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預處理主要包括溫度調節、水質水量調節、預曝氣、及去除廢水中懸浮的大顆粒污染物質（包括油脂類物質）等。涉及的設備及構筑物有：格柵機、刮油刮渣機、調節池、沉砂池、初沉池等。
一級處理主要去除廢水中懸浮固體和漂浮物質，同時還通過中和或均衡等預頂處理對廢水進行調節，主要采用物化處理，中和、混凝沉淀。
一、物理法
物理法的的去除對象是水中不溶性的懸浮物質.使用的處理設備和方法主要有格柵、篩網、沉淀(沉砂)、過濾、微濾、氣浮、離心(旋流)分離等.
1.格柵(篩網)
它是由一組平行排列的金屬柵條制成的框架，斜置成60。~70。于廢水流經的渠道內，當廢水流過時，呈塊狀的污染物質即被柵條截留而從廢水中去除，它是一種對后續處理構筑物或廢水提升泵站有保護作用的設備，篩網截留亦屬于這一性質的設備。
2．沉淀（沉砂）
借助廢水懸浮固體本身的重力作用使其與廢水相分離的方法。這種工藝分離效里好、簡單易行、應用廣泛，往往在處理廢水過程中多次使用，是一種十分重要的處理構筑物。沉淀池主要用于去除廢水中大量的呈顆粒狀的懸浮固體，沉砂池則主要去除廢水密度較大的固體顆粒。
3．氣浮
氣浮是設法在廢水澡通入大量密集的微細氣泡，使其與細的懸浮物相互粘附，形成整體密度小于水的浮體，從而依靠浮力上升至水面，以完成固、液分離的處理方法。氣浮按氣泡的來源可分為壓力溶氣氣浮、電解凝聚氣浮、微孔布氣氣浮三大類。
4．過濾
過濾是使廢水通過具有孔隙的粒狀濾層，從而截留廢水的懸浮物，使廢水得到澄清的處理工藝。
5．離心（旋流）分離
使含有懸浮固體或浮化油的廢水在設備中高速旋轉，由于懸浮固體和廢水的質量不同，受到的離心力也不同，質量大原懸浮固體被拋到廢水外側，這樣就可使懸浮固體和廢水分別通過各自出口排出設備之外，從而使廢水得以凈化。
二、化學法
化學法的去除對象是廢水中的膠體物質和溶解性物質.
1.中和處理
用化學方法消除廢水中過量的酸或堿,使其pH值達到中性左右的過程稱為中和。處理含酸廢水以無機堿為中和劑,處理堿性廢水以無機酸作中和劑。中和處理應考慮以＂以廢治廢＂原則，亦可采用藥劑中和處理、中和處理可以連續進行,也可以間歇進行。
2.混凝處理法
混凝法是向廢水中投加一定量的藥劑,經過脫穩、架橋等反應過程,使廢水呈膠體狀態的污染物質形成絮凝體,再經過沉淀或氣浮,使法染物從廢水中分離出來.通過混凝能夠降低廢水的濁度、色度,去除高分子物質、呈膠體的機污染物、某些重金屬毒物（汞、鎘）和放射性物質等，也可去除磷等可溶性有機物，應用十分廣泛。它可以作為獨立處理法，也可以和其他處理法配合，作為預處理、中間處理、甚至可以作為深度處理工藝。
3．化學沉淀法
向廢水中投加某種化學物質，使它和廢水中的某些溶解物質產生反應，生成難溶物沉淀下來。它一般用以處理含重金屬離子的工業廢水。
4．氧化還原法
利用溶解于廢水中的有毒、有害物質在氧化還原反應中能被氧化或還原的性質，把它轉化為無毒無害的新物質或轉化成氣體或固體化而從廢水中分離出來。在廢水處理中使用的氧化劑有空氣中的氧、純氧、臭氧、氯氣、次氯酸鈉、三氯化鐵等，使用的還原劑有鐵、鋅、錫、錳、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鹽等。
５．吸附法
用多孔性固體吸附劑處理廢水，使其中的污染物質被吸著于固體表面而分離的方法。吸附可分為物理吸附、化學吸附和生物吸附等。物理吸附劑和吸附質之間在分子間力作用下產生的。不產生化學變化。而化學吸附則是吸附劑和吸附質之間發生化學反應，生成化學鍵引起的吸附，因此化學吸附選擇性較強。另外，在生物作用下也可以產生物吸附。在廢水處理中常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、沸石、硅藻土、焦炭、木屑等。
6．離子交換法
離子交換法在廢水處理口中應用較廣，主要用于去除廢水中的金屬離子，其它質是不是溶性離子化合物（離子交換劑）上的可交換離子與廢水中的其他同性離子的交換反應，是一種特殊的吸附過程。使用的離子交換劑可分為無機離子交換劑（天然沸石和合成沸石）、有機離子交換樹脂（強酸陽離子樹脂、弱酸陽離子樹脂、強堿陰離子樹脂、螯合樹脂等）。采用離子交換法處理廢水時，必須考慮樹脂的選擇性，樹脂對各種離子的交換能力是不同的，這主要取決于各種離子該種樹脂親合力的大小，又稱選擇性的大小，另外還要考慮到樹脂的再生方法等。
7．膜分離法
滲析、電滲析、超濾、反滲透等技術都是通過一種特殊的半滲透膜來分離廢水中離子和分子的技術，統稱為膜分離法。電滲析法、反滲透法主要用于廢水的脫鹽、回收某些金屬離子等，反滲透與超濾均屬于膜分離法，但其本質又有所不同，反滲透作用主要是膜表面化學本性所起的作用，它分離的物質粒徑小，除鹽率高，所需工作壓力大，超濾所用材質和反滲透可以相同，但超濾是篩濾作用，分離物質粒徑大，透水率高，除鹽率低，工作壓力小。
8．萃取法
利用廢水澡的污染物在水呼萃取劑中溶解度的不同來分離污染物理學方法稱為萃取法。萃取法一般有三步：一是把萃取劑加入廢水澡，使廢水中的污染物轉移到萃取劑中，二是把萃取劑和廢水分開，使廢水得到凈化，三是把污染物與萃取劑分開，使萃取劑循環回用。
