21世纪的水处理科技是水质科学的核心内容。由于水资源的世界性严峻形势，21世纪将成为水处理科技得到迅猛发展的时代。怎样发展？本文只是对这个极难回答的问题提几点设想，以引起注意和讨论。这虽然是一个世界性问题，但应该结合中国的情况来提问题。

1.时代任务与挑战

对中国来说，21世纪的水处理科技任务极为艰巨，原因将见下述内容。大致说来，21世纪的水处理科技任务是：防止由于水资源水质恶化对国家的经济可持续发展产生瓶颈效应甚至水质灾害。中国水资源水质恶化主要来源于废水处理的旧债和新债。中国的七大水系中，63.1％的河段水质为Ⅳ类、Ⅴ类或劣Ⅴ类，失去作为饮用水水源的功能。这是旧债。按国家现有规划，2000年的城市废水集中处理率为25％，因此，有75%的废水处理率新债。但这些并不代表全部债。

可以看出，在现有的水处理技术水平和资金来源机制的条件下，每年将不断出现新债。因此，21世纪可能会出现由于水资源水质继续恶化，对国家的经济持续增长产生严重的瓶颈效应，甚至要警惕可能出现的，可以类比于大面积洪水那样的水资源水量灾害的水资源水质灾害。中国水处理科技的时代任务与挑战是防止这一严重形势的出现。这当然也是水质科学与工程的学科时代任务与挑战。具体的设想有：在2025年内，开发出具有突破性的水处理新工艺以及强化现有工艺的改造技术，使水处理设施的建造和运行费用比现有同样规模的设施降低约1／4～1／3，甚至更多。这可称为“虚”的资金来源。实施水工业的水价概念，收费将是资金的实在来源。在两者的结合下，中国将有足够的资金做到，在2025年内逐步不再每年欠废水处理债，并在2025年前水资源不再出现Ⅳ类以及低于Ⅳ类水质水域的现象。

2.对现有水处理技术的再认识

按高新时代的学科要求，对现有的水处理技术进行评价，是预测21世纪水处理科技如何发展的头一步工作。下面试提出现有水处理技术的3点不足之处。

水质的替代参数不能精确描述水质

描述水质的参数有两类，一类仅表示水中一种成分的浓度，另一类则表示水中一组成分的浓度，称为水质的替代参数。替代参数是描述水处理过程的主要参数。但由于替代参数不能精确描述水质，水处理过程也就得不到精确的描述。

浊度的不精确性就是一个最好的例子。浊度是饮用水标准中的一个主要替代参数。它的大小是以水的透过光或者散射光的能力来度量的。一般说来，浊度越小，水质越好。但浊度实际是用来表示水中的性状、大小和质量各异的全部微粒物的总浓度。这显然是一种不精确的水质描述。

五日生化需氧量（BOD5）

这个替代参数的不精确性是一个很好的例子。这个以有机物在生物降解过程中的氧气需要量作为有机物的当量代表，概念上可以说完全无瑕。

BOD5的不精确性源于所用的测定方法，这包括：测定中的微生物生长环境与生产中的环境迥异；

BOD5与总BOD无精确的数量关系；不考虑废水中有机物物种和浓度所产生的生化过程差别；不考虑接种所用的，由不同物种、不同密度的微生物所组成的生态系统的生化过程的差别。