工業水處理是生產清潔水所必需的，清潔水是一種對生命至關重要的資源，也是從紡織品到藥品等產品的關鍵成分。

在實踐中，現代工業水處理設施加速了凈化水的自然過程。這些設施可以為消費、制造目的甚至安全處置準備水。為此，設施可以利用各種水處理技術、技術和工業軟件。

目前，隨著工業 4.0技術和其他創新幫助水處理更加高效和有效，水處理行業也正在發生重大轉變。

初級處理

所有的水處理設施都是從某種形式的未經處理的水開始的。根據設施的不同，這可能是住宅廢水、工業廢水、原水（環境中自然產生的未經處理的水）或另一種需要處理的未經處理的水。

進水系統將這些水吸入設施本身，通常使用重力或動力水泵。水流過金屬篩網或格柵，以防止可能損壞處理設備的大型物體（如棍棒或抹布）進入系統。

接下來，一些系統會將水送到沉砂池，從水中去除沙子、礫石和小石頭等固體。這些腔室通常在處理原水或住宅廢水的廢水設施中更為常見，特別是在沙子或礫石污染水的社區中。

接下來，水將進入澄清系統。該系統強制水通過去除懸浮固體的多步驟過程。

某些固體可能需要使用特殊的澄清技術從水中去除。石灰軟化是一種通過沉淀去除硬度（鈣和鎂鹽沉積物）的流行技術，例如，也可用于從廢水中去除顆粒狀二氧化硅。

具體的技術和系統通常取決于當地的水條件——或者該地區的水受到的污染類型。

水通過設施的澄清系統后，未處理水中存在的大部分無機固體物質已被去除。

然而，離開初級處理系統的水仍然可能含有有機物，處理系統需要在水準備好用于消費或處置之前去除這些有機物。

二次處理

各種系統將幫助水處理設施從水中去除有機污染物。

例如，在廢水處理設施中，二級處理通常由使用滴濾器和“活性污泥法”的兩部分處理系統組成。該工藝也用于處理工業廢水。

滴濾器是一層石頭，三到六英尺深，污水通過它。更現代的滴濾器可以使用波紋塑料或類似材料的聯鎖件來提供改進的過濾。在任何一種情況下，滴濾器都有助于捕獲有機物并為活性污泥工藝準備污水。

活性污泥法通過利用污水中已經存在的細菌來幫助去除污水中的有機物，這些細菌能夠降解有機物并去除水中的營養物質。這個過程將這些有機污染物轉化為能量、額外的水和二氧化碳。

這些細菌能夠去除廢水中大約 85% 的有機物，但這個過程很慢。活性污泥系統通過使充滿額外細菌的氧氣和污泥與廢水密切接觸來加速這一過程。熱量也可以加速這一過程，但氣候較冷的設施也可以利用活性污泥法。

其他消毒方法可能有助于支持活性污泥工藝或完全取代它。化學消毒（通常使用氯）、紫外線消毒或加熱都是市政和工業水處理廠的流行策略。

在此過程之后，水通常用氯處理，然后排放到接收水或排放到工業設施周圍的管道中。氯會殺死水中約 99% 的細菌，并有助于控制異味。脫氯過程將有助于確保排放水中不會留下多余的氯。

許多設施將在現場生產氯氣——否則，他們將被迫將大量氯氣（有時以氣態形式）運輸和儲存到設施中。現場制造氯氣可簡化處理并減少與氯氣相關的潛在安全隱患。

其他水處理方法

一些水處理設施可能需要處理水以解決水硬度或硫酸鹽含量等問題。這些設施可以使用石灰軟化或膜過濾來進行澄清和軟化水。

石灰軟化

硬水會給家庭、商業建筑和工業設施的水系統帶來各種問題——比如熱水器結垢。一些供水設施軟化水以提高其質量，供家庭和工業使用。

石灰軟化是用于軟化硬質地下水的常用處理策略。水處理設施將向待處理的水中添加熟石灰（氫氧化鈣）或生石灰（氧化鈣）。

這些物質使水的 pH 值升高到足以導致碳酸鈣和氫氧化鎂從導致水硬度的碳酸氫鹽和碳酸鹽化合物中沉淀出來。

準備好石灰軟化的水的典型 pH 值在 6.5 和 8.5 之間。石灰軟化會將 pH 值提高到 10 左右。

膜過濾

膜過濾涉及使用膜從水中過濾掉顆粒。膜過濾系統類似于滴流過濾器或其他使用沙子和介質過濾器的系統，因為它有助于去除顆粒，但通常不會去除溶解的固體。

存在幾種類型的膜過濾器，包括微濾 （MF）、超濾 （UF）、反滲透 （RO） 和納濾 （NF） 膜。這些膜中的每一種都提供不同水平的水凈化。

現代工業水處理關鍵技術

市政和工業廢水設施都使用許多相同的技術來凈化水。

過濾、化學或生物凈化和軟化都可以在一個設施中使用，以確保水得到有效處理并可供消費、工業使用或處置。

一些設施也可能使用紫外線或熱處理來確保水真正可以使用或消耗。