水的净化，是通过相应的过滤材料，根据不同的最终用水需求，以物理或化学的方式，去除水中的铁锈、泥沙、余氯、有机物、有害的重金属离子、病毒等的过程。显而易见，如果水净化全程运用的是物理过滤方式，则不会在水中产生或添加任何新的物质，更不会改变水的性状，因而是比较安全的方式。
目前水处理设备与污水处理技术大致可归为三类：物理方法(沉淀、上浮、浮选、离心分离、过滤、蒸发、结晶、冰冻、磁化、电解、反渗透等)，化学方法(凝聚、中和、氧化、还原、置换、离子交换、电渗析等)，生物方法(好气生物处理和厌气生物处理)。
几种常用的水处理技术：
(1)臭氧处理法。将氧气或空气通过放电处理或暴露于一定波长的紫外线中，使氧气聚合成臭氧。以3万伏的高电压将氧气转变成臭氧混入水中，可制成具有强力杀菌效果的臭氧水。臭氧水的浓度一般控制在200万分之一左右。臭氧有很强的氧化能力，可使水消毒，去除水中的酚、硫化物，起脱色去臭作用。臭氧可以氧化水中绝大多数有机物。水中不饱和化合物在臭氧作用下形成臭氧化物。臭氧化物水解时，不饱和键断裂，形成较小的有机分子，其主要生成物为甲醛等。随着氧化过程的进行，pH逐渐降低最后达到中性。
(2)磁化技术。磁化技术是将要处理的水以一定的流速通过有一定强度的磁场，水迅速切割磁感线，使水中钙离子、镁离子等结晶形态发生形变。成为松散的渣，随水流去，以起到防垢作用。
(3)离子交换法。让要处理的水先后通过阳离子和阴离子交换树脂得到净化的一种方法。
(4)电渗析技术。渗析就是让溶液中选定的质点通过膜，而不让其他质点通过。电渗析是离子在电场影响下通过膜的特例。电渗析是在外加电场的作用下，利用阴、阳离子交换膜对水中离子的选择性透过(即阴膜只有阴离子透过，而阳膜只有阳离子透过)，使一部分溶液中的离子迁移到另一部分溶液中去，以达到浓缩、纯化、合成、分离的目的。它可用于苦咸水、海水的淡化及废酸、废液的处理。
(5)反渗透技术。渗透是水通过半透膜，从比较纯的区域移动到浓溶液区域的过程。如果将足够大的机械压力作用于膜内的溶液上，水就被迫从膜里面的浓溶液流到外面区域来，这称为反渗透。在一张半透膜的两边分别放清水和含盐的水(或废水)，在含盐水的一边施加一定的压力，使含盐水中的水渗过膜，流向清水一边，使含盐水浓缩，清水增加。目前使用的膜大都是醋酸纤维膜，它对处理盐水很理想。科学家们正在寻找新的半透膜，以满足反渗透法的各种应用。
(6)氯化消毒。通常用于自来水的消毒。有杀菌力强、价格低等优点，一直是当今世界上使用最多，且应用最广泛的一种杀菌剂。能溶于水，常温下在水中与水反应生成强氧化剂、次氯酸。次氯酸易于穿透细胞壁，能损害细胞膜，使蛋白质、RNA、DNA等物质释出，并影响多种酶系统。同样，把漂白加入水中也能生成次氯酸。
作为长期使用，其作用越来越突出，主要表现在：与水中的某些有机物作用可产生有致癌作用的有机氯衍生物;当水中的pH大于9时，杀菌作用明显降低;长期使用，产生了抗药性，使用量逐渐增加。因此，少用或不用作为饮用水的杀菌剂，开发新型的杀菌剂是发展的必然趋势。
(7)“第四代”广谱杀菌剂。二氧化氯被称为“第四代”广谱杀菌剂。它杀菌消毒安全、快速。二氧化氯之所以成为安全的饮用水杀菌剂。是因为它的氧化性极强，的2.6倍。在水中的溶解度约是5倍。二氧化氯不像那样能迅速分解，在水中不以二聚或多聚状态存在，这有利于它在水中迅速扩散。
二氧化氯不产生有潜在危害的有机卤代物。在pH为3.0～9.0范围，它的杀菌作用可达到满意的效果。使用二氧化氯作饮用水的杀菌剂，每升水中只需加3%的二氧化氯溶液0.4 mg就可使杀菌率达99%以上。二氧化氯广泛应用于自来水、医院、食品、饲养、蔬菜等的杀菌、保鲜和漂白中。
在工业上也可用它杀灭异养菌、硫酸盐还原菌，并可抑制水垢的产生。它对水中的污染物，如硫化物、酚类、胺类等有分解作用，还可以除去有机胺类、有机硫化物所引起的水质异味。
水预处理的必要性
因为自然界的水都有大量的杂质，如泥沙、黏土、有机物、微生物、机械杂质等，地面水源中粗大的杂质较多，但在取水过程已被去除，那些较细小的杂质，必需进行处理后才能使用。
原水中细小杂质主要是溶解在水里的盐类、悬浮杂质和胶体颗粒。一般说来，地面水中悬浮物含量较多，而地下水中溶解盐类含量要高一些，苦咸水及海水的含盐量则更高。
水的预处理是在水精制处理之前，预先进行的初步处理，以便在水的精处理时取得良好的效果，提高水质。这些杂质的存在，严重影响精制水的水质与处理效果，因此必须在精处理之前将一些杂质降低或除去，这就需要预处理，有时也称前处理。
预处理的方法很多，主要有预沉、混凝、澄清、过滤、软化、消毒等。用这些方法预处理之后，可以使水的悬浮物（浑浊度）、色度、胶体物、有机物、铁、锰、暂时硬度、微生物、挥发性物质、溶解的气体等杂质除去或降低到一定的程度。
预沉 就是在大容积、低流速的情况下，水中固体颗粒因重力作用而从水中分离出来。如沉沙池、预沉池。
混凝 利用铁盐、铝盐、高分子等混凝剂，与水中的杂质通过絮凝和架桥作用生成大颗粒沉淀物，然后通过其它设备、如澄清池、过滤池等，予以除去。
澄清 通过混凝剂作用而形成的大颗粒沉淀物在澄清池内分离，沉淀物除去，得到澄清水。
过滤 将被处理的水，流经装有特殊过滤材料装置，如各种滤池等，截留水中杂质，予以除去。
软化 采用化学药剂，如石灰水、纯碱等，使水中碳酸氢盐硬度除去；或是采用阳离子交换树脂到方法除去水中的钙、镁、铁离子等，这一过程称为软化。
消毒 加入杀生剂，杀灭水中的微生物。
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