簡介
水處理是指透過一系列水處理裝置將被汙染的工業廢水或河水進行淨化處理，以達到國家規定的水質標準，這一全過程叫做水處理。簡單講，
“水處理”便是透過物理的、化學的手段，去除水中一些對生產、生活不需要的物質的過程。是為了適用於特定的用途而對水進行的沉降、過濾、混凝、絮凝，以及緩蝕、阻垢等水質調理的過程。由於社會生產、生活與水密切相關，因此，水處理領域涉及的應用範圍十分廣泛，構成了一個龐大的產業應用。
基本概念
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。
1、加工原水為生活或工業的用水時，稱為給水處理；
2、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。
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汙泥的處理及最終處置，有時還有廢氣的處理和排放問題。
水的處理方法可以概括為三種方式：
①最常用的是透過去除原水中部分或全部雜質來獲得所需要的水質；
②透過在原水中新增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新增新成分的問題。
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汙物等。給水工程中
，粗大雜質由取水構築物的設施去除，不列入水處理的範圍。
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，主要方法的適用範圍可以大致按雜質的粒度來劃分。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，只需消毒即為成品水；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；汙染較嚴重的原水，還需去除有機物等汙染物；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，只需用篩除和沉澱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，一般在一級處理後採用生物處理法（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。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，可以從任何劣質水製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、所以對原水必須採取的加工程式。
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裝置中完成，但也有在一個處理裝置中完成幾個工序的。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、沉澱、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。
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、沉澱、過濾、反滲透等）和單元過程（產生化學反應，如凝聚、消毒、化學沉澱、生物氧化等）兩類。
典型流程
①從一般河水製取成品水的流程。
②從汙染較重的河水製取成品水的流程。
③從城市供水製取高純水的流程。
④兼除鐵、錳井水處理的流程。
⑤廢水生物處理的流程。
⑥廢水物化處理的流程。
水處理工藝
汙水處理一般來說包含以下三級處理：
一級處理是它透過機械處理，如格柵、沉澱或氣浮，去除汙水中所含的石塊、砂石和脂肪、鐵離子、錳離子、油脂等。
二級處理是生物處理，汙水中的汙染物在微生物的作用下被降解和轉化為汙泥。
三級處理是汙水的深度處理，它包括營養物的去除和透過加氯、紫外輻射或臭氧技術對汙水進行消毒。可能根據處理的目標和水質的不同，有的汙水處理過程並不是包含上述所有過程。
處理方法
水處理（
water treatment）對水源水或不符合用水水質要求的水，採用物理、化學、生物等方法改善水質的過程。
水的處理方法可以概括為三種方式：
①最常用的是透過去除原水中部分或全部雜質來獲得所需要的水質；
②透過在原水中新增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新增新成分的問題。
軟化水處理：
用化學
“樹脂”處理，如硬水軟化。
常用的汙水處理技術有生物化學法，如活化汙泥法
（Activated Sludge Process），生物結層法（Fixed Biofilm Processes），混合生物法（Combined Biological Processes）等；物理化學法，如粒質過濾法（Granular Media Filtration），活化炭吸附法（Activated Carbon Adsorption），化學沉澱法（Chemical Precipitation），膜濾/析法（Membrane Processes）等；自然處理法，如穩定塘法（Stabilization Ponds），氧化溝法（Aeratedor Facultative Lagoons），人工溼地法（Constructed Wetlands），化學色可賽思樹脂處理法。
