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水處理的方式包括物理處理和化學處理。人類進行水處理的方式已經有相當多年歷史，物理方法包括利用各種孔徑大小不同的濾材，利用吸附或阻隔方式，將水中的雜質排除在外，吸附方式中較重要者為以活性炭進行吸附，阻隔方法則是將水通過濾材，讓體積較大的雜質無法通過，進而獲得較為干凈的水。另外，物理方法也包括沉淀法，就是讓比重較小的雜質浮于水面撈出，或是比重較大的雜質沉淀于下，進而取得。化學方法則是利用各種化學藥品將水中雜質轉化為對人體傷害較小的物質，或是將雜質集中，歷史最久的化學處理方法應該可以算是用明礬加入水中，水中雜質集合后，體積變大，便可用過濾法，將雜質去除。

水處理是指為使水質達到一定使用標準而采取的物理、化學措施。飲用水的最低標準由環保部門制定。工業用水有自己的要求。水的溫度、顏色、透明度、氣味、味道等物理特性是判斷水質好壞的基本標準。水的化學特性，如其酸堿度、所溶解的固體物濃度和氧氣含量等，也是判斷水質的重要標準。如有些草原自然水中全溶固體物濃度高達1000毫克/升，而加拿大規定飲用水中全溶固體物濃度不得超過500毫克/升，許多工業用水還要求濃度不得高于200毫克/升。這種水，即便其物理性質符合要求，也不能隨便使用。另外，來自自然界、核事故和核電站等的放射性元素含量，也是必須進行監測的重要特性。

水處理目的是提高水質，使之達到某種水質標準。按處理方法的不同，有物理水處理、化學水處理、生物水處理等多種。按處理對象或目的的不同，有給水處理和廢水處理兩大類。給水處理包括生活飲用水處理和工業用水處理兩類; 廢水處理又有生活污水處理和工業廢水處理之分。其中，與熱工技術關系特別密切的有從屬于工業用水處理范疇的鍋爐給水處理、補給水處理、汽輪機主凝結水處理以及循環水處理等。水處理對發展工業生產、提高產品質量，保護人類環境、維護生態平衡具有重要的意義。