水凈化

水凈化是針對水質的改變。 它是過程工程的一個子領域，主要包括兩組處理：

• 去除水中的物質（例如清潔、消毒/滅菌、去除鐵和錳、軟化、脫鹽）；
• 添加物質和設置水參數（例如劑量、設置 pH 值、溶解離子和電導率）。

水凈化是生產供人類消費的飲用水（飲用水供應）中必不可少的工藝步驟。

水凈化也用于廢水的凈化，特別是用于中水的回收（再循環）、廢水中的金屬（包括貴金屬）的過濾。

處理過程可細分如下：

機械過程（如耙子、篩子、過濾器）； 物理過程（如曝氣、霧化、沉淀、浮選、吸附、真空過程、熱效應）；化學過程（如氧化消毒、絮凝、脫碳、離子交換、電去離子）；膜過程（如納濾、滲透）；生物過程（生化氧化、污泥消化、活性污泥法、厭氧廢水處理）

上表列出了最重要的方法。然而，水處理廠很少只包含一個過程，而通常包含多個過程。 所需程序的數量和類型取決于：

• 原水的類型和質量及其溶解和未溶解的成分
• 處理水（純水）用途及要求

原水：最重要的原水供應商是：

• 來自淺井或深井的地下水
• 靠近地表的淺井濾液
• 來自河流、湖泊和水壩的地表水

地表水，尤其是自來水，至少在某些時候（洪水期）含有大量未溶解的顆粒。 有機雜質也可能包括在內，盡管由于對廢水直接排放者和處理過的廢水的法律規定，現在只能發現少量有機雜質。 另一方面，在湖水和大壩水的情況下，未溶解和有機子的含量沖力明顯降低。

根據抽水土壤層的類型，地下水或多或少受到溶解的鐵和錳化合物以及較高水平的游離二氧化碳 (CO2) 的污染。 溶解或膠體有機化合物僅以很小的程度存在，如果有的話。 然而，地表附近的井水，特別是在有沼澤土壤層和來自垃圾填埋場的地區，也可能含有更高濃度的有機污染物。

除廢水處理外，純水主要用作飲用水或工商業生活用水。 另一個應用領域是農業灌溉，那里的水很少需要處理。 根據各自的要求，水可以經過不同的處理階段和組合，以達到所需的純凈水質量。 在個別情況下，原水的質量可能已經足夠使用，因此似乎不需要進一步處理。 法律和規范及配水網絡的要求是決定性的，尤其是在飲用水生產中。

將地表水作為原水的典型處理廠示例包括預清洗（例如耙子、篩帶、篩鼓）或過濾階段（可能是雙層過濾器）以分離未溶解的物質，包括額外的絮凝以改善過濾階段的清潔效果和純水的消毒。如果原水的碳酸鹽硬度增加，也可以在過濾階段之前安裝額外的脫碳系統。當使用地表水時，過濾階段之前使用耙子和鼓式過濾器或過濾帶系統進行機械預清洗。反滲透過程用于從富含鹽分的原水中生產飲用水。

來自淺井或深井的地下水在過濾前通常需要一個曝氣階段來氧化和沉淀水合鐵和錳氧化物。同時，這會增加水中的氧氣含量，并通過開放式曝氣去除多余的二氧化碳。這對于黑色金屬管網通過形成水垢保護層來減少腐蝕很重要。

部分可與飲用水要求相媲美的特殊形式是沐浴水的處理。

發電廠（冷卻水和給水）、工業廠房、化學過程、制藥、食品工業和洗衣店需要大量工藝用水。通常需要對水的特性進行非常深遠的改變。此外，工廠通常需要不同質量的純水。例如，冷卻系統的補給水幾乎總是與工藝用水有不同的要求。

冷卻水處理系統通常包括使用耙子、鼓式過濾器或帶式過濾器的機械預清潔，以及隨后的絮凝過濾。如果碳酸鹽硬度太高，則進行脫碳步驟。此外，循環水通過加藥站與硬度穩定劑和防腐劑混合。當使用井水作為原水時，如果不需要脫碳，通常可以省去過濾階段。

由于工藝用水的質量要求幾乎總是更高，冷卻系統的部分處理水被分離并進一步凈化。為此需要額外的處理過程，例如用于去除有機雜質的吸附過濾器、用于部分或完全脫鹽的反滲透或離子交換器以及用于去除溶解氣體的脫氣器。