我国是中药生产大国，每年都会产生大量的中药废水。中药废水具有“三高一低”的特性，即SS、COD、BOD5的浓度较高，可生化性低。目前国内的中药厂处理中药废水大多采用以生化法为中心的处理工艺，虽然可起到一定的作用，但也具有工艺路线长、厌氧污泥培养周期长、反应器启动维护难度大等缺点，处理成本较高。高级氧化工艺由于具有反应迅速高效、选择性低等优势逐渐引起人们的注意。
近年来，随着酱油工业的快速发展，酱油废水排放量大增，产生了严重的环境问题。根据相关部门报道，2011 年1 月—11 月，全国酱油的生产量达584 万t，同比增长17.47%。有研究表明，生产1 t 酱油将产生约6～9 t 的酱油废水。该废水的主要污染成分包括：粮食残留物、发酵过程产物、微量洗涤剂、消毒剂、大量盐分、各种微生物及微生物分泌物和代谢产物，具有较高的BOD、COD 和色度。
对于COD 高、可生化性差的有机废水，单独使用生物法或物化法往往难以达到理想的处理效果，研究几种处理方法相耦合，并尽可能降低处理成本进而在实践中得到有效推广，是当前解决此类废水污染的一个重要突破方向。
生产全棉机织布的印染企业生产过程中产生的废水主要包括退浆废水、煮炼废水、漂白废水、丝光废水、染色废水和印花废水等。退浆废水水量较小，但含有大量的浆料和烧碱，其COD 可高达10 g/L，且碱度强、可生化性差。
生物技术以其低成本、无污染等符合环保理念的特点引起了当今污水处理界的关注。生物污水处理过程中产生的所有问题都与系统内微生物的种群结构相关，分子生物技术提供了一种从微观上解析生物处理工艺中各部位的微生物种群结构和功能的技术手段，通过建立污水水质变化与微生物种群结构的联系，一方面可以预测处理效果，另一方面可以筛选培养工程菌，进而提高处理效果。
为应对全球淡水资源短缺的问题，许多沿海国家及地区积极开展海水淡化和综合利用的技术研发工作。以色列70%的饮用水来自海水淡化水；澳大利亚的海水利用主要用于市政，占总装机规模的96%；美国的海水利用主要用于市政，占89.5%；沙特阿拉伯是目前全球最大的海水淡化生产国，2010年其产量达到11亿m3。
近年来随着焦化、化工、制药等行业的快速发展，含各种有机污染物的废水日益增加。大部分有机废水在环境中性质稳定，具有强的致毒性、致畸性和致癌性。因此，寻求一种经济有效的水污染控制和治理方法具有重要的研究意义。目前传统的水处理方法主要有絮凝沉淀法、生物处理法、吸附法、化学氧化法等，但都存在一定的局限性。
城市污水厂在污水处理过程中会产生大量污泥，其数量占污水处理量的0.3%~0.5%（以含水率97%计）。污泥处理费用约占污水厂全部建设费用的20%~50%，甚至达到70%。污泥处置前需进行污泥预处理，即污泥调质。污泥预处理能够有效降低污泥含水率，改善污泥的脱水性能，从而降低后续污泥处理的费用。
去除一些工业废水以及城市生活污水中的低浊细泥悬浮物，一直是水处理界研究的重点之一。P. Ludwig等研究不同粒径的颗粒稳定性时发现，颗粒粒径越小，悬浮液越稳定，混凝处理难度越大。而水中含有黏土、蒙脱石等物质时，其在水中极易泥化，使表面电位变大，黏土颗粒之间始终为斥力而处于分散状态，导致悬浮液难沉降。加之低浊水中颗粒数量少，颗粒碰撞速率和几率都减少，从而全面影响混凝效果。
氨氮废水成分复杂，可生化性较差，去除方法主要以折点氯化法和吹脱法等常规物化脱氮技术和生物脱氮为主，其中物化脱氮存在二次污染、处理成本较高等问题，而低碳氮比条件下，生物脱氮难以较好地实现对氮的去除。电化学氧化法因具有运行成本低、效率高、无二次污染、设备简单等特点，兼具氧化、气浮、絮凝、杀菌等作用已越来越多地用于含氨氮废水的处理。
