水處理需求十分廣泛。從飲用水供應來看，我國飲用水原水多數(shù)需要進行處理后才能達到飲用水的標準。城鎮(zhèn)污水進水設計值范圍COD多在在400mg/L-600mg/L之間，BOD5多為200mg/L，如果要達到我國城鎮(zhèn)污水處理的一級標準，則COD、BOD的去除率均在80%以上，其他總懸浮物的去除率在90%以上，總氮的去除率在50%以上，氨氮的去除率在70%以上，總磷的去除率在80%以上。工業(yè)廢水由于COD、BOD等有害物質的濃度更高，部分行業(yè)達到上萬，水處理的要求也更高?？梢哉f水處理需求廣泛存在于工農業(yè)生活的各個方面。
水處理技術隨水處理需求升級演變。飲用水處理由于進水水質較好，處理技術相對簡單，主要通過混合、反應、沉淀、過濾及消毒等幾個過程達到水質要求。污水處理技術由于有害物質濃度較高，處理技術要復雜得多，一般分為機械一級處理、生化二級處理和三級深度處理。其中機械一級處理多作為預處理的*工藝;生化二級處理在一級處理的基礎上進一步凈化水質，以達到排放標準，多采用活性污泥法及其衍生工藝;三級深度處理主要用于水資源化、中水回用或治理難度較大的高濃度污水處理中，多采用膜技術?？梢哉f水處理技術的演進是隨著廢水減排、污水處理、中水回用及水資源化的發(fā)展而不斷演化的。
水資源化訴求推動膜技術的應用。隨著各地對水資源化的訴求提高，以活性污泥及其改良技術為主的傳統(tǒng)的水處理技術無法滿足對水資源化的要求，逐漸發(fā)展出膜技術。主要有微濾、超濾、納濾和反滲透膜技術，各種膜技術的差異主要體現(xiàn)在孔徑尺寸由粗到細。膜技術具有工藝流程短、系統(tǒng)穩(wěn)定性高、出水水質好、除磷脫氮效果好、占地少、自動化程度高等優(yōu)點，缺點是初始投資成本高，運營過程中膜的清洗、更換也會增加運行費用。