污水處理就是采用各種（技術和手段），將污水中所含的污染物質（去除）、(回收)(利用)或將其轉化為無害物質，使水得到凈化。上面一條說到生化處理前的處理一般都習慣地叫作預處理，廢水中含有某些對微生物有抑制、有毒害的有機物質，所以廢水在進入生化池之前必須進行必要的預處理。其意義是將廢水中對微生物有抑制、有毒害的物質盡可能地削減或去除，以保證生化池中的微生物能正常地運行。
在污水處理過程中，常見的預處理工藝主要有以下幾種：格柵、沉砂池、初沉池、氣浮池等等。
在污水處理系統或水泵前，必須設置格柵，攔截污水中的懸浮物和大塊固體污染物，以免其對后續處理單元的機泵或工藝管線造成損害。一般污水處理工藝設置兩道格柵，污水先經粗格柵，再過細格柵。污水在遷移、流動和匯集過程中不可避免會混入泥砂，污水中的砂如果不預先沉降分離去除，則會影響后續處理設備的運行。最主要的是磨損機泵、堵塞管網，干擾甚至破壞生化處理工藝過程。沉砂池的工作原理是以重力分離為基礎，故應控制沉砂池的進水流速，使得比重大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒能夠隨水流帶走。初沉池作為二級生物處理構筑物的預處理設施，處理的對象是污水中的懸浮物質（即SS），去除率約40%～50%，同時可去除25%左右的BOD5，可改善生物處理構筑物的運行條件并降低其污染物負荷。初沉池按池內水流方向的不同，可分為平流式、輻流式和豎流式。氣浮池是指一種主要是運用大量微氣泡捕捉吸附細小顆粒膠黏物使之上浮，達到固液分離的效果的池子。氣浮工藝的工作原理是處理過的部分廢水循環流入溶氣罐，在加壓空氣狀態下，空氣過飽和溶解，然后在氣浮池的入口處與加入絮凝劑的原水混合，由于壓力減小，過飽和的空氣釋放出來，形成了微小氣泡，迅速附著在懸浮物上，將它提升至氣浮池的表面。從而形成了很容易去除的污泥浮層，較重的固體物質沉淀在池底，也被去除。要使膠體顆粒沉淀，就要促使膠體顆粒相互接觸，使之成為大的顆粒，亦即凝聚起來，使其比重大于1而沉淀。采用的方法有很多種，工程上常用的技術有：凝聚法、絮凝法和混凝法。在廢水中投加帶正離子的混凝藥劑，大量正離子在膠體粒子之間的存在以消除膠體粒子之間的靜電排斥，從而使微粒聚結，這種通過投加正離子電解質的方法，使得膠體微粒相互聚結的過程稱為凝聚。絮凝是在廢水中加入高分子混凝藥劑，高分子混凝藥劑溶解后，會形成高分子聚合物。這種高聚物的結構是線型結構，線的一端拉著一個微小粒子，另一端拉著另一個微小粒子，在相距較遠兩個粒子之間起著粘結架橋的作用，使得微粒逐漸變大，最終形成大顆粒的絮凝體（俗稱礬花），加速顆粒沉降。常用的絮聚劑有聚丙烯酰胺（PAM）、聚鐵（PE）等。凝聚與絮凝結合在一起使用的過程為混凝過程。混凝在實驗或工程上被經常應用，如先在水中投加硫酸亞鐵等藥劑，消除膠體粒子之間的靜電排斥，然后再投加聚丙烯酰胺（PAM），使得微粒逐漸變大，形成肉眼可見的礬花，最后產生沉降。
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