本方向针对我国水质污染和水资源短缺现象严重、水体富营养化突出、水质安全缺乏保障等问题，围绕《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》，适应水体污染控制与治理的重大科技需求，重点开展水体不同污染源污染特征解析、污染物去除及资源回收的基础过程与关键技术研究，开发水的深度处理及水的复新和再利用新工艺，建立污水高效处理与节能控制和水质安全保障技术体系，为改善水环境质量和水污染控制与水处理过程提供理论、技术和方法。
本单位已经在该方向上取得重要研究成果，如：
● 饮用水安全保障理论与技术
依托20余项国家“八五”~“十五”攻关课题、国家自然科学基金课题、国家“863”计划课题、国家水专项课题、国家科技支撑计划课题等，持续开展了20多年的饮用水除污染技术与理论研究，围绕水源地生态防护、饮用水微污染净化和安全输配水等安全供水的三大环节，开展了水源地生态水库构建与生态防护水质改善技术、富营养化原水中蓝藻与藻毒素的生物降解、生物强化活性滤池、臭氧-生物活性炭深度处理、安全消毒、管网水质稳定等多层次的技术研究与开发，并开发了适用于中小型水厂的节能型跌水曝气生物接触氧化-超滤组合净水工艺和适用于偏远农村地区的粗滤慢滤组合型乡村饮用水除污染工艺，阐明了不同水源水中特征污染物和微量有机污染物在水处理过程中的变迁与去除机制。项目成果获得过国家环保局科技进步奖一等奖、中科院科技进步三等奖、建设部科技进步二等奖和江苏省科技进步二等奖等奖项，获授权与申请国家发明专利近20项，其中紫外-微臭氧饮用水深度净化技术获得很高评价，被认为是一项创造性成果，藻毒素水处理研究在国内也处于领先水平。
● 生活污水脱氮除磷与节能降耗技术
依托国家自然科学基金项目、教育部科学研究重大项目、江苏省科技攻关重点项目、高新技术研究项目和社会发展招标项目等10余项课题，针对具有低碳氮比特征的生活污水，开发氮磷深度去除与回用、磷资源回收新工艺和装备，开展氮磷去除的机制和生活污水处理节能降耗技术研究。研发了泥水自循环阶式A2/O工艺、多点交替进水阶式A2/O工艺2项生活污水深度处理新工艺和装备，从工艺、设备和在线智能控制方面提出节能与过程控制策略及方法。开发了双污泥生物脱氮与反硝化除磷及磷资源回收新工艺，阐明了系统中碳源的分配与转化、氮、磷的去除途径及其微生物学机制，获得高品质磷酸盐，磷回收率达到80%以上。研究成果在中试和生产型试验中获得成功应用，出水水质达到或接近《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，已授权与申请发明专利近10项。
● 村庄环境综合整治与农村污水处理及资源化利用技术
依托国家自然科学基金项目、国家“863”计划、国家水专项课题、国家科技支撑计划、住房和城乡建设部科技项目和江苏省科技招标项目等10余项课题，在国内较早致力于农村生活污水处理技术的研发和治理实践，开展农村居民集中居住区现代化人居环境构建关键技术研究。研发了5项村庄生活污水节能与低碳化生物生态处理工艺，开发了农村生活污水处理设施运行稳定性与效能评估体系，提出了村镇污水治理组织机制保障及监管工作规范，成果已在100多项工程中应用，形成了农村生活污水处理“以碳氮磷去除与资源化利用为目标，以生物生态组合技术为核心，节能、节地和低费”的鲜明特色，在国内具有较大的影响与优势，相关成果被编入《江苏省村庄环境整治技术指引》、《村庄污水处理案例集》（中国建筑工业出版社）。在农村居民集中居住区现代化人居环境构建方面，通过技术开发与示范工程研究，形成了由适合于江南特征的农村集中居住区规划与住宅建筑形式、建筑节能、住宅区水的健康循环、垃圾收运系统等组成的关键技术体系，为村庄环境整治与农村居民集中居住区的建设提供了科技支撑。基于研究成果，申请与获国家发明专利授权10余项，并受相关管理部门委托，主持编写了《小型生活污水处理工程设计技术规定》、《江苏省农村环境连片整治生活污水处理实用技术选编》，参与编写了《村庄生活污水处理适用技术指南》、《村庄污水处理设施技术规程》。
● 高浓度难降解工业废水处理技术
为实现高浓度难降解工业废水的达标排放，并进一步提高工业废水处理出水水质以适应更高环境标准，以一批国家、省部级科研项目和一大批工业企业委托科研与技术开发项目为支撑，取得了丰富的研究成果，建立了国内很有特色的应用研究优势领域。开展了“制革废水治理技术研究”、“含氯苯、对邻硝氯苯农药废水的综合处理技术”、“涂装工艺磷化废水脱磷技术研究”、“厌氧颗粒污泥处理有机废水的特性及相关研究”等，开发了一批工业废水处理技术与设备，一些应用成果被原国家轻工部、江苏省环保厅推荐为最佳实用技术。此外，开发的“江苏省印染废水Ⅰ级达标技术”、“扬子石化污水处理厂出水生态塘深度处理技术”，进一步提高了工业废水处理出水的水质，技术的应用将有效控制污染物的排放，适应敏感水域更高环境标准的要求。
目前重点研究内容：（1）微污染原水强化生物预处理与微量有机污染物去除技术与机制；（2）饮用水深度处理及安全消毒技术与评价；（3）节能型生活污水脱氮除磷工艺及反应器开发与智能控制研究；（4）农村生活污水、地表径流污染控制与氮磷资源化利用技术及设备开发；（5）微生物燃料电池同步除碳脱氮技术与机理；（6）高浓度有机废水处理技术与设备开发。