水處理方法
水處理工藝：
汙水處理一般來說包含以下三級處理：
一級處理是它透過機械處理，如格柵、沉澱或氣浮，去除汙水中所含的石塊、砂石和脂肪、油脂等。
二級處理是生物處理，汙水中的汙染物在微生物的作用下被降解和轉化為汙泥。
三級處理是汙水的深度處理，它包括營養物的去除和透過加氯、紫外輻射或臭氧技術對汙水進行消毒。可能根據處理的目標和水質的不同，有的汙水處理過程並不是包含上述所有過程。
機械處理工段
機械(
一級)處理
工段包括格柵、沉砂池、初沉池等構築物，以去除粗大顆粒和懸浮物為目的，處理的原理在於透過物理法實現固液分離，將汙染物從汙水中分離，這是普遍採用的汙水處理方式。
機械（一級）處理是所有汙水處理工藝流程必備工程（儘管有時有些工藝流程省去初沉池），城市汙水一級處理BOD5和SS的典型去除率分別為25％和50％。在生物除磷脫氮型汙水處理廠，一般不推薦曝氣沉砂池，以避免快速降解有機物的去除；在原汙水水質特性不利於除磷脫氮的情況下，初沉的設定與否以及設定方式需要根據水質特注的後續工藝加以仔細分析和考慮，以保證和改善除磷除脫氮等後續工藝的進水水質。
汙水生化處理
汙水生化處理
屬於二級處理，以去除不可沉懸浮物和溶解性可生物降解有機物為主要目的，其工藝構成多種多樣，可分成活性汙泥法、
AB法、A/O法、A2／Ｏ法、SBR法、氧化溝法、穩定塘法、土地處理法等多種處理方法。
日前大多數城市汙水處理廠都採用活性汙泥法。生物處理的原理是透過生物作用，尤其是微生物的作用，完成有機物的分解和生物體的合成，將有機汙染物轉變成無害的氣體產物（CO2）、液體產物（水）以及富含有機物的固體產物（微生物群體或稱生物汙泥）；多餘的生物汙泥在沉澱池中經沉澱池固液分離，從淨化後的汙水中除去。
在汙水生化處理過程中，影響微生物活性的因素可分為基質類和環境類兩大類：
一、基質類包括營養物質，如以碳元素為主的有機化合物即碳源物質、氮源、磷源等營養物質、以及鐵、鋅、錳等微量元素；另外，還包括一些有毒有害化學物質如酚類、苯類等化合物、也包括一些重金屬離子如銅、鎘、鉛離子等。
二、
環境類影響因素主要有：
(1)溫度。
溫度對微生物的影響是很廣泛的，儘管在高溫環境（50℃～70℃）和低溫環境（-5～0℃）中也活躍著某些類的細菌，但汙水處理中絕大部分微生物最適宜生長的溫度範圍是20-30℃。在適宜的溫度範圍內，微生物的生理活動旺盛，其活性隨溫度的增高而增強，處理效果也越好。超出此範圍，微生物的活性變差，生物反應過程就會受影響。一般的，控制反應程序的最高和最低限值分別為35℃和10℃。
(2)PH值。
活性汙泥系統微生物最適宜的PH值範圍是6。5-8。5，酸性或鹼性過強的環境均不利於微生物的生存和生長，嚴重時會使汙泥絮體遭到破壞，菌膠團解體，處理效果急劇惡化。
(3)溶解氧。
對好氧生物反應來說，保持混合液中一定濃度的溶解氧至關重要。當環境中的溶解氧高於0。3mg/l時，兼性菌和好氧菌都進行好氧呼吸；當溶解氧低於0。2-0。3mg/l接近於零時，兼性菌則轉入厭氧呼吸，絕大部分好氧菌基本停止呼吸，而有部分好氧菌（多數為絲狀菌）還可能生長良好，在系統中佔據優勢後常導致汙泥膨脹。
一般的，曝氣池出口處的溶解氧以保持2mg/l左右為宜，過高則增加能耗，經濟上不合算。
在所有影響因素中，基質類因素和
PH值決定於進水水質，對這些因素的控制，主要靠日常的監測和有關條例、法規的嚴格執行。
對一般城市汙水而言，這些因素大都不會構成太大的影響，各引數基本能維持在適當範圍內。溫度的變化與氣候有關，對於萬噸級的城市汙水處理廠，特別是採用活性汙泥工藝時，對溫度的控制難以實施，在經濟上和工程上都不是十分可行的。
因此，一般是透過設計引數的適當選取來滿足不同溫度變化的處理要求，以達到處理目標。
因此，工藝控制的主要目標就落在活性汙泥本身以及可透過調控手段來改變的環境因素上，控制的主要任務就是採取合適的措施，克服外界因素對活性汙泥系統的影響，使其能持續穩定地發揮作用。
實現對生物反應系統的過程控制關鍵在於控制物件或控制引數的選取，而這又與處理工藝或處理目標密切相關。
前已述及溶解氧是生物反應型別和過程中一個非常重要的指示引數，它能直觀且比較迅速地反映出整個系統的執行狀況，執行管理方便，儀器、儀表的安裝及維護也較簡單，這也是近十年我國新建的汙水處理廠基本都實現了溶解氧現場和線上監測的原因。
三級處理是對水的深度處理
，現在的我國的汙水處理廠投入實際應用的並不多。它將經過二級處理的水進行脫氮、脫磷處理，用活性炭吸附法或反滲透法等去除水中的剩餘汙染物，並用臭氧或氯消毒殺滅細菌和病毒，然後將處理水送入中水道，作為沖洗廁所、噴灑街道、澆灌綠化帶、工業用水、防火等水源。
由此可見，汙水處理工藝的作用僅僅是透過生物降解轉化作用和固液分離，在使汙水得到淨化的同時將汙染物富集到汙泥中，包括一級處理工段產生的初沉汙泥、二級處理工段產生的剩餘活性汙泥以及三級處理產生的化學汙泥。
