水处理技术作为一门跨学科跨行业的综合性技术，将在环境污染治理和缓解水资源矛盾中发挥它独有的和重要的作用，因而将在未来得到相应的发展。但是与此同时，水处理技术本身的发展也将受到环境和资源，包括能源危机的制约和挑战。
目前在废水的处理上，研究和使用的方法很多，主要有物理法、化学法和生物法等几类。展望21世纪水处理技术的发展，以下的发展趋势是很值得注意的。
1 水的化学处理
水的化学处理就是利用化学反应来分离、回收水中的各种污染物质，如中和、化学氧化、电解等。化学处理法在使用过程中将日益受到环保法规的制约，从而促使其向无毒无公害水处理化学的方向发展。人们将进一步提高该处理方法中使用的化学品与环境的相容性，既避免生产和使用对环境有毒有害的水处理化学品，又将有毒有害的物质在进入到环境之前转化为无毒无害的物质等。
1.1 沉淀剂
化学沉淀法是化学水处理中的一大类，它可以将水中部分溶解杂质以固态形式除去。化学沉淀法与离子交换法相比，无废酸、废碱的排放，有利于环境的保护。近年来，在物理—化学法和化学—生物法处理废水时，沉淀法也是常用的步骤之一。据报道，在1983～1985年间，美国用于水和污水处理方法的石灰量增加了100%～300%。
当离子交换脱盐系统的水源是地表水时，一般需要进行凝聚处理，若同时加入石灰，则澄清水的碱度降低到0.8～1.0mmol/L，且进入阴、阳离子交换器的离子量基本相当，它一方面降低再生用的酸、碱量，另一方面再生排放出来的废酸、废碱液可调节至基本量，便于废液中和。同时由于清液中的碳酸盐的碱度一般为0.5～0.8mmol/L，在除盐系统中可以不设除碳器，使系统简化。
工业冷却水系统采用多次循环时，石灰处理也是一种经济的水质稳定方法。
石灰镁剂除硅也是一种经济的除硅方式，可用于高压锅炉补充水处理。
1.2 缓蚀剂
目前国内外水处理缓蚀剂多采用磷酸盐系列。但由于磷排放将引起周围水域的营养化而可能造成“赤潮"，因此在欧美等国已提出了禁磷措施，如德国要求磷排放≤1mg/L。因此磷系水处理缓蚀剂将受到限制，而必将以非磷的水处理剂如生物可降解的全有机系列缓蚀剂或钨、钼?a href='http://www.baiven.com/baike/224/296773.html' target='_blank' style='color:#136ec2'>任薰菏醇了〈?BR> 又如在水处理中常用的、必不可少的清洗过程中采用的酸洗缓蚀剂，也将逐渐地由低毒无酸的缓蚀剂代替现有的乌洛脱品、炔醇、硫脲等。据近期国外报道，肉桂醛类缓蚀剂的毒性明显低于炔醇，而缓蚀效果却优于炔醇类缓蚀剂，见表1。

1.3 阻垢剂
目前国内外使用较多的水处理阻垢剂是聚羧酸类，如聚丙烯酸、聚马来酸酐等。这类水处理阻垢剂的缺点是生物可降解性差。据国外报道新型阻垢剂———聚天冬氨酸的生物可降解性要好于聚丙烯酸，而对CaCO3、BaSO4和CaSO4阻垢率却优于聚丙烯酸。
1.4 混凝剂
目前在给水和水处理中广泛使用的混凝剂是无机混凝剂，如铝盐和铁盐。无机混凝剂在使用过程中有投加量大，生成的污泥量多，并且对低温低浊度水混凝效果差等缺点，所以今后的发展趋势将是部分地被更有优势的水溶性有机高分子絮凝剂所取代，如聚丙烯酰胺等。这类有机高分子絮凝剂与无机混凝剂相比，其优点是投加量少、生成的污泥量少、絮凝效果好等。除此之外，无机混合态的混凝剂如聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铝(PAS)等与有机高分子絮凝剂的复配使用也是一种发展方向。
1.5 杀菌剂
传统的杀菌剂是氯及其制品，如漂白剂、漂白精、次氯酸钠、次氯酸等，这类杀菌剂的特点是杀菌能力强，但由于它易于与有机物生成致癌物THM类卤素有机物而逐渐受到限制。非氧化型杀菌剂季胺盐为阳离子型表面活性剂，与水处理中同时使用的阴离子型分散阻垢剂相容性差，也限制了它的使用。另一类杀菌剂如溴及其化合物、臭氧、过氧化氢等可能将逐渐地取代传统的杀菌剂。这类杀菌剂中的活性溴化钠与氯相比除具有良好的杀菌效果外，同时对钢、黄铜等具有很低的腐蚀率而显示出它的优越性。过氧化氢与催化剂Fe2+的氧化体系称为Fenton试剂。
