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污水处理的主要方法是沉淀法，它的原理是将废水中固体杂质或悬浮物进行固液分离，将其排出。污水处理工艺的基本原理是利用生物氧化过程中的氧化还原反应原理。污水经预处理后，在适当的压力下注入厌氧反应器（或称“生物反应器”）。在厌氧反应器中，污染物与微生物的繁殖和生长相结合，以促进其分解；通过厌氧反应器，使污水得到净化。废水中杂质可以被微生物氧化成二氧化碳和水。此外，由于细菌等微生物可以进行新陈代谢活动，污染物还会被分解成二氧化碳、水和无机盐等其他物质。通常需要采用化学处理方法除去水中的污染物或重金属离子。常用的化学处理方法有：物理法和化学法；化学/物理-生物联合处理；两者相结合。
1.沉淀法

沉淀法是一种将废水中的固体杂质或悬浮物分离出来的方法。通常，废水中所含的溶解性有机物和溶解性盐是可以被沉淀去除的。常用的方法有：接触氧化法、混凝沉淀法、吸附法和离子交换（离子吸附）法和膜分离（膜分离法）。通常，这种方法将水中的杂质或污染物去除后，再将污水返回到水体或排放回环境。

2.离子交换法
离子交换树脂是一种含有交换基团的树脂，其基本工作原理是：把水从水中电离出来，使水中含有不同离子的溶液在一层或多层离子交换剂上进行交换，从而达到去除的目的。根据不同的用途和水质选择不同型号的离子交换剂，例如：软化水处理中常用的软盐水、软化水去离子剂钠交换树脂以及含阴、阳离子型交换树脂等。主要用于除铁、铜、铅等重金属及其他含氰废水；含磷废水等。
3.氧化还原处理
氧化还原处理是通过改变废水中的氧或酸的浓度，使水中的有机物发生降解或氧化反应以去除污染物的过程。例如，化学氧化法可去除污水中的溶解氧，但不能去除水中有机物。生物氧化和微生物氧化还原处理的过程是交替进行的，即在微生物反应中先进行氧化（去除有毒物质），再进行还原（氧化废水中的有毒物质）。该过程不会改变微生物细胞和活性物质。它通过将有机物降解为二氧化碳和水而达到净化目的。
4.吸附-催化氧化法（BACH）
吸附-催化氧化法（BACH）是一种处理有机废水的方法，它可以去除水中的有机物和重金属离子，但去除率不高。
5.物理-化学方法联合处理方法
这种方法利用化学方法去除水中有机物的同时，将物理处理和生物处理有机结合起来。常用的有：接触氧化法、离子交换法等。常用的有机溶剂有石油、天然气、润滑油（脂）等。