由於這些汙泥含有大量的有機物和病原體，而且極易腐敗發臭，很容易造成二次汙染，消除汙染的任務尚未完成。汙泥必須經過一定的減容、減量和穩定化無害化處理井妥善處置。汙泥處理處置的成功與否對汙水廠有重要的影響，必須重視。如果汙泥不進行處理，汙泥將不得不隨處理後的出水排放，汙水廠的淨化效果也就會被抵消掉。所以在實際的應用過程中，汙水處理過程中的汙泥處理也是相當關鍵的。一般水處理方法及原理
常用的水處理方法有：
（一）沉澱物過濾法、
（二）硬水軟化法、
（三）活性炭吸附法、
（四）去離子法、
（五）逆滲透法、
（六）超過濾法、
（七）蒸餾法、
（八）紫外線消毒法等，現在將這些處理法之原理及功能在此一一說明。
一、沉澱物過濾法的目的是將水源內之懸浮顆粒物質或膠體物質清除乾淨。
這些顆粒物質如果沒有清除，會對透析用水其它精密的過濾膜造成破壞或甚至水路的阻塞。這是最古老且最簡單的淨水法，所以這個步驟常用在水純化的初步處理，或有必要時，在管路中也會多加入幾個濾器
（filter）以清除體積較大的雜質。
濾過懸浮的顆粒物質所使用的濾器種類很多，例如網狀濾器，沙狀濾器（如石英沙等）或膜狀濾器等。只要顆粒大小大於這些孔洞之大小，就會被阻擋下來。對於溶解於水中的離子，就無法阻攔下來。如果濾器太久沒有更換或清洗，堆積在濾器上的顆粒物質會愈來愈多，則水流量及水壓會逐漸減少。
人們就是利用入水壓與出水壓差來判斷濾器被阻塞的程度。
因此濾器要定時逆衝以排除堆積其上的雜質，同時也要在固定時間內更換濾器。
沉澱物過濾法還有一個問題值得注意，因為顆粒物質不斷被阻攔而堆積下來，這些物質面或許有細菌在此繁殖，並釋放毒性物質透過濾器，造成熱原反應，所以要經常更換濾器，原則上進水與出水的壓力落差升高達到原先的五倍時，就需要換掉濾器。
二、硬水的軟化需使用離子交換法，它的目的是利用陽離子交換樹脂以鈉離子來交換硬水中的鈣與鎂離子，*此來降低水源內之鈣鎂離子的濃度。
其軟化的反應式如下：
Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1
Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1
式中的
EX表示離子交換樹脂，這些離子交換樹脂結合了Ca2+及Mg2+之後，將原本含在其內的Na+離子釋放出來。
現在市面上出售的離子交換樹脂為球狀的合成有機物高分子電解質。樹脂基質
（resinmatrix）內藏氯化鈉，在硬水軟化的過程中，鈉離子會逐漸被使用耗盡，則交換樹脂的軟化效果也會逐漸降低，這時需要作還原（regeneration）的工作，也就是每隔固定時間加入特定濃度的鹽水，一般是10%，其反應方式如下：
Ca-EX2+2Na+（濃鹽水）→2Na-EX+Ca2+
Mg-EX2+2Na+（濃鹽水）→2Na-EX+Mg2+
如果水處理的過程中沒有陽離子的軟化，不只是逆滲透膜上會有鈣鎂體的沉積以致降低功效甚至破壞逆滲透膜，同時病人也容易得到硬水症候群。
硬水軟化器也會引起細菌繁殖的問題，所以裝置上需要有逆衝的功能，一段時間後就要逆衝一次以防止太多雜質吸附其上。另一個值得注意問題的是高血鈉症，因為透析用水的軟化與再還原過程是
*計時器來控制，正常情況還原作用大多發生在半夜，這是閥門在控制，如果發生故障，大量鹽水就會湧進水源，進而造成病人的高血鈉症。
三、活性碳是由木頭，殘木屑，水果核，椰子殼，煤炭或石油底渣等物質在高溫下乾餾炭化而成，製成後還需以熱空氣或水蒸氣加以活化。
它的主要作用是清除氯與氯氨以及其它分子量在
60到300道爾頓的溶解性有機物質。活性碳的表面呈顆粒狀，內部是多孔的，孔內有許多約1Onm~lA大小的毛細管，1g的活性碳內部表面積高達700-1400m2，而這些毛細管內表面及顆粒表面就是吸附作用之所在。
影響活性碳清除有機物能力的因素有活性碳本身的面積，孔洞大小以及被清除有機物的分子量及其極性（Polarity），它主要物理的吸附能力來排除雜物，當吸附能力達飽合之後，吸附過多的雜質就會掉落下來汙染下游的水質，所以必須定時利用逆衝的方式來清除吸附其上的雜質。
這種活性碳濾器如果吸附能力明顯下降，必須更新。測定進水及出水的
TOC濃度差（或細菌數量差）是考量更換活性碳的依據之一。
有些逆滲透膜對氯的耐受性不佳，所以在逆滲透之前要有活性碳的處理，使氯能夠有效的被活性炭吸附，但是活性碳上的孔洞吸附的細菌容易繁殖滋長，同時對於分子較大有機物的清除，活性碳的功效有限，所以必須*逆滲透膜在後面補強。
四、去離子法的目的是將溶解於水中的無機離子排除，與硬水軟化器一樣，也是利用離子交換樹脂的原理。
在這使用兩種樹脂
-陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂
。陽離子交換樹脂利用氫離子（H+）來交換陽離子；而陰離子交換樹脂則利用氫氧根離子（OH-）來交換陰離子，氫離子與氫氧根離子互相結合成中性水，其反應方程式如下：
M+x+xH-Re→M-M-Rex+xH+1
A-z+zOH-Re→A-Rez+zOH-1
上式中的的M+x表陽離子，x表電價數，M+x陽離子與陽離子樹脂上H-Re的氫離子交換，A-z則表陰離子，z表電價數，A-z與陰離子交換樹脂結合後，釋放出OH-離子。H+離子與OH-離子結合後即成中性的水。
