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जल उपचार से तात्पर्य भौतिक, रासायनिक, जैविक और अन्य तरीकों को अपनाकर जल की गुणवत्ता में सुधार करने की प्रक्रिया से है ताकि पानी की गुणवत्ता उपयोग के लिए कुछ मानकों को पूरा कर सके। परंपरागत रूप से, जल उपचार में मुख्य रूप से जल आपूर्ति उपचार और अपशिष्ट जल उपचार शामिल होते हैं। पीने के लिए नदियों, झीलों और जलाशयों जैसे जल स्रोतों से पानी लेने के उपचार को जल आपूर्ति उपचार कहा जाता है। उपयोग किए गए पानी के उपचार को अपशिष्ट जल उपचार कहा जाता है। तेजी से गंभीर जल प्रदूषण के साथ, प्राकृतिक स्वच्छ जल संसाधन अधिक से अधिक सीमित होते जा रहे हैं। जल संसाधनों के व्यापक पुनर्चक्रण और उपयोग के दृष्टिकोण से, जल आपूर्ति उपचार और अपशिष्ट जल उपचार के बीच की सीमा अब बहुत स्पष्ट नहीं है। अपशिष्ट जल का उपयोग जल स्रोत के रूप में किया जा सकता है, और उपचार के बाद, इसका उपयोग औद्योगिक जल या यहां तक कि घरेलू पानी के लिए भी किया जा सकता है। पुनः प्राप्त जल, पुनर्चक्रित जल आदि जैसे शब्दों का उद्भव इस स्थिति को दर्शाता है।
कुल मिलाकर, जल उपचार विधियों को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: भौतिक रासायनिक विधियाँ और जैविक विधियाँ (जिन्हें जैव रासायनिक विधियाँ भी कहा जाता है)। उनमें से, भौतिक रासायनिक विधि में आमतौर पर तीन स्थितियाँ शामिल होती हैं: (1) उपचार प्रक्रिया के दौरान केवल भौतिक परिवर्तन होते हैं; (2) उपचार प्रक्रिया के दौरान केवल रासायनिक परिवर्तन होते हैं; (3) उपचार प्रक्रिया के दौरान भौतिक और रासायनिक दोनों परिवर्तन होते हैं। सामान्य जल उपचार तकनीकों में, जमावट अवसादन, निस्पंदन, वायु प्लवन, झिल्ली पृथक्करण, सोखना, आयन विनिमय, चुंबकीय पृथक्करण आदि सभी भौतिक और रासायनिक विधियाँ हैं; ब्रेकपॉइंट क्लोरीनीकरण, ओजोन ऑक्सीकरण, उन्नत ऑक्सीकरण, शून्य-वैलेंट आयरन कमी आदि। रासायनिक रेडॉक्स विधियों से संबंधित: सक्रिय आपंक विधि, बायोफिल्म, झिल्ली बायोरिएक्टर, जैविक फिल्टर आदि सभी जैविक विधियाँ हैं।
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