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污水处理为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。关于水污染的话题不断被提起，特别是地下水污染问题，浙江杭州、温州等地有农民或者企业家出资请环保局长下河游泳，以此来引起大家对水污染严重程度的关注，虽然各个环保局长都选择了沉默或者拒绝，但是民众环保意识的觉醒，对水污染的关切程度达到了空前。地表水污染显而易见，地下水的污染却是触目惊心。中国13亿人口中，有70%饮用地下，660多个城市中有400多个城市以地下水为饮用水源。
但是据介绍，全国90%的城市地下水已受到污染。而另一组数据亦表明，地下水正面临严峻挑战。2011年，北京、上海等9个省市对辖区内的857眼监测井进行过评价水质为I类、II类的监测井占比2%，而IV类、V类的监测井多达76.8%。九个省市中，水质当属海南省，以II类为主，上海、北京次之，多为III类，黑龙江及江苏则以IV类水占比高，而吉林、辽宁、广东、宁夏四省区普遍只达到V类的水平。水污染情况不断加剧，使得污水处理和再生行业受到空前的关注，近两年各地区毛利率都保持在70%左右，甚至有的地区超过了100%，行业发展潜力非常大。
按污水来源分类，污水处理一般分为生产污水处理和生活污水处理。生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等，而生活污水就是日常生活产生的污水，是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物，包括：①漂浮和悬浮的大小固体颗粒；②胶状和凝胶状扩散物；③纯溶液。按水污的质性来分，水的污染有两类：一类是自然污染；另一类是人为污染，当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。污染物主要有：⑴未经处理而排放的工业废水；⑵未经处理而排放的生活污水；⑶大量使用化肥、农药、除草剂的农田污水；⑷堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾；⑸水土流失；⑹矿山污水水。
处理污水的方法很多，一般可归纳为物理法、化学法和生物法等。污水处理厂：有人调查100多座大处理厂，存在较多严重的问题，如资金不足\成本高\效率低等大问题，普遍效率不足70%，低的只有40%。污水处理成本能耗情况：基本都是高能耗\低效率。2013年城市生活污水排放已是中国城市水的主要污染源城市，生活污水处理是当前和今后城市节水和城市水环境保护工作的重中之重，这就要求我们要把处理生活污水设施的建设作为城市基础设施的重要内容来抓，而且是急不可待的事情。随着科技的发展，污水的直接利用已成为可能，使用污水源热泵系统对城市原生污水进行利用。所谓原生污水就城市直接排放未经处理的生活或者是工业废水，现阶段的利用方法是原生污水直接进入污水源热泵系统进行换热，在消耗少量电力的情况下为城市建筑物室内制冷供暖。污水再利用有几个技术难点需要克服：堵塞，腐蚀，换热效率。污水源热泵系统是有污水换热器和污水源热泵两部分构成。城市原生污水直接进入污水换热器进行换热后，换取的热量由污水源热泵内部的热泵做功传递到室内。对城市原生污水再利用，优点是：节能环保，无污染。
村镇污水主要由生活污水和农业废水组成。生活污水成分比较固定，主要含有碳水化合物、蛋白质、氨基酸、脂肪等有机物，比较适合于的生长，成为、病毒生存繁殖的场所；但生活污水一般不含有毒性，且具有一定的肥效，可用来灌溉农田。农业废水的成分则多种多样，不同的季节，不同的地方，不同发展目标的村镇，其废水需要用不同的处理方法。在处理污水时，为减小污水排放量及其复杂程度，应结合国家正在大力推广的沼气池建设，将生活用水中的冲厕用水(黑水)和其他生活用水(灰水)分开。灰水用自然净化系统处理，黑水以及人畜粪便经厌氧沼气池处理，不但可以降低污水的排放量、复杂程度和处理费用，而且对发展农村清洁新能源，保护人居环境、促进农村经济社会的可持续发展等具有重要的意义。