這些樹脂之吸附能力耗盡之後也需要再還原，陽離子交換樹脂需要強酸來還原；相反的，陰離子則需要強礆來還原。陽離子交換樹脂對各種陽離子的吸附力有所差異，它們的強弱程度及相對關係如下：
Ba2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Ni2+>Cd2+>CU2+>Co2+>Zn2+>Mg2+>Ag1+>Cs1+>K1+>NH41+>Na1+>H1+
陰離子交換樹脂與各陰離子的親合力強度如下：
S02-4+>I->NO3->NO2->Cl->HCO3->OH->F-
如果陰離子交換樹脂消耗殆盡而沒有還原，則吸附力最弱的氟就會逐漸出現在透析用水中，造成軟骨病，骨質疏鬆症及其它骨病變；如果陽離子交換樹脂消耗盡了，氫離子也會出現在透析用水之中，造成水質酸性的增加，所以去離子功能是否有效，需要時常監視。
一般是水質的電阻係數（resistivity）或傳導度（conductivity）來判斷。去離子法所使用的離子交換樹脂同樣也會造成細菌的繁殖引起菌血症，這是值得注意的一點。
五、逆滲透法可以有效的清除溶解於水中的無機物，有機物，細菌，熱原及其它顆粒等，是透析用水之處理中最重要的一環。
要了解
“逆滲透”原理之前，要先解釋“滲透（osmosis）的觀念。所謂滲透是指以半透膜隔開兩種不同濃度的溶液，其中溶質不能透過半透膜，則濃度較低的一方水分子會透過半透膜到達濃度較高的另一方，直到兩側的濃度相等為止。
在還沒達到平衡之前，可以在濃度較高的一方逐漸施加壓力，則前述之水分子移動狀態會暫時停止，此時所需的壓力叫作”滲透壓（osmoticpressure）“，如果施加的力量大於滲透壓時，則水份的移動會反方向而行，也就是從高濃度的一例流向低濃度的一方，這種現象就叫作”逆滲透“。
逆滲透的純化效果可以達到離子的層面，對於單價離於（monovalentions）的排除率（rejectionrate）可達90%-98%，而雙價離子（divalentions）可達95%-99%左右（可以防止分子量大於200道爾敦的物質透過）。
逆滲透水處理常用的半透膜材質有纖維質膜
（cellulosic），芳香族聚醞胺類（aromaticpolyamides），polyimide或polyfuranes等，至於它的結構形狀有螺旋型（spiralwound），空心纖維型（hollowfiber）及管狀型（tubular）等。
至於這些材質中纖維素膜的優點是耐氯性高，但在礆性的條件下（pH≥8。0）或細菌存在的狀況下，使用壽命會縮短。polyamide的缺點是對氯及氯氨之耐受性差。至於採用那一種材質較好，則目前還沒有定論。
如果逆滲透前沒有作好前置處理則滲透膜上容易有汙物堆積，例如鈣，鎂，鐵等離子，造成逆滲透功能的下降
；有些膜（如polyamide）容易被氯與氯氨所破壞，因此在逆滲透膜之前要有活性碳及軟化器等前置處理。
逆滲透雖然價錢較高，因為一般逆滲透膜的孔徑約在l0A以下，它可以排除細菌，病毒及熱原甚至各種溶解性離子等，所以在準備血液透析析釋用水最好準備這一道步驟。
六、超過濾法與逆滲透法類似，也是使用半透膜，但它無法控制離子的清除，因為膜之孔徑較大，約10-200A之間。
只能排除細菌，病毒，熱原及顆粒狀物等，對水溶性離子則無法濾過。超過濾法主要的作用是充當逆滲透法的前置處理以防止逆滲透膜被細菌汙染。它也可用在水處理的最後步驟以防止上游的水在管路中被細菌汙染。一般是利用進水壓與出水壓差來判斷超過濾膜是否有效，與活性碳類似，平時是以逆衝法來清除附著其上的雜質。
七、蒸餾法是古老卻也是有效的水處理法，它可以清除任何不可揮發性的雜質，但是無法排除可揮發性的汙染物，它需要很大的儲水槽來存放，這個儲水槽與輸送管卻是造成汙染的重要原因，目前血液透析用水不用這種方式來處理。
八、紫外線消毒法是目前常使用的方法之一，它的殺菌機轉是破壞細菌核酸的生命遺傳物質，使其無法繁殖，其中最重大的反應是核酸分子內的pyrimidine鹽基變成雙合體(dimer)。
一般是使用低壓水銀放電燈的人工253。7nm波長的紫外線能量。紫外線殺菌燈的原理與日光燈相同，只是燈管內部不塗螢光物質，燈管的材質是採用紫外線穿透率高的石英玻璃。
一般紫外線裝置依用途分照射型，浸泡型及流水型。
在血液透析稀釋用水所使用的紫外線是安放在儲水槽到透析機器之間的管路上，也就是所有的透析用水在使用之前都要接受一次紫外線的照射，以達到徹底殺菌的效果。
對紫外線的感受性最大的是綠膿菌，大腸菌
；相反的，耐受性較大的則是枯草菌芽胞體。因為紫外線消毒法安全，經濟，對菌種的選擇性少，水質也不會改變，所以近年已廣泛使用這種方法，例如船上的飲用水就常使用這種消毒法
水處理脫鹽新技術
正滲透作為一種潛在的水純化和淡化新技術
，世界上正對其進行著多角度、深層次的理論研究和實踐探索。正滲透與反滲透是一對互逆的方法。國外1976年，有液 -液體系的原始嘗試，國內1992年，發明過液-固體系的正向滲透（非加壓）吸附滲透法脫鹽（CN92110710。2）。直到約10年後，又重新跟隨國際潮流，開始標準的模仿複製的模式，2008 年有綜述報告。
宏大設想：
水純化和脫鹽的新途徑。
隨著科技的飛速發展，壓力驅動反滲透膜分離技術
