為達到成品水（生活或生產的用水和作為最後處置的廢水）的水質要求而對原料水(原水)的加工過程。加工原水為生活或工業的用水時，稱為給水處理；加工廢水時，則稱廢水處理。廢水處理的目的是為廢水的排放（排入水體或土地）或再次使用（見廢水處置、廢水再用）。在迴圈用水系統以及水的再生處理中，原水是廢水，成品水是用水，加工過程兼具給水處理和廢水處理的性質。水處理還包括對處理過程中所產生的廢水和污泥的處理及最終處置（見污泥處理和處置），有時還有廢氣的處理和排放問題。水的處理理方法可以概括為三種方式：①最常用的是通過去除原水中部分或全部雜質來獲得所需要的水質；②通過在原水中添加新的成分來獲得所需要的水質；③對原水的加工不涉及去除雜質或添加新成分的問題。
水中雜質和處理方法 水中雜質包括挾帶的粗大物質、懸浮物、膠體和溶解物。粗大的物質如河中漂浮的水草、垃圾、大型水生物、廢水中的砂礫以及大塊污物等。給水工程中，粗大雜質由取水構築物的設施去除，不列入水處理的范圍。
廢水處理中，去除粗大的雜質一般屬於水的預處理部分。懸浮物和膠體包括泥沙、藻類、細菌、病毒以及水中原有的和在水處理過程中所產生的不溶解物質等。溶解物有無機鹽類、有機化合物和氣體。去除水中雜質的處理方法很多，主要方法的適用范圍可以大致按雜質的粒度來劃分（圖1）。由於原水所含的雜質和成品水可允許的雜質在種類和濃度上差別很大，水處理過程差別也很大。
就生活用水（或城鎮公共給水）而論，取自高質量水源（井水或防護良好的給水專用水庫）的原水，隻需消毒即為成品水；取自一般河流或湖泊的原水，先要去除泥沙等致濁雜質，然後消毒；污染較嚴重的原水，還需去除有機物等污染物；含有鐵、錳的原水（例如某些井水），需要去除鐵、錳。生活用水可以滿足一般工業用水的水質要求，但工業用水有時需要進一步的加工，如進行軟化、除鹽等。
當廢水的排放或再用的水質要求較低時，隻需用篩除和沉淀等方法去除粗大雜質和懸浮物(常稱一級處理)；當要求去除有機物時，一般在一級處理後采用生物處理法（常稱二級處理）和消毒；對經過生物處理後的廢水，所進行的處理過程統稱三級處理或深度處理，如當廢水排入的水體需要防止富營養化所進行的去除氮、磷過程即屬於三級處理（見水的物理化學處理法）。當廢水作為水源時，成品水水質要求以及相應的加工流程隨其用途而定。理論上，現代的水處理技術，可以從任何劣質水制取任何高質量的成品水。
方法分類 水處理的過程，實際是按原水水質和成品水水質的差距所設計的、對原水必須采取的加工程序。從河水制取生活用水的過程見表1。
表1 從河水制取生活用水的過程
每一工序對原水產生一個物理的、化學的或微生物學的效果。一個工序一般在一個處理設備中完成，但也有在一個處理設備中完成幾個工序的。一個工序或幾個工序的組合可以構成一個水處理的單元方法，如混凝、沉淀、過濾和消毒就是最常用的給水處理單元方法。
按所應用的理論基礎可以把各種單元方法劃分為物理化學法和生物法兩大類（表2）。
表2 水處理方法一覽表
凡是以物理的或化學的（包括物理化學的）或兼用兩者的原理為理論基礎的處理方法，都納入物理化學法。凡是以微生物的生命活動為理論基礎的處理方法，都納入生物法，也稱生物化學法。
也可以借化學工程學中的單元操作和單元過程的概念，把各種處理工序劃分為單元操作（不產生化學反應，如液體運輸、沉淀、過濾、反滲透等）和單元過程（產生化學反應，如凝聚、消毒、化學沉淀、生物氧化等）兩類。
典型流程 ①從一般河水制取成品水的流程，見圖2。
②從污染較重的河水制取成品水的流程，見圖3。
③從城市供水制取高純水的流程，見圖4。
④兼除鐵、錳井水處理的流程，見圖5。
⑤廢水生物處理的流程，見圖6。
⑥廢水物化處理的流程，見圖7。
參考書目
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