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수질정화는 도시의 팽창, 산업의 발달 등으로 발생하는 오염 때문에 20세기에 들어 그 중요성이 매우 증대되었다. 최초의 처리시설은 1829년 여과에 의해 템스 강 물을 정화하기 위해 설치되었다. 1854년 런던의 콜레라 만연의 원인이 공중우물이었음이 추적조사에 의해 밝혀진 후, 물처리에 대한 문제는 폭넓은 관심을 끌게 되었다.

1892년 함부르크가 콜레라에 의해 황폐화되었을 때 인접한 도시인 독일의 알토나는 여과장치 덕분에 콜레라로 인한 재해를 모면할 수 있었다. 이 사건으로 수질처리에 대한 중요성이 입증되었고, 서부 유럽과 미국을 시작으로 세계 대부분의 도시에서 여과장치가 발달되었다. 여과는 아직도 가장 널리 사용되는 정화방법이다. 완속여과(緩速濾過)는 물이 두꺼운 세립질 모래층을 통과하도록 하는 것이다. 불순물의 대부분은 모래의 최상부 2.5~5㎝에서 걸러지므로 가끔 최상부의 모래를 제거하거나 현대의 여과장치에서는 특별한 세척액을 사용하여 그 자리에서 세척한다.

급속여과장치에서, 물은 황산알루미늄·염화철(Ⅱ)·황산철(Ⅱ)과 같은 응고제로 처리된다. 응고제는 대부분의 부유물질을 응고시켜 퇴적유수지 바닥까지 침전되게 한다. 이러한 절차 후에 물은 얇은 조립질 모래층을 비교적 빠른 속도로 관통하며 지나간다. 심하게 오염된 물은 여과 전후에 염소로 살균한다. 만약 철과 망간의 양이 해로울 정도로 많으면 폭기(공기를 물과 혼합시킴) 과정을 수행하여 물 속에서 제거한다.→ 수질연화장치, 탈염