（RO）在膜、膜組器、裝置和工藝等方面都有了較大創新和改進，但人們也越來越意識到RO技術在節能、環保領域存在的侷限，而且就脫鹽來講，RO技術可認為已接近發展的頂峰。
因此，近年來國外已經開展了“正向滲透膜分離技術（FO）”的相關研究，並取得了一定的成果，在海水淡化、汙水處理、食品加工、醫藥等領域得到了應用，特別是“壓力延緩滲透（fro）海水發電”，更是一項極具前景的清潔再生能源開發技術 J。
但是國內目前對正向滲透膜分離技術關注得很少，相關研究和論文也不多。雖然，上個世紀90年代我國有了創造性的發明“非加壓吸附滲透法海水淡化” （CN92110710。2）。
正向滲透分離技術很早就得到了應用。很久以前，人們就採用食鹽來長期貯存食物，因為在高鹽環境下多數細菌、黴菌和病原菌由於滲透作用會脫水死亡或暫時失去活性。
如今，人們已經開始利用正向滲透膜分離技術進行海水淡化、工業廢水處理、垃圾滲透液處理等研究；食品工業在實驗室利用正向滲透膜分離來濃縮飲料；緊急救援時的生命支援系統利用正向滲透膜分離技術製取淡水。近來隨著材料科學的發展，正向滲透技術已經應用於人體的藥物控制釋放。
非加壓滲透吸附法（90年代）
非加壓吸附滲透海水淡化法，或稱為
“正向滲透法”，讓水透過多孔膜正向滲透進入一種超強吸水的吸附劑或鹽濃度甚至超過海水的溶液或固態物，不需要外界加壓，但溶液裡的特殊鹽分”提取液“很容易蒸發，不需要加太多的熱（加熱能與反滲透加壓的能量比？）。
分固態鹽、液態鹽方向。固態鹽解吸附耗能更小。
海水淡化技術
：非加壓吸附滲透海水淡化法（CN92110710。2）1992年：上個世紀 90年代鄧宇的發明，《美國化學文摘》收錄。
另外兩種方法都在薄膜結構上有了創新和改進碳奈米管薄膜一種用碳奈米管來做薄膜的小孔，另一種活細胞的蛋白質膜薄膜的孔用引導水分子透過活細胞的細胞膜的蛋白質來構成。
野外水處理三種方式
關於野外的水是不是要處理以後才喝，每個人是有每個人不同的想法的。
有些人認為野外人跡罕至，那會有什麼汙染，喝了沒事。
其實呢，只要是我們這樣的業餘選手能到的，那還能有什麼真正的沒有汙染的地方呢？
其實就算沒有汙染，也不代表水裡沒有病毒，細菌，或者各種有害物質。在條件許可的情況下，能處理一下還是最好。
現在水處理的方式，主要是燒開，淨水藥品和過濾器 燒開 這是最實用，也最有效的手段了。缺點就是浪費燃料（當然用我曾經介紹過的zip爐子是例外），而且比較耗時間。
使用淨水藥片算是以化學的方式進行淨化，多半使用的是氯和碘。市場上的主流是用碘。比如上面的圖片裡，白色的那瓶就是碘片。碘片的儲存需要注意避光，避潮。淨水藥片使用上的優點是便宜，方便，輕巧。比較耗時，一般加入淨水藥片後20分鐘左右才能喝了。
缺點是一是有異味異色。
這點可以通過後期處理一下解決，比如上面那瓶黃色的藥片，就是用來除味的。或者加點果珍什麼的。
二是有一種主要的病毒無法去除，cryptosporidium，這是可能是最常見的水中的寄生蟲了。
第三容易引起過敏，同時會和某些食物或是用具起化學反應。
總的來說，淨水藥片因為它的輕巧，便宜，體積小，還是有著很大的市場。
在使用上要注意的是一定要等至少20分鐘，二是不要連續使用超過一個星期。
淨化過濾器 這裡面其實有兩個分類，過濾器和過濾淨化器。
主要的分別是，過濾器以過濾的方式去除細菌和寄生蟲。爾過濾淨化器除了能去除細菌和寄生蟲外，還能去除病毒。（基於REI的分類）
過濾器
一般的過濾淨化器，是透過在過濾的基礎上，再以化學的方式出去病毒，比如加碘，所以也具有了前面以化學方式淨水的淨水藥片的缺點。
上面貼的這個號稱是唯一一個不用化學方式來除去病毒的淨水器。 使用淨化過濾裝置的好處是即時可以喝到水，幾乎不需要等待，而且幾乎也是最安全的淨水方式（使用過濾淨化器的話）。
缺點是價格貴，很少有低於60美金的，後期成本也高，濾芯也需要花錢。體積大，重量大，幾乎都要1 lbs以上。使用時也需要經常維護，容易堵塞。
三種方式各有所長，怎麼選擇就是各人的觀點了。
水處理裝置
水處理裝置主要包括了軟水機、純水機、淨水器、精密過濾器和開水龍頭以及路設計、裝置安裝和售後服務等，這是一整套為消費者提供的水處理裝置。
目前市場上水處理裝置也主要包括軟水機、純水機、淨水器三大型別。
一、水處理裝置之軟水機
1。 軟水機原理及功能：根據離子交換的原理，即用 Na+交換Mg2+Ca2+，使水中的硬度降低到70毫克/升以下成為軟水，此水處理裝置主要功能是祛除水鹼，水垢。
2。 軟水機水處理裝置的優缺點：
優點：祛除水垢，水鹼效果好，同時流量大，基本上不降低水壓。經過軟水機水處理裝置產生的水，清潔能力特強，洗衣，淋浴，美容護膚效果強；也能減輕能源消耗。同時也節約洗滌用品降
，低家務強度。軟水機水處理裝置產生的水最適宜作為生活用水的。
缺點：軟水機水處理裝置不能祛除細菌，病毒，有機物，不能直接飲用；再生時需要耗鹽；併產生一定量的廢水。
二、水處理裝置之純水機
1。 純水機原理及功能：
採用PP棉，活性炭及RO膜等濾芯，五級或五級以上過濾，其中最核心是RO膜，RO膜是目前過濾精度最高的濾芯。製出的水為純淨水，可以直接生飲。
2。 純水機水處理裝置優缺點：
優點：純水機水處理裝置過濾精度高，適用於多種水質，淨化後的水是純淨水，口感好，不含任何雜質。
