水を浄化する方法は数多く存在し、その選択は汚染源の種類や使用目的（飲料水、農業用途、工業用途など）によって大きく異なります。
水処理方法は一般的に「物理的方法」「化学的方法」「生物学的方法」に分類されます。以下は、最も一般的かつ効果的な技術です。
- 物理的方法
- ろ過：
メッシュスクリーン、砂利、細砂、または専用のろ材（フィルターカートリッジなど）を使用して、浮遊物質、沈泥、その他の大きな不純物を除去します。
逆浸透（RO）： 圧力をかけて水分子を半透膜に通過させることで、重金属、微生物、ほとんどの溶解固形物を効果的に除去し、ほぼ純水を生成します。
- 沈殿および凝集：
* 沈殿：水を静置し、重力によって大きな浮遊固形物を自然に沈降させます。
凝集：凝集剤（硫酸アルミニウムなど）を添加し、微細粒子を大きなフロックに結合させ、沈降を促進します。
- 蒸留：
水を加熱して蒸気にし、その後冷却して液体に戻します。臭気、微生物、硝酸塩、重金属を除去できますが、処理速度が遅く、エネルギー消費が大きい方法です。
- 活性炭吸着：
活性炭の広い表面積を利用して、有機物、塩素、色、臭気を吸着します。
- 煮沸：
水を沸点まで加熱し、細菌やその他の病原体を効果的に死滅させます。
- 化学的方法
- 消毒：
塩素消毒： 上水道施設で一般的に使用され、塩素ガスまたは塩素化合物で病原体を殺菌します。
オゾン処理： オゾンの強力な酸化作用を利用し、微生物構造を破壊して消毒・脱臭・脱色を行います。
- イオン交換：
イオン交換樹脂を使用し、水中の特定イオン（硬水中のカルシウムやマグネシウムなど）を樹脂中のイオン（ナトリウムなど）と交換し、軟水化や特定物質の除去を行います。
- 生物学的方法
- 生物処理： 主に排水処理で使用され、微生物を利用して水中の有機汚染物質を分解・除去します。
結論
実際の水処理（上水道施設や家庭用システムを含む）では、包括的な浄化を実現するために、複数の方法を組み合わせて使用するのが一般的です。
例えば、逆浸透（RO）システムは工業用水処理における最も一般的な標準です。家庭用では、配管内のスケール防止、太陽熱・電気温水器の故障率低減、エネルギー効率向上のために、軟水化システムが使用されます。
処理方法の選択は、原水の水質、最終用途（飲料、工業、灌漑）、およびコスト要因によって決定されます。
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