考古发现，早在石器时代世界相关各地便已经有了打井取水的大量遗迹，而其中一些在临近江湖富有地表水的位置依然打井取水的做法，被认为是有意或无意地利用了土地的过滤功能，是净化饮用水的早期实践。农耕文明时期普遍发明了酿酒技术，无意中利用了微生物的拮抗作用来实现对水中有害微生物的抑制和去除，成为一种重要的饮用水来源。一些重视水利的文明，还会在水利工程中采用一些去除泥沙的措施。例如中国战国时期秦国修建的都江堰，便利用水流经过弯道的离心力去除泥沙。另外，茶道从唐代开始在中国盛行，煮水饮茶也成为中国古代先民普遍采用的饮用水净化方式。随着文明的发展和人口的增长，规模达十万以上的大城市不断出现，饮用水水质成为影响城市安定和发展的重要问题，工业化带来的城市人口爆炸和工业污染严重加剧了这一问题。在维多利亚时代的伦敦，啤酒和茶饮甚至成为市民安全饮用水的重要来源。

进入工业文明后，西欧多个大城市从19世纪后半叶至20世纪初，经历了若干次流行病的暴发，事后查明病因为饮用水病原微生物污染。此后饮用水消毒技术研发成为一项重要的公共卫生事业。利用砂滤层过滤的方法在此期间被大量采用，但是仍无法完全保证对病原微生物的去除，科学家开始寻求对微生物具有更直接杀灭效果的化学方法。德国化学家M.特洛布（Moritz Traube，1826～1894）在1894年刊登的论文中提出投加次氯酸钙制造无菌水的想法。1897年，英国梅德斯通（Maidstone）市实现了氯消毒在供水系统中的应用。1905年，英国林肯（Lincoln）市实现了供水的持续加氯消毒。1908年，美国泽西（Jersey）市也实现了供水的持续加氯消毒。中国于20世纪二三十年代开始引进自来水加氯消毒技术，上海杨树浦水厂、北京东直门水厂等成为中国首批加氯自来水厂。为消除水中悬浮固体对消毒效果产生的负面影响，前置于消毒工艺的预沉池和过滤悬浮固体的慢滤池（slow sand filter）也被开发出来，由此形成“预沉池-慢滤池-氯消毒”的自来水加氯消毒技术组合。但随着自来水普及和城市用水需求扩大，慢滤池处理负荷低、不易清理的缺点暴露出来，能够进行反向冲洗去除积泥的快滤池（rapid sand filter）和与其配套的混凝絮凝工艺被开发出来，形成了预先投加混凝剂的“混合池-絮凝池-沉淀池-快滤池-氯消毒”技术路线。另外，借鉴选矿气浮技术的“澄清池”或“气浮池”也被开发出来，作为“沉淀池-快滤池”的可选替代路线。

进入20世纪60年代，环境科学研究结果表明，人类活动导致水体污染的趋势不断加重，严重威胁饮用水安全。相关研究还发现，用于消毒的氯与水中其他污染物反应，产生具有健康风险的副产物。为去除这些污染物，工程技术人员针对不同水质的问题进行了相应的技术研发，形成不同的技术路径，后来通常被统称为“深度净化”技术。德国于60年代初开发了臭氧活性炭联用技术，以臭氧代替氯进行消毒，再用活性炭进行污染物吸附，避免氯消毒副产物的产生，并可将一部分有害难降解或去除的污染物分解；西欧、日本在70年代末研究使用生物预处理技术，在消毒前去除有机污染物，减少氯成分与有机物反应产生有害副产物的机会；美国于70年代主导了咸水的高压膜脱盐技术，膜滤技术也成为替代传统消毒技术的可选项。

饮用水净化技术的发展，反映了人类对水环境发展规律认识的不断深入，也反衬出人类活动对水环境影响规模的极速扩张和影响模式的多样化。

图1 19世纪美国波士顿的栗山自来水厂

图2 自来水处理厂的饮用水反渗透系统