處理、轉化處理和稀釋處理三大類。

(1) 分離處理：是通過各種力的作用，使污染物從水中分離出來。一般來說，在分離過程中并不改變污染物的化學性質。

(2) 轉化處理：是指通過化學的或生物化學的作用，將污染物轉化為無害的物質，或轉化為可分離的物質，然后再進行分離處理，在這一過程中污染物的化學性質發生了變化。

(3) 稀釋處理：則既不把污染物分離出來，也不改變污染物的化學性質，而是通過稀釋混合，降低污染物的濃度，從而使其達到無害的目的。

1. 按處理過程中發生的變化分類

可分為物理處理法、化學處理法、物理化學法和生物處理法。物理法是利用物理作用來分離水中的懸浮物，處理過程中只發生物理變化。常用的物理處理方法有：格柵、篩濾、過濾、沉淀和浮上等。化學法是利用化學反應的作用來處理水中的溶解物質或膠體物質。處理過程中發生的是化學變化。常用的化學處理方法有：中和法、化學沉淀法、氧化還原法等。物理化學法是運用物理和化學的綜合作用使廢水得到凈化的方法。物理化學法處理廢水既可以是的處理系統，也可以是與其它方法組合在一起使用。其工藝的選擇取決于廢水的水質、排放或回收利用的水質要求、處理費用等。如為除去懸浮和溶解的污染物而采用的混凝法和吸附法就是比較典型的物理化學處理法。常用的物理化學處理方法有：吸附法、離子交換法以及膜技術(電滲析、反滲透、超濾等)。生物法則是利用微生物的作用去除水中膠體的和溶解的有機物質。常用的生物處理法有：好氧活性污泥法、生物膜法，厭氧消化池法等。本章將按后一種分類原則對各種主要的水處理方法加以介紹