水净化

水净化是针对水质的改变。 它是过程工程的一个子领域，主要包括两组处理：

• 去除水中的物质（例如清洁、消毒/灭菌、去除铁和锰、软化、脱盐）；
• 添加物质和设置水参数（例如剂量、设置 pH 值、溶解离子和电导率）。

水净化是生产供人类消费的饮用水（饮用水供应）中必不可少的工艺步骤。

水净化也用于废水的净化，特别是用于中水的回收（再循环）、废水中的金属（包括贵金属）的过滤。

处理过程可细分如下：

机械过程（如耙子、筛子、过滤器）； 物理过程（如曝气、雾化、沉淀、浮选、吸附、真空过程、热效应）；化学过程（如氧化消毒、絮凝、脱碳、离子交换、电去离子）；膜过程（如纳滤、渗透）；生物过程（生化氧化、污泥消化、活性污泥法、厌氧废水处理）

上表列出了最重要的方法。然而，水处理厂很少只包含一个过程，而通常包含多个过程。 所需程序的数量和类型取决于：

• 原水的类型和质量及其溶解和未溶解的成分
• 处理水（纯水）用途及要求

原水：最重要的原水供应商是：

• 来自浅井或深井的地下水
• 靠近地表的浅井滤液
• 来自河流、湖泊和水坝的地表水

地表水，尤其是自来水，至少在某些时候（洪水期）含有大量未溶解的颗粒。 有机杂质也可能包括在内，尽管由于对废水直接排放者和处理过的废水的法律规定，现在只能发现少量有机杂质。 另一方面，在湖水和大坝水的情况下，未溶解和有机子的含量冲力明显降低。

根据抽水土壤层的类型，地下水或多或少受到溶解的铁和锰化合物以及较高水平的游离二氧化碳 (CO2) 的污染。 溶解或胶体有机化合物仅以很小的程度存在，如果有的话。 然而，地表附近的井水，特别是在有沼泽土壤层和来自垃圾填埋场的地区，也可能含有更高浓度的有机污染物。

除废水处理外，纯水主要用作饮用水或工商业生活用水。 另一个应用领域是农业灌溉，那里的水很少需要处理。 根据各自的要求，水可以经过不同的处理阶段和组合，以达到所需的纯净水质量。 在个别情况下，原水的质量可能已经足够使用，因此似乎不需要进一步处理。 法律和规范及配水网络的要求是决定性的，尤其是在饮用水生产中。

将地表水作为原水的典型处理厂示例包括预清洗（例如耙子、筛带、筛鼓）或过滤阶段（可能是双层过滤器）以分离未溶解的物质，包括额外的絮凝以改善过滤阶段的清洁效果和纯水的消毒。如果原水的碳酸盐硬度增加，也可以在过滤阶段之前安装额外的脱碳系统。当使用地表水时，过滤阶段之前使用耙子和鼓式过滤器或过滤带系统进行机械预清洗。反渗透过程用于从富含盐分的原水中生产饮用水。

来自浅井或深井的地下水在过滤前通常需要一个曝气阶段来氧化和沉淀水合铁和锰氧化物。同时，这会增加水中的氧气含量，并通过开放式曝气去除多余的二氧化碳。这对于黑色金属管网通过形成水垢保护层来减少腐蚀很重要。

部分可与饮用水要求相媲美的特殊形式是沐浴水的处理。

发电厂（冷却水和给水）、工业厂房、化学过程、制药、食品工业和洗衣店需要大量工艺用水。通常需要对水的特性进行非常深远的改变。此外，工厂通常需要不同质量的纯水。例如，冷却系统的补给水几乎总是与工艺用水有不同的要求。

冷却水处理系统通常包括使用耙子、鼓式过滤器或带式过滤器的机械预清洁，以及随后的絮凝过滤。如果碳酸盐硬度太高，则进行脱碳步骤。此外，循环水通过加药站与硬度稳定剂和防腐剂混合。当使用井水作为原水时，如果不需要脱碳，通常可以省去过滤阶段。

由于工艺用水的质量要求几乎总是更高，冷却系统的部分处理水被分离并进一步净化。为此需要额外的处理过程，例如用于去除有机杂质的吸附过滤器、用于部分或完全脱盐的反渗透或离子交换器以及用于去除溶解气体的脱气器。