从十九世纪末开始，工业技术得到长足发展，工业污水也是逐年翻倍产生。而且当时的工业强国的河流、湖泊也是遭到严重污染，逐渐成为社会公害。二级处理是生物处理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。典型的例子有英国的泰晤士河中的鱼类近乎***殆尽、美国的密西西比河的生物大量***、日本熊本县水俣湾被甲基污染，导致了附近居民出现骨痛病。人们发现，简单的化学、物理方法以及难以处理这些污水，研究出新型的水处理技术已经急不可耐了。各国的科学家都开始着手研究水处理方法，***早是污水曝气试验，然后又是生物膜法，接着再是人工生物处理法，再到如今具有针对性的离子交换法、电化学法等高新技术。
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3、改变污水处理厂的运营机制
污水处理厂的建设虽然与改善水资源环境密不可分，但如果总是让厂方不计成本的运转，估计没人愿意。所以，如果我们把污水处理厂的事业性机制转变为企业经营模式，让他们也有一定的经济效益，是不是可以使得污水处理厂的处理效果能够得到改善呢？因为一旦转变为了经营模式，污水处理厂肯定会想办法改进自己的污水处理方法，提高水质。机械（一级）处理是所有污水处理工艺流程必备工程（尽管有时有些工艺流程省去初沉池），城市污水一级处理BOD5和SS的典型去除率分别为25%和50%。这样一来，就会刺激他们积极参与到改进水处理的研究当中，积极推进水处理技术的改进。
2、严重的水资源污染
据查，我国有近百分之八十的河流遭到了不同程度的污染，流经我国大中城市的河流中绝大多数都是被污染，还有近百分之八十受到严重污染。对经过生物处理后的废水，所进行的处理过程统称三级处理或深度处理，如当废水排入的水体需要防止富营养化所进行的去除氮、磷过程即属于三级处理（见水的物理化学处理法）。更吓人的是我国绝大多数的大中城市地下水的污染也很严重。随着药的不合理利用，一些河流源头遭到了污染，进而引起整条河流都难逃幸免，致使污染由点到面、从干流向支流成蜘蛛网似扩展。
