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城市水处理中，去除粗杂质一般属于水的预处理部分。悬浮物和胶体包括沙子、藻类、细菌、病毒、水中原有和水处理过程中产生的不溶性物质。溶解物包括无机盐、有机化合物和气体。去除水中杂质的处理方法有很多，主要方法的适用范围大致可以根据杂质的粒度(图1)来划分。由于原水中的杂质和成品水中允许的杂质在类型和浓度上有很大差异，水处理过程也有很大差异。

就生活用水(或城镇公共供水)而言，取自优质水源(井水或保护良好的供水专用水库)的原水，只需消毒即可成为成品水；取自一般河流或湖泊的原水，先去除泥沙等浑浊杂质，再消毒；污染严重的原水也需要去除有机物等污染物；含铁锰的原水(如某些井水)需要去除铁锰。生活用水可以满足一般工业用水的水质要求，但工业用水有时需要进一步加工，如软化、除盐等。

当废水排放或再利用的水质要求较低时，只需通过筛选和沉淀去除粗杂质和悬浮物(通常称为一级处理)；当需要去除有机物时，一般在一级处理后采用生物处理法(通常称为二级处理)和消毒；对于生物处理后的废水，处理过程统称为三级处理或深度处理。例如，当废水排放的水体需要防止富营养化时去除氮和磷的过程属于三级处理(见水的物理化学处理法)。当废水作为水源时，成品水的水质要求和相应的加工工艺取决于其用途。理论上，现代水处理技术可以从任何劣质水中获得任何高质成品水。