水處理的任務是釆用各種方法和技術(shù)措施將污水中所含有的各種形態(tài)的污染物分離出來或?qū)⑵浞纸?、轉(zhuǎn)化為無害和穩(wěn)定的物質(zhì)，使污水得到凈現(xiàn)有的污水處理技術(shù)，按其作用原理和去除的對象可分為物理法、化學法、生物法等。
1、物理法
污水物理處理法就是利用物理作用，分離污水中主要呈懸浮狀態(tài)的污染物，在處理過程中不產(chǎn)生化學性質(zhì)，屬于物理法的處理技術(shù)有以下幾種：
(1)沉淀(重力分離)
污水流入池內(nèi)，由于流速降低，污水中地固體物質(zhì)在重力作用下進行沉淀，而使固體物質(zhì)與水離，這種工藝分離效果好，簡單易行，應用廣泛，如污水處理廠的沉砂池和沉淀池。沉砂池主要去除污水中密度較大的固體顆粒，沉淀池則主要用于去除污水中大量的呈顆粒狀的懸浮固體。
(2)篩選(截流)
利用篩濾介質(zhì)截流污水中地懸浮物。屬于篩濾處理的設備有格柵、微濾機、砂濾池、真空濾機、壓濾機(后兩種多用于污泥脫水)等。
(3)氣浮
對一些相對密度接近于水的細微顆粒，因其自重難于在水中下沉或上浮，可采用氣浮裝置進行處理。
將空氣打入污水中，污水中密度接近于水的微小顆粒狀的污染物質(zhì)粘附到氣泡上，并隨氣泡升至水面，形成泡沫浮渣而去除。根據(jù)空氣打入方式的不同，氣浮處理設備有加壓溶氣氣浮法、葉輪氣浮法和射流氣浮法等。有時為提高氣浮效果有時需向污水中投加混凝劑。
(4)離心與旋流分離
使含有懸浮固體或乳化油的污水在設備中進行高速旋轉(zhuǎn)，由于懸浮固體和廢水的質(zhì)量不同受到的離心力也不同，質(zhì)量大的懸浮固體被拋甩到污水外側(cè)，這樣就可使懸浮固體和污水通過各自出口排出設備之外，從而使污水得以凈化處理。
2、化學法
水的化學處理法就是向污水中投加化學物質(zhì)，利用化學反應來分離回收污水中的污染物使其轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)。屬于化學處理法的有以下幾種：
(1)混凝法
混凝法是向污水中投加一定量的藥劑，經(jīng)過脫穩(wěn)、架橋等反應過程，使水中的污染物凝聚并沉降。
水中呈膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)通常帶有負電荷，膠體顆粒之間互相排斥形成穩(wěn)定的混合液，若水中帶有相反電荷的電介質(zhì)(即混凝劑)，可使污水中的膠體顆粒改變?yōu)槌孰娭行?，并在分子引力作用下凝聚成大顆粒下沉。
這種方法用于處理含油廢水、染色廢水、洗毛廢水等，可以獨立使用，也可以和其他方法配合使用，一般作為預處理、中間處理和深度處理。
常用的混凝劑則有硫酸鋁、堿式氯化鋁、*、三氯化鐵等。
(2)中和法
用化學方法消除污水中過量的酸和堿，使其pH值達到中性左右的過程，稱為中和法。
處理酸污水以堿為中和劑，處理含堿污水以酸作中和劑，也可以吹入含CO2的煙道氣進行中和。
酸或堿均指無機酸和無機堿，一般應依照“以廢治廢”的原則，亦可采用藥劑中和處理，可以連續(xù)進行，也可間歇進行。
(3)氧化還原法
污水中呈溶解狀態(tài)的有機和無機污染物，在投加氧化劑和還原劑后，由于電子的遷移而發(fā)生氧化和還原作用形成無害的物質(zhì)。常用的氧化劑有空氣中的氧、漂白分、臭氧、二氧化氯、LV氣等。氧化法多用于處理含酚、含氰廢水。
常用的還原劑則有鐵屑、*、亞硫酸氫鈉等，還原法多用于處理含鉻、含汞廢水。
(4)電解法