缺點：純水機水處理裝置每日製水量少，只能解決飲用和做飯；前三級濾芯使用壽命短，需要定期更換濾芯；不適宜長期作為直飲水，尤其是兒童和老人更不宜長期飲用純淨水。
三、水處理裝置之淨水機
超濾機是淨水機水處理裝置中的主流產品，具有精度高，淨化效果好，濾芯壽命長，並能自動清洗濾芯。
1。 淨水機原理及功能：
採用0。01微米的超濾膜分離技術，能有效祛除水的泥沙，鐵鏽，懸浮物，膠體，細菌，病毒，大分子有機物等有害物。
2。 淨水機水處理裝置優點缺點：
優點：淨水機水處理裝置過濾精度高；淨化水接近礦泉水，能直接生飲；流量大；濾芯使用年限長；自動清洗濾芯；不需要電；不浪費水。
缺點：淨水機水處理裝置祛除水垢，水鹼效果較差，適用中等以下硬度地區；單一超濾機不能徹底去除水中異味，水質口感較差；換芯比較麻煩，不能徹底去除水中重金屬。
四、納濾膜水處理機
納濾膜水處理機是以納濾膜為主要部件，結構略為疏鬆，類似反滲透膜的水處理機，納濾膜是荷電膜，能進行電性吸附，對電性高的
F離子等，能部分去除，並具有納密級孔徑，大分子不能透過，遊離態的水分子部分透過，NaCl部分透過，鈣離子，鎂離子更少部分能透過。囊括了以上水處理機的優點，且避免了二次汙染。
可建立一種健康的飲水方式。
納濾膜水處理機透過絮凝、沉降、砂濾和加氯消毒等來除去水中的懸濁物和細菌，而對各種溶解性化學物質的脫除作用很低。
隨著水源環境汙染加劇和各國飲水標準提高，須脫除各種有機物和有害化學物質的
“飲用水深度處理”日益受到人們重視。
目前深度水處理方法主要有：
活性炭吸附，臭氧氧化和膜分離。
膜分離中的微過濾和超過濾，因不能脫鹽和各種低分子物質，故單獨使用時不能稱之為深度處理。
膜分離中的反滲透雖是深度處理，但它生產的純水，缺少天然飲用水中的礦物質營養成份，長期飲用，有害無益，且反滲透水處理機價格較貴，由於用水泵，執行費用亦不低。納濾膜由於本身的特徵，故十分適合水處理機之用。
納濾膜水處理機可在低壓
（相對反滲透）下，對自來水進行軟化和適度脫鹽，而且還可脫除各種有、無機物質，（尤其是致癌物質），微生物和溶解有機物，可稱之為“多面手”，日益受到青睞。
正滲透
正滲透-尋找水處理脫鹽新技術
正滲透作為一種潛在的水純化和淡化新技術，世界上正對其進行著多角度、深層次的理論研究和實踐探索。正滲透與反滲透是一對互逆的方法。國外
1976年，有液-液體系的原始嘗試，國內1992年，發明過液-固體系的正向滲透（非加壓）吸附滲透法脫鹽（CN92110710。2）。直到約10年後，又重新跟隨國際潮流，開始標準的模仿複製的模式， 2008年有綜述報告。
新途徑
隨著科技的飛速發展，壓力驅動反滲透膜分離技術（
RO）在膜、膜組器、裝置和工藝等方面都有了較大創新和改進，但人們也越來越意識到RO技術在節能、環保領域存在的侷限，而且就脫鹽來
講，RO技術可認為已接近發展的頂峰。
因此，國外已經開展了“正向滲透膜分離技術（FO）”的相關研究，並取得了一定的成果，在海水淡化、汙水處理、食品加工、醫藥等領域得到了應用，特別是“壓力延緩滲透（FRO）海水發電”，更是一項極具前景的清潔再生能源開發技術J。但是國內對正向滲透膜分離技術關注得很少，相關研究和論文也不多。
雖然，上個世紀90年代中國有了創造性的發明“非加壓吸附滲透法海水淡化”（CN92110710。2）。
正向滲透分離技術很早就得到了應用。很久以前，人們就採用食鹽來長期貯存食物，因為在高鹽環境下多數細菌、黴菌和病原菌由於滲透作用會脫水死亡或暫時失去活性。
如今，人們已經開始利用正向滲透膜分離技術進行海水淡化、工業廢水處理、垃圾滲透液處理等研究；食品工業在實驗室利用正向滲透膜分離來濃縮飲料；緊急救援時的生命支援系統利用正向滲透膜分離技術製取淡水。隨著材料科學的發展，正向滲透技術已經應用於人體的藥物控制釋放。
滲透吸附
非加壓吸附滲透海水淡化法，或稱為
“正向滲透法”，讓水透過多孔膜正向滲透進入一種超強吸水的吸附劑或鹽濃度甚至超過海水的溶液或固態物，不需要外界加壓，但溶液裡的特殊鹽分”提取液“很容易蒸發，不需要加太多的熱（加熱能與反滲透加壓的能量比？）。分固態鹽、液態鹽方向。固態鹽解吸附耗能更小。
海水淡化技術：非加壓吸附滲透海水淡化法（
CN92110710。2）1992年：上個世紀90年代鄧宇的發明，《美國化學文摘》收錄。
另外兩種方法都在薄膜結構上有了創新和改進：
奈米薄膜
一種用碳奈米管來做薄膜的小孔，單壁碳奈米管和多壁碳奈米管的碳奈米管薄膜與單純由單壁碳奈米管或多壁碳奈米管組成的碳奈米管相比，強度
-重量比、彈性模量-重量比和剛度分別提高了1。6倍、1。4倍和2。4倍。
蛋白質膜
薄膜的孔用引導水分子透過活細胞的細胞膜的蛋白質來構成。
水藻處理
湖水中由於有機物的增多，水藻在充分的富氧環境中在適合的溫度等條件下，將大量繁殖。已經成為水處理的一大難題
水藻屬性
水藻屬於單細胞生物，由於具有較強的生存能力和分支性強的屬性，易於懸浮於湖水錶面。
處理方法
綜合以上水藻的屬性，增氧殺菌浮選法已經有效地解決了這一難題。
透過增加遊離氧原子，增大破壞水藻的細胞壁，使水藻失去外界抵抗能力。再透過浮選機理，是失去活性的水藻脫離水面。
處理裝置
水處理裝置按類別主要可分為汙水處理裝置、原水處理裝置、淨水裝置、過濾裝置這幾大類。
