تصفیه آب
تصفیه آب ، هر فرآیندی است که کیفیت آب را بهبود می‌بخشد تا آن را برای یک هدف خاص مناسب‌تر سازد. هدف استفادهٔ نهایی ممکن است نوشیدن، تأمین آب صنعتی، آبیاری، نگهداری جریان رودخانه، تفریح با آب یا بسیاری از کاربردهای دیگر، از جمله بازگرداندن به صورت امن به محیط‌زیست باشد. تصفیهٔ آب آلاینده‌ها و اجزای نامطلوب را حذف می‌کند یا غلظت آن‌ها را کاهش می‌دهد، به طوری‌که آب برای استفاده مورد نظر مناسب می‌شود.
تصفیهٔ برای تولید آب آشامیدنی شامل حذف آلاینده‌ها از آب ورودی برای تولید آبی است که به اندازهٔ کافی برای مصرف انسان بدون خطر کوتاه‌مدت یا بلندمدت بر سلامتی انسان باشد. موادی که در طول فرایند تصفیهٔ آب آشامیدنی حذف می‌شوند عبارتند از: جامدات معلق، باکتری‌ها، جلبکها، ویروس‌ها، قارچها و مواد معدنی مانند آهن و منگنز.
فرایندهای مربوط به حذف آلاینده‌ها شامل فرایندهای فیزیکی مانند ته‌نشینی و فیلتراسیون، فرایندهای شیمیایی مانند ضد عفونی و انعقاد و فرایندهای بیولوژیکی مانند فیلتر کردن آهسته شن و ماسه است.
برای اطمینان از کیفیت آب، افزون بر تصفیه، مسائل مربوط به نقل و انتقال و آبرسانی نیز مدنظر قرار گرفته می‌شود. به همین دلیل، روش معمول برای جلوگیری از آلودگی باکتریایی در طول مرحلهٔ توزیع، نگهداشتن مواد ضدعفونی‌کننده در آب تصفیه شده‌است.
سرامیک از دیرباز نقش مؤثری را در تصفیه آب داشت و پیشینیان به خوبی از نظر آلاینده زدایی و فیلتراسیون سرامیک آگاه بود به نوع ای که از دیگ‌های بزرگ سرامیکی به همراه خاک رس و خاک اره در جهت گرفتن گل و لای آب خروجی از چاه و در ورودی زمین‌ها استفاده می‌شد به مرور زمان به دلیل ناتوانی این فیلترهای سرامیکی در کشتن ویروس‌های موجود در آب و گرفتن گچ آب این فیلترها منسوخ شدند.
تأمین سلامت آب کشاورزی به وسیله کلر یکی از مقرون به صرفه‌ترین روش‌های شناخته شده تا کنون می‌باشد و در تمامی کشورهای صنعتی و جهان سوم کاربرد داشته‌است سدیم هیپوکلریت و کلسیم هیپوکلریت مهمترین مواردی هستند که برای تصفیه آب کشاورزی به کار می‌روند اما قابلیت حلالیت پایین این ترکیبات شیمیایی در آب، عدم فیلتراسیون گچ و رسوبات و همچنین خاصیت قلیایی بسیار بالای این ترکیبات آسیب‌های بزرگ این روش به خاک‌های تحت کشت می‌باشند. سرامیک مورداستفاده در فیلترها مخلوطی از خاک رس و خاک اره می‌باشد که در دمای ۸۵۰ درجه سانتیگراد با یکدیگر آمیخته شده‌اند، سوختگی سریع خاک اره به همراه نقره کلوئیدی که به صورت پوشش نانو به فیلتر سرامیکی افزوده می‌شود.
فیلترهای مغناطیسی و آهنرباها نیز دیگر مواردی بودند که در مناطقی که آب مورد استفاده کشاورزان ممکن بود توسط فلزات محیطی یا سازه‌های فلزی تحت تأثیر قرار گیرد می‌تواند با ایجاد میدان مغناطیسی که وابسته به آهنربا و قدرت میدانی به کار رفته در آن است ذرات آهن و املاح فلزی آب را کامل جذب نمایند اما این روش تصفیه آب نیز کمک بسیار زیادی به تصفیه آب نمی‌کند و به مرور زمان بلا استفاده شده‌است.
با پیشرفت تکنولوژی و ظهور سازمان‌های استاندارد جهانی، فائو و سازمان بهداشت جهانی (WHO) بسیاری از این روش‌های سنتی تصفیه آب به دلیل تأثیرات منفی محصولات بار آمده از آب‌های تصفیه شده غیراصولی ممنوع شدند و با استفاده از آزمایشگاه‌های فعال در زمینه‌های کشاورزی سیستم‌های تصفیه جدیدی نظیر فیلترهای توری و دیسکی تصفیه آب، فیلترهای کربن اکتیو و سیستم‌های UV و UF طراحی شدند که در مصارف خاص قابلیت تصفیه آب م را داشتند اما هیچ‌کدام به تنهایی روش مدرن و کاملی برای تصفیه آب نبودند.
امروزه مدرنترین روش‌های تصفیه آب دستگاه‌های آب شیرین کن صنعتی با استفاده از روش اسمز معکوس و سیستم‌های تصفیه آب خاکستری می‌باشد.
تصفیه فاضلاب فرآیندی است که اکثر آلاینده‌ها را از فاضلاب حذف می‌کند و دو خروجی که یکی مایع و یکی لجن است را تولید می‌کند که جهت دفع در محیط طبیعی مناسب است. در تصفیهٔ فاضلاب می‌توان از فرآیندهای زیستی استفاده کرد که این فرایندها می‌تواند شامل، حوضچهٔ هوادهی، لجن فعال یا فیلترهای شن و ماسه آهسته باشد. برای مؤثر بودن، فاضلاب باید توسط لوله و زیرساخت‌های مناسب به یک تصفیه‌خانه انتقال داده شود و خود فرایند نیز باید تحت نظارت و کنترل دقیق باشد. بعضی از فاضلاب‌ها نیاز به روش‌های تصفیهٔ متفاوت و گاه تخصصی دارند. در ساده‌ترین حالت، تصفیهٔ فاضلاب از طریق جداسازی مواد جامد از مایعات با روش رسوب‌گذاری انجام می‌شود. با تبدیل تدریجی مواد حل شده به مواد جامد، معمولاً یک توده بیولوژیکی، که پس از آن ته‌نشین می‌شود، یک خروجی با خلوص بیشتر تولید می‌شود.