在廢水中插入電極并通過電流，則在陰極板上接受電子，在陽極板上放出電子。在水的電解過程中，陽極產(chǎn)生氧氣，陰極產(chǎn)生氫氣。上述綜合過程使陽極發(fā)生氧化作用，在陰極上發(fā)生還原作用。
(5)吸附法
吸附處理主要是利用固體物質(zhì)表面對污水中污染物質(zhì)的吸附，吸附可分為物理吸附、化吸附和生物吸附等。
物理吸附是吸附劑和吸附質(zhì)之間在分子力作用下產(chǎn)生的，不產(chǎn)生化學化，而化學吸附則是吸附劑和吸附質(zhì)在化學鍵力作用下引起吸附作用的，因此化學吸附選擇性較強。在污水處理中常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、焦炭等。
(6)化學沉淀法
向污水中投加某種化學藥劑，使它和其中某些溶解物質(zhì)產(chǎn)生反應，生成難溶鹽沉淀下來用于處理含重金屬離子的工業(yè)廢水。
(7)離子交換法
在污水處理中應用較廣，使用的離子交換劑分為無機離子交換樹脂和有機離子交換樹脂。采用離子交換法處理污水時，必須考慮樹脂的選擇性。樹脂對各種粒子的交換能力是不同的，這主要取決于各種離子對該種樹脂親和力的大小，又稱選擇性的大小，另外還要考慮到樹脂的再生方法等。
(8)膜分離法
包括滲析、電滲析、超濾、反滲透等，通過一種特殊的半滲透膜分離水中的離子和分子的技術(shù)，統(tǒng)稱為膜分離法。
電滲析法主要用于水的脫鹽，回收某些金屬離子等。反滲透與超濾均屬于膜分離法，但其本質(zhì)又有不同。反滲透作用主要是膜表面化學本性所起的作用，它分離的溶質(zhì)粒徑小，除鹽率高，所需工作壓力大；超濾所用材質(zhì)和反滲透可以相同，但超濾是篩濾作用分離溶質(zhì)粒徑大，透水率高，除鹽率低，工作壓力小。
3、生物法
水的生物處理法就是利用微生物的新陳代謝功能，使污水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機污染物被降解并轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，使污水得以凈化。
生物處理法可分為好氧處理法和厭氧處理法兩類。前者處理效率高，效果好，使用廣泛，是生物處理的主要方法。屬于生物處理法的工藝有以下幾種：
(1)活性污泥法
是當前應用的一種生物處理技術(shù)。將空氣連續(xù)鼓入大量溶解有機污染物的污水中，經(jīng)一段時間，水中形成大量好氧性微生物的絮凝體(活性污泥絮團)，活性污泥能夠吸附水中的有機物，生活在活性污泥上的微生物以有機物為食料，獲得能量，并不斷生長增殖，有機物被分解、去除，使污水得以凈化。
(2)生物膜法
使污水連續(xù)流經(jīng)固體填料，在填料上就能夠形成污泥垢狀的生物膜，生物膜上繁殖大量的微生物，吸附和降解水中的有機污染物，能起到與活性污泥同樣的凈化污水作用。從填料上脫落下來死亡的生物膜隨污水池，經(jīng)沉淀池被澄清凈化生物膜法有多種處理構(gòu)筑物，如生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化池和生物流化床等。
(3)厭氧生物處理法
利用兼性厭氧菌在無氧條件下降解有機污染物，主要用于處理高濃度難降解的有機工業(yè)廢水和有機污泥。主要構(gòu)筑物是消化池，近年來在這個領(lǐng)域有很大的發(fā)展，開創(chuàng)了一系列的新型高效厭氧處理構(gòu)筑物，如厭氧濾池、厭氧轉(zhuǎn)盤、上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧流化床等高效反應裝置，該法能耗低且能產(chǎn)生能量，且污泥產(chǎn)量小。