像以下的水處理裝置：
全自動加藥裝置，全自動軟水器，機械過濾器、反滲透裝置、純水裝置、超純水裝置、中空纖維超濾裝置、離子交換、混床、拋光混床、
EDI電除鹽系統裝置、工廠企業飲用水裝置、袋式過濾器、臭氧殺菌消毒裝置、歸麗晶處理器，全效綜合水處理器，物化處理機組，物化全程綜合水處理器、永磁處理器，旋流除砂器，石英砂過濾器，活性炭過濾器，精密過濾器，水箱自潔消毒器，紫外線水處理器，高效除汙過濾器，手搖刷式過濾器，自清洗刷式過濾器，射頻水過濾器，旁流處理器，多功能電子除垢器，定壓補水機組，定壓補水加藥機組，無負壓變頻供水裝置，解析除氧器，真空脫氣除氧機，低位熱力除氧器，密閉式凝結水回收裝置，銅銀離子滅菌器，除鐵錳過濾裝置，黃鏽水過濾器，纖維束過濾器，高效纖維球過濾器，陶瓷膜過濾器，高效化學除油器，游泳池迴圈水處理成套裝置，反滲透純水裝置，景觀水一體化淨水機組，中水處理成套裝置，工業水處理裝置，汙水處理成套裝置，都是屬於廣泛應用在國內各行各業當中的水處理裝置。
軟水機軟水機原理及功能：
根據離子交換的原理，即用
Na+交換Mg2+Ca2+，使水中的硬度降低到70毫克/升以下成為軟水，此水處理裝置主要功能是祛除水鹼，水垢。
軟水機水處理裝置的優缺點：
優點：祛除水垢，水鹼效果好，同時流量大，基本上不降低水壓。經過軟水機水處理裝置產生的水，清潔能力特強，洗衣，淋浴，美容護膚效果強；也能減輕能源消耗
。
同時也節約洗滌用品，降低家務強度。軟水機水處理裝置產生的水最適宜作為生活用水的。
缺點：軟水機水處理裝置不能祛除細菌，病毒，有機物，不能直接飲用；再生時需要耗鹽；併產生一定量的廢水。
軟化水的適用領域:
浴室、廚房、洗衣、暖氣、鍋爐、中央空調裝置供水、美容保健等廣大領域。
純水機純水機原理及功能：
採用PP棉，活性炭及RO膜等濾芯，五級或五級以上過濾，其中最核心是RO膜，RO膜是目前過濾精度最高的濾芯。製出的水為純淨水，可以直接生飲。
純水機水處理裝置優缺點：
優點：純水機水處理裝置過濾精度高，適用於多種水質，淨化後的水是純淨水，口感好，不含任何雜質。
缺點：純水機水處理裝置每日製水量少，只能解決飲用和做飯；前三級濾芯使用壽命短，需要定期更換濾芯；不適宜長期作為直飲水，尤其是兒童和老人更不宜長期飲用純淨水。
淨水機
超濾機是淨水機水處理裝置中的主流產品，具有精度高，淨化效果好，濾芯壽命長，並能自動清洗濾芯。
淨水機原理及功能：
採用0。01微米的超濾膜分離技術，能有效祛除水的泥沙，鐵鏽，懸浮物，膠體，細菌，病毒，大分子有機物等有害物。
淨水機水處理裝置優點缺點：
優點：淨水機水處理裝置過濾精度高；淨化水接近礦泉水，能直接生飲；流量大；濾芯使用年限長；自動清洗濾芯；不需要電；不浪費水。
缺點：淨水機水處理裝置祛除水垢，水鹼效果較差，適用中等以下硬度地區；單一超濾機不能徹底去除水中異味，水質口感較差；換芯比較麻煩，不能徹底去除水中重金屬。
納濾膜機
納濾膜水處理機是以納濾膜為主要部件，結構略為疏鬆，類似反滲透膜的水處理機，納濾膜是荷電膜，能進行電性吸附，對電性高的F離子等，能部分去除，並具有納密級孔徑，大分子不能透過
水處理裝置
遊離態的水分子部分透過，NaCl部分透過，鈣離子，鎂離子更少部分能透過。囊括了以上水處理機的優點，且避免了二水處理。
裝置挑選
標準之一：看資質。
中華人民共和國衛生部衛生監督中心明確釋出：生活飲用水衛生監督管理辦法，其中第二十一條明確指出：
因此一切沒有衛生部涉發的衛生許可批件的產品都屬於
“無證駕駛”，是不受法律保護的。
具體查詢辦法請進衛生行政許可公眾查詢
標準之二：看材質。
現代人裝修水路改造都知道買管材、管件要買好的，安裝完了還要打個壓試試水。為什麼？怕跑水唄。水火無情，這是一件至關重要的事情。
所以選擇水處理裝置第二件要看的事情就是罐體材質。
標準之三：定功能。
選擇水處理裝置要先明確自己的目的，首先從大的概念上說是要普通淨化水還是要軟化水。普通淨化水是去除水中的泥沙，雜質，細菌，重金屬，餘氯，有機物，以及一些礦物質。軟化水是去除水中的鈣鎂離子，最直接的說就是水垢。
一般軟化水只需要用陽離子樹脂就可以完成離子交換，去除鈣鎂離子。軟化後的水具有清潔面板，洗衣服柔軟順滑，保護熱水器和龍頭，花灑不被水垢堵住，水槽也不再有水漬的優點。但是要注意的是，正是因為其去除了水中的鈣和鎂，長期飲用軟化水會造成人體缺鈣和鎂。因此上，除水質硬度達到很硬和極硬的標準，才應該使用軟水機做為飲用水處理裝置。用軟水機做生活水處理裝置是明智的選擇。
普通淨化水不同於軟化水，需要用很多不同的濾料綜合使用，才能達到預定的淨化要求。每種濾料能起到不同的淨化作用，怎麼樣合理的搭配濾料的組成由為關鍵。
最佳化方案
能源危機和環境汙染是當今國際上一個十分關注的熱點問題。發展經濟必然消耗能源就存在著排廢及汙染問題。因此，如何在保證經濟持續發展的前提下實現資源的更低消耗和對環境的保護，已成為當今乃至將來實現全球經濟可持續發展和人類與自然和諧共存的必然過度，具有劃時代的重要意義。
今天，這項共識已經存在併成為
”能源管理者們“義不容辭的責任。
各國都在全力發展環保清洗技術，以求降低能耗，扼止對環境的過度破壞。在美國，各科研機構尤其注重環保技術的研發，一大批高科技企業近兩年陸續推出相關新技術，引起國際注目，中國國內也在逐步向環保清洗劑新技術靠攏。