最近国外有资料报道将过氧乙酸用于工业水处理，作为新型的水处理剂，它可以低浓度广谱抑制微生物包括细菌和藻类，并且水的pH值和硬度对杀菌活性影响不大，因而可应用于工业冷却水系统。它的另一个优点是不像加氯那样产生有毒的副产物，而且过氧乙酸的分解产物为乙酸、水和氧，它们也是可以被环境所接收的。经测试过氧乙酸的杀菌性和杀藻性能均优于目前工业水处理中常用的异噻唑酮和戊二醛。
2 水的物理处理技术
水的物理处理技术包括利用光、电、磁、声等物理场。由于物理处理技术不加入化学药剂，因而受到环境和微生物方面的限制较化学处理的小，所以有水处理中尤其是在饮用水处理方面具有很大的潜力和广阔的应用前景。水的物理处理技术方法很多，如重力分离、吸附、离子交换、膜法分离等，特别是膜分离技术，在目前尤其应引起足够重视。
2.1 水的膜分离处理技术
当前在水处理方面应用的膜产品主要有电渗析(EDR)膜、反渗析(RO)膜、纳滤(NF)膜、超滤(UF)膜和微滤(MF)膜等，它们的基本特征如表2所示。

由表2可以看出，电渗析可以去除水中颗粒的粒径很小，但离子需带电，所以电渗析法只局限于除水中的带电的杂质，而对于大多数有机物和病菌则无效。超滤和微滤法与传统的水处理中的絮凝过程相类似，只是膜可以对病菌提供一个静止的阻挡层，使病菌很少有残留的机会，而絮凝过程则是一个动态过程，水的浊度高会导致细菌留在过滤水中，就这一点而言，UF与MF更具有优点。
反渗透和纳滤是由扩散作用和筛分作用控制的，通过筛分可以除去所有细菌和有机物，通过扩散作用则可以去除水中离子型杂质，因此RO和NF具有广泛的处理能力和范围，它即可以应用在工业水处理上，又可以应用于饮用水处理。随着饮用水法规的完善以及水质分析和测试技术的不断改进，膜技术的发展必将促进膜技术的应用，使膜产品市场进一步看好。仅以海水除盐为例，在海水淡化总量中已有34%采用了RO或ED膜分离技术。另外在工业废水处理中，采用膜分离技术可以实现闭路循环，并在消除污染的同时回收有用物质而变废为宝。
此外综合利用几种膜技术或将膜技术与其它分离技术结合起来的集成杂化过程近几年也发展得很快，如微电子工业高标准超纯水需将反渗透离子交换与超滤相结合；造纸工业将反渗透、絮凝、超滤相结合回收黑液中的木质素磺酸钠等。
膜分离技术符合综合利用和可持续性发展的需求，能取得显著的经济效益和社会效益，因此在未来膜分离技术将得到更大的发展，其中集成杂化过程也将更加受到重视。
2.2 水的磁化处理
磁化水在工业锅炉等阻垢方面也有很长的历史，近年来磁化水在饮用水方面也有应用，尤其治疗人体泌尿系统的结石症有明显的疗效。另外，经上海华山医院皮肤科临床试验证明磁化水对皮肤病患者也有较好的疗效；上海农科研部门分别用磁化水和非磁化水进行农田灌溉的比较发现，采用磁化水灌溉的蘑菇等农作物的长势明显优于非磁化水。
尽管磁化水的作用机理目前尚有待于进一步研究证实，但以上实验也说明磁化水是一项值得进一步开发和研究的，并且是具有广阔应用前景的水处理技术。
3 水的生物处理技术
水的生物处理技术是利用好氧或厌氧的细菌将废水中的有机污染物分解为无毒无害的水和二氧化碳的处理技术。水的生物处理技术最初应用于城市污水处理中，现已扩大到工业水处理中。水的生物处理技术今后发展方向之一是高效率，这将需要将水的生物处理技术与其它的水处理技术相结合，如将生物处理与化学处理相结合；生物处理与物理处理技术相结合等。其中生物处理技术与膜分离技术的结合将是一个发展方向，如利用生物反应器和纳滤膜的结合进行废水处理等。水的生物处理技术的发展另一方向是降低处理的能耗。以生物处理中的好氧处理为例，其耗能较大，所以国外有的污水处理厂将污水处理后的污泥用于发电，以供生物处理的能耗。目前废水生物处理的市场规模尚小，但每年以12%～15%的高增长率迅速地发展，所以前景也是广阔的。
4 计算机技术在水处理中的应用
随着信息技术的发展，计算机技术在水处理中的应用也将参与到各种水处理技术的竞争行列中。如计算机自动监控水处理化学品的加入及其浓度的控制；采用计算机自动监控有关水处理运行的相关参数；利用计算机的模型分析通过对细菌呼吸率的分析，预测生物处理的有效性；水处理工程的计算机辅助设计等。
5 总结
由以上分析，未来水处理技术的发展，首先应积极开发现有的对环境有影响的水处理剂的代用品；二是在减少生产和使用化学处理剂之外，应大力研究和开发水的物理处理技术和生物处理技术与计算机辅助应用技术等。三是应大力开发和应用水处理的综合处理技术，以谋求发展处理效率高、能耗少、对环境影响小的新型水处理剂。