中国对废水污染的治理与西方发达国家相比起步较晚，在借鉴国外先进处理技术经验的基础上，以国家科技攻关课题为平台，引进和开发了大量的废水处理新技术，某些项目已达到国际先进水平。这些新技术的投产运行为缓解中国严峻的水污染现状，改善水环境发挥了至关重要的作用。
水污染现状
中国环境状况公报显示，2008年全国地表水污染依然严重，全国七大水系407个国家监控断面中， Ⅰ~Ⅲ类、Ⅳ~Ⅴ类、劣Ⅴ类水质的断面比例分别为49.9％、26.5％和23.6％，七大水系水质总体为中度污染，浙闽区河流水质为轻度污染，西北诸河水质为优，西南诸河水质良好，湖泊（水库）富营养化问题突出；近岸海域水质总体为轻度污染。
“十一五”期间，淮河、海河、辽河、巢湖、滇池、松花江、三峡库区及其上游、黄河中上游等流域水污染防治规划，共安排污染治理项目2712个，投资1600亿元。截至2008年9月，已经建成881个，在建960个，完成投资510亿元。2008年工业废水治理投资194.6亿元。
根据政府对再生水的规划测算，2010年中国城市污水再生设施将达到680万t/d，再生水工程新增投资约100亿元。
废水污染治理新技术
城市生活污水
目前，中国城市污水处理主要采用生物活性污泥法。目前形成的较典型的二级处理工艺有：传统活性污泥法、AB法、A/O工艺、A2/O工艺、氧化沟工艺、ICEAS工艺、CASS工艺、SBBR工艺、BIOLAK工艺等。其中应用较多的为氧化沟工艺和CASS工艺（CASS工艺和BIOLAK工艺为较新型工艺）。
CASS工艺
CASS工艺是一种循环式活性污泥法，是SBR工艺的改进形式，通过曝气和不曝气阶段的交替运行，实现反应器以厌氧—缺氧—好氧—缺氧—厌氧的方式运行。CASS池的变容运行提高了系统对水量水质变化的适应性和操作的灵活性；选择器的设置加强了微生物对磷的释放、反硝化、对有机物的吸附吸收等作用，增加了系统运行的稳定性，能很好地缓冲进水水量与水质的波动，有效去除污水中有机碳源污染物，具有良好的脱氮、除磷功能，排出的剩余污泥稳定化程度较高。同时CASS工艺还能有效防止污泥膨胀。
BIOLAK工艺
BIOLAK工艺是由德国冯•诺顿西公司开发的一种具有脱氮除磷功能的活性污泥处理系统。BIOLAK工艺的曝气头悬挂在浮链上，浮链被松弛地固定在曝气池两侧，每条浮链可在池内一定区域蛇形运动，在曝气链运动过程中自身的自然摆动就可以达到很好的混合效果，节省了混合所需的能耗。BIOLAK工艺采用HDPE防渗膜衬里的土池结构，减少了投资；其活性污泥负荷较低，污泥回流量大，污泥在曝气池中的停留时间长，减少了污泥量，增加了剩余污泥的稳定性，有利于后续处置。
工业废水处理
膜技术
膜分离法常用的有微滤、纳滤、超滤和反渗透等技术。由于膜技术在处理过程中不引入其他杂质，可以实现大分子和小分子物质的分离，因此常用于各种大分子原料的回收，如利用超滤技术回收印染废水的聚乙烯醇浆料等。目前限制膜技术工程应用推广的主要难点是膜的造价高、寿命短、易受污染和结垢堵塞等。伴随着膜生产技术的发展，膜技术将在废水处理领域得到越来越多的应用。
磁分离技术
磁分离技术是近年来发展的一种新型的利用废水中杂质颗粒的磁性进行分离的水处理技术。对于水中非磁性或弱磁性的颗粒，利用磁性接种技术可使它们具有磁性。磁分离技术应用于废水处理有三种方法：直接磁分离法、间接磁分离法和微生物—磁分离法。目前研究的磁性化技术主要包括磁性团聚技术、铁盐共沉技术、铁粉法、铁氧体法等，具有代表性的磁分离设备是圆盘磁分离器和高梯度磁过滤器。目前磁分离技术还处于实验室研究阶段，还不能应用于实际工程实践。
