效率的精确数据必需通过中试厂进行模拟试验获取，无计算理论可循。
水处理设备的构型越复杂，其各部分尺寸的确定越要依赖经验规则。例如划分成5个功能区的机械搅拌澄清池，每个区所占池子总容积的百分数都是由经验定的。
理论和设计间的反差：对某些处理设备，一方面是存在一序列的用复杂的微分方程描述的理论；另一方面则是，它们的设计仍然只是按照规范条文，只需要进行简单的计算。快滤池就是一个很典型的例子。
缺乏精确理论使水处理技术停留在经验技术阶段。
分析思路可能要另辟蹊径
水处理技术缺乏精确理论的一个原因，可能是对水处理过程分析的思路不合拍，于是就出现探求新思路的问题。
按混沌的概念，紊流、微生物群体的生长这些水处理过程常见的现象都属于混沌。因此，混沌也就可能成为一条新思路，值得加以讨论。
什么是混沌？可以通过著名的“蝴蝶效应”获得初步概念。“对初始条件的敏感依赖性”是混沌的一个基本条件。“蝴蝶效应”是对这一基本条件的夸大性形象表述。其意是：南美亚马逊河流域热带雨林中一只蝴蝶的翅膀扇动所引起的扰动气流，两周后在北美的得克萨斯州可能引起一场龙卷风。Wiener引用一首民谣对“蝴蝶效应”做了生动的表述，增加了它的可理喻性。民谣为：钉字缺，蹄铁卸；蹄铁卸，战马蹶；战马蹶，骑士绝；骑士绝，战士折；战士折，国家灭。这里，钉子是“蝴蝶”，国家灭是“龙卷风”。
实际上，水处理过程中有许多现象可以认为就是“蝴蝶效应”。活性污泥法运行中出现的污泥膨胀现象，就是一个例子。污泥膨胀指，在沉淀池内正常状态下只占一定池子容积比例的污泥，由于在短时间内出现污泥容积突然膨胀，从而打乱了活性污泥法正常运行的现象。这里，“龙卷风”显然是污泥膨胀，但“蝴蝶”则可能有多种形态。
虽然混沌可以引起思路的活跃，但仍然只是一条路子。
3.创新刍议
积极创新是中国水处理科技履行时代任务迎接时代挑战的必然出路。只有通过创新才能使水处理设施的建造和运行费用大幅度地降低，从而消除水处理债做出贡献。只有创新也才能解决众多的水处理疑难性问题。创新必须充分利用、发挥高新技术时代的科技特点和优势。下面试从3个方面列出一些想法。
新材料的利用
一是利用现有新材料，对水处理设备的构型进行创新，包括：为了优化水处理整体过程的需要，利用新材料创建更紧凑的水处理厂整体构型，避免传统的平面式的松散的构型；为了优化反应过程混合状态的需要，利用新材料创制新的单元设备的构型，改变传统的盒子式的构型。
二是根据改善水处理过程的需要（如膜滤组件、填料、滤料的构型以及滤膜抗堵塞性能等），提出创制新性能的材料。
生物技术的利用
一是创制微生物型的水处理制剂，包括三个层次：现有的EM技术（effectivemicroor－ganisms有效微生物群）可视为第一层次。EM技术是指通过投加一种特制的微生物活性制剂以取得生物处理的优化效应的生物技术。第二层次指，按原水水质及处理要求，用天然微生物物种配制的，优化生物处理的微生物制剂。第三层次是，为水的高效生物处理生产的人工菌种或菌种群体制剂，以及为疑难水处理问题生产的特效人工菌种，或菌种群体制剂。
二是与新材料结合，创制既有利于水处理过程的构型同时又兼有生物处理功能的填料、吸附剂、滤料甚至水处理组件等器材。
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