成功打造了一套符合於現代化工業需求的水系統最佳化專案，期望幫助使用者解決在面對今天能源不斷上漲、能耗居高不下、環保壓力不斷增大等背景下的諸多現實問題，從而實現成本的大幅控制和競爭力的提高。
1、前期控制之——自清洗水過濾器
應用目的及價值：
從源頭上實施控制，可最大限度的保證系統的良好執行，減少損失。
工作原理：
汙水進入進口
，在那裡其進入細網的中心，然後汙水透過細網從裡面出來，進入出口。
多餘的固體聚集在細網的內表面上，形成一種過濾物餅，其過濾出來甚至是更細的顆粒，形成壓差。一旦壓降達到預置級別，一個清洗迴圈由控制系統啟用，透過開啟清洗閥大氣排汙處，關閉可選的控制出口閥
（C。O。V。）。
因此，壓降在液壓電機艙和裝配的吸塵器中。壓降形成一個回沖流，吸收篩網上的灰塵，類似一個真空清洗器。回洗水在被排出液壓電機孔之前透過噴嘴和吸塵器管路。
水被排除液壓電機引起除塵器轉動，與噴灑機類似。液壓電機艙中的壓力降進一步迫使除塵器配件由液壓活塞控制呈軸線移動，結合移動確保每個環節清理整個篩網區。
2、中期預防之——電子除垢儀
應用目的及價值：
由於水系統中大量的鈣鎂離子難以在前期得到有效處理，因此後續水系統在溫度的作用下析出
CO2生成微溶於水的CaCO3和MgCO3。由於CaCO3和MgCO3的溶解度隨溫度的上升而下降，從水中結晶析出，並不斷地沉積於換熱器等裝置系統表面，對能耗及連續產生重大影響。電子除垢儀的應用可以有效控制90%以上垢質的生成，因此也就意味著減少90%以上的能耗損失，同時最大限度的保證了連續生產。
工作原理：
電子除垢儀的基本原理是改變導致管垢形成的物理分子結構，運用磁力複合波紋來改變周圍環境的條件以粉碎電離子間的鍵，以及令他們合成穩定的非管垢物質。德科樂的作用原理不同於以往任何物理化學除垢方法，其核心是一個調製訊號發生器。採用獨特的積體電路和訊號處理技術，產生一種複雜頻率的調製訊號，透過訊號電纜將該調製訊號加在管道上，在管道內部產生一個分子力動態干擾場（
ADDMF訊號場），作用於管道中的流體和溶於其中的溶鹽分子，產生一種核化效應。
3、後期應對之
由於極少的鈣鎂離子沒有在磁力除垢儀的範圍內得到控制，因此在較長的週期後表面會集結極少的垢質；或者，部分裝置系統因某種原因未能實現電子除垢儀的使用；
作為裝置預防階段，自清洗過濾器可以防止雜質和顆粒在換熱器內的聚集，對於肉眼看的見的物質具有良好的清除效果，可以將藻類、沙石、淤泥、鏽片、管垢及原水中含有的其他雜物過濾掉，從而有效阻止了水垢晶核的產生，保護了下游裝置如熱交換器、噴嘴、儀器、泵密封、空氣壓縮機、
I。E。及R。O。裝置裝置等的安全連續執行；
作為裝置最佳化階段，電子除垢儀可以防止碳酸鹽水垢的形成，並可以有效的殺菌滅藻、阻鏽防腐，還具有很好的除垢效果，保證了裝置以最低的功耗連續執行；
裝置
離子交換裝置去離子水是指除去了呈離子形式雜質後的純水。
國際標準化組織ISO/TC 147規定的“去離子”定義為：
“去離子水完全或不完全地去除離子物質，主要指採用離子交換樹脂處理方法。”去離子水工藝主要採用RO反滲透的方法制取。應用離子交換樹脂去除水中的陰離子和陽離子，但水中仍然存在可溶性的有機物，可以汙染離子交換柱從而降低其功效，去離子水存放後也容易引起細菌的繁殖。在半導體行業中，去離子水被稱為“超純水”或是“18兆歐水”。
去離子水的處理步驟 從自來水到去離子水一般要經過幾步處理 ：
1、先透過石英砂過濾顆粒較粗的雜質
2、然後高壓透過反滲透膜
3、最後一般還要經過一步紫外殺菌以去除水中的微生物
4、假如此時電阻率還沒有達到要求的話，可以再進行一次離子交換過程最高電阻率可達到18兆。
相對而言，蒸餾水只是先氣化再冷凝，其純度如電導率一般不如純度高的去離子水，半導體工業中用的大多數是高純度的去離子水。
生活汙水處理
生活汙水處理裝置主要用於賓館、飯店、學校、機關和工廠的生活汙水淨化，使處理後的汙水達到國家規定的排放標準。
工藝特點：
1、採用水酸化與生物接觸氧化相結合的方法，有效提高了處理效果，完全達標排放。
2、產生汙泥量少，各階段產生的汙泥可以迴流消化，最終汙泥定期抽取。
3、裝置可有機結合，設在地表下或地下室，也可採取地埋式。當埋入地下時在裝置頂部可用作停車場或綠化草坪，與周圍環境協調一致。
4、裝置自動化程度高，減少操作工作量。
5、低噪音、無異味，對周圍環境無影響。
鍋爐水處理特點
鍋爐水處理不需要複雜的裝置
，故投資小、成本低，操作方便。
鍋
爐加藥處理法是最基本的水處理方法
，又是鍋外化學水處理的繼續和補充。經過鍋外水處理以後還可能有殘餘硬度，為了防止鍋爐結垢與腐蝕，仍加一定的水處理藥劑。
鍋爐水處理還不能完全防止鍋爐結生水垢
，特別是生成的泥垢，在排汙不及時很容易結生二次水垢。
鍋爐加藥處理法對環境沒有汙染
，它不像離子交換等水處理法，處理掉天然水多少雜質，再生後還排出多少雜質，而且還排出大量剩餘的再生劑和再生後產物。而鍋爐加藥處理方法是將水中的主要雜質變成不溶性的泥垢，對自然不會造成汙染。
鍋爐加藥純理法使用的配方需與給水水質匹配
，給水硬度過高時，將形成大量水渣，加快傳熱面結垢速度。因而一般不適用於高硬度水質。