我国水资源总量居世界第六，但人均水资源占有量仅为世界人均占有量平均值的1/4，人均水资源量非常贫乏。而且我国水资源分布极不均衡，地域差异和年内年际差异都非常明显。并且水资源与人口密度也极不匹配，长江流域以南地区人口为全国人口54%，拥有81%的水资源，北方占人口总数46％，而水资源却只有19%，这加剧了人口与水资源之间的矛盾。在全国水资源紧缺的形势下，我国还存在着水旱灾害频繁，农业用水紧缺，水土流失严重，工农业污染日趋严重等诸多问题。

在这样的背景下，我国的供水行业及污水处理行业面临着巨大挑战。天然水体受到工农业污染严重，水源水质日渐下降，且能够作为水源水质的水体减少。

水体及污水中污染物的成分也更加复杂，破坏水体平衡，污染水环境的同时，加大了污染物质的检测难度及水处理的难度。工企业及生活污废水排放量加大，进入水体的污染物总量远超过水体容量，水体平衡遭到破坏，在人口密度大，工业发达地区污染现象尤为严重，对于跨省市流域的污染现象也更明显，防治污染已成为重中之重。近年来，南水北调水源地及沿线、黄河中上游等重点流域中污染物指标普遍超标，污染面大，范围广，水质恶化严重；在各项污染指标中，有机污染物对饮水水源的污染最为突出，饮水水源的污染使得饮用水的生产及供水安全面临诸多困难，严重影响人们的身体健康、生活质量及日常生产。

目前，我国大部分的给水厂的常规水处理工艺为：混凝+沉淀+过滤+消毒。但是相对于日渐复杂的水体环境，常规工艺具有很大的局限性。水源水中需要去除的主要污染物质有：天然有机物、藻体、藻毒素、叶绿素、嗅味物质，消毒副产物等。在水源水中有机物浓度加大，种类增多的情况下，传统的给水处理工艺不能有效应对有机物及氨氮超标，对有机物去除效果有限。同时当藻类大面积爆发时，对于含藻量较高的高藻水，传统工艺的去除效果也十分有限，尤其对于藻类的分泌物不能很好地去除。对于日渐严格的水质标准，传统工艺已不能满足水质要求。