Fenton及类Fenton氧化法
典型的Fenton试剂是由Fe2+催化H2O2分解产生•OH，从而引发有机物的氧化降解反应。由于Fenton法处理废水所需时间长，使用的试剂量多，而且过量的Fe2+将增大处理后废水中的COD并产生二次污染。近年来，人们将紫外光、可见光等引入Fenton体系，并研究采用其他过渡金属替代Fe2+，这些方法可显著增强Fenton试剂对有机物的氧化降解能力，减少Fenton试剂的用量，降低处理成本，统称为类Fenton反应。Fenton法反应条件温和，设备较为简单，适用范围广；既可作为单独处理技术应用，也可与其他方法联用，如与混凝沉淀法、活性碳法、生物处理法等联用，作为难降解有机废水的预处理或深度处理方法。
臭氧氧化
臭氧是一种强氧化剂，与还原态污染物反应时速度快，使用方便，不产生二次污染，可用于污水的消毒、除色、除臭、去除有机物和降低COD等。单独使用臭氧氧化法造价高、处理成本昂贵，且其氧化反应具有选择性，对某些卤代烃及农药等氧化效果比较差。为此，近年来发展了旨在提高臭氧氧化效率的相关组合技术，其中UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等组合方式不仅可提高氧化速率和效率，而且能够氧化臭氧单独作用时难以氧化降解的有机物。由于臭氧在水中的溶解度较低，且臭氧产生效率低、耗能大，因此增大臭氧在水中的溶解度、提高臭氧的利用率、研制高效低能耗的臭氧发生装置成为研究的主要方向。
湿式（催化）氧化
湿式（催化）氧化法是在高温（150~350℃）、高压（0.5~20 MPa）、催化剂作用下，利用O2或空气作为氧化剂（添加催化剂），（催化）氧化水中呈溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物，达到去除污染物的目的。湿式空气（催化）氧化法可应用于城市污泥和丙烯腈、焦化、印染等工业废水及含酚、氯烃、有机磷、有机硫化合物的农药废水的处理。
等离子体水处理技术
低温等离子体水处理技术，包括高压脉冲放电等离子体水处理技术和辉光放电等离子体水处理技术，是利用放电直接在水溶液中产生等离子体，或者将气体放电等离子体中的活性粒子引入水中，可使水中的污染物彻底氧化、分解。水溶液中的直接脉冲放电可以在常温常压下操作，整个放电过程中无需加入催化剂就可以在水溶液中产生原位的化学氧化性物种氧化降解有机物，该项技术对低浓度有机物的处理经济且有效。此外，应用脉冲放电等离子体水处理技术的反应器形式可以灵活调整，操作过程简单，相应的维护费用也较低。受放电设备的限制，该工艺降解有机物的能量利用率较低，等离子体技术在水处理中的应用还处在研发阶段。
电化学（催化）氧化
电化学（催化）氧化技术通过阳极反应直接降解有机物，或通过阳极反应产生羟基自由基（•OH）、臭氧等氧化剂降解有机物。电化学（催化）氧化包括一维、二维和三维电极体系。由于三维电极体系的微电场电解作用，目前备受推崇。三维电极是在传统的二维电解槽的电极间装填粒状或其他碎屑状工作电极材料，并使装填的材料表面带电，成为第三极，且在工作电极材料表面能发生电化学反应。与二维平板电极相比，三维电极具有很大的比表面，能够增加电解槽的面体比，能以较低电流密度提供较大的电流强度，粒子间距小而物质传质速度高，时空转换效率高，因此电流效率高、处理效果好。三维电极可用于处理生活污水，农药、染料、制药、含酚废水等难降解有机废水，金属离子，垃圾渗滤液等。