我国水资源短缺，在缺水地区特别是城市、工业和人口比较集中的地区，水资源已成为社会经济发展的严重制约因素。因此，对于城市污水不仅要治理，更要抓回用。城市污水的再生利用既可解决污染问题，又可使处理后的污水得到有效利用、缓解水资源短缺的紧张状况。许多发达国家已不再建设传统意义上的污水处理厂（WWTP），而代之以“污水再生厂”。  

    水污染治理的战略目标调整使污水处理技术路线也发生了重大变革，关键性的转变是由单项技术转变为技术集成。要调整到以水的综合利用为目的，进行技术的综合、集成，以满足城市污水的再生与资源化需要。城市污水处理厂普遍采用以除磷脱氮为重点的强化二级生物处理技术并增加三级处理流程，包括多种类型的过滤技术和现代消毒技术；同时，可采用当代高新技术如微滤膜过滤、反渗透、膜生物反应器等，使处理后的再生水达到市政杂用、生活杂用、园林绿化等多种用途要求。膜技术是实现污水资源化的关键技术，传统的水处理方法无法满足以再生回用为目的的污水深度处理的要求，必须依靠与膜技术的组合与集成。应用于污水资源化的膜技术有微滤、超滤、反渗透、纳滤及膜生物反应器等。超滤、微滤技术中超滤膜能够分离溶解性的高分子物质，微滤膜能够分离所有悬浮微粒。在污水处理过程中，超滤、微滤膜都被用来去除悬浮固体、细菌、病毒。超滤、微滤过程可以单独作为三级处理，生产高质量的回用中水；将超滤、微滤过程与活性污泥处理技术相结合，形成了膜生物反应器（MBR）技术。超滤、微滤与反渗透、纳滤相结合的膜组合工艺，可以生产质量不低于新鲜水的回用再生水。采用超滤、微滤过程作为反渗透、纳滤的前处理工艺，可以大大提高反渗透、纳滤膜的工作效率和使用寿命。同时，膜分离法作为不受水质变动影响且可去除可溶解成分的下水高度处理法已逐渐进入实用化阶段。美国的做法很有代表性。在污水三级处理后增加高级深度处理，经上述三级处理后的出水，采用微滤膜过滤和反渗透膜处理的方法，这是目前较为成熟并已进入应用阶段的工艺技术，处理后的出水水质可达到饮用水标准，目前多用于补充作为饮用水水源的地面水或地下水。 

    此外，膜生物反应器（MBR）技术也是值得推广的。近年来，随着膜生产技术的提高和生产成本的降低，膜技术在污水处理领域中的应用特别是与生物反应器相组合的膜生物反应器作为一种新型高效污水处理技术在国际上受到了广泛关注。以超滤或微滤与传统的活性污泥生化处理技术相结合而成的膜生物反应器（MBR），以膜分离过程取代重力沉降过程，不论固体颗粒的沉降性能如何，均可完成固液分离过程，并且可以避免因生物体流失而造成的系统失效。对生活废水的处理，传统的活性污泥法采用重力沉降，由于颗粒的不固定容易使活性细菌与生物体流失。用超滤膜分离与活性污泥法相结合的膜生物反应器处理有机含碳物，能使有机物深度氧化，并且排出物不含固体颗粒，能完全保留生物体，在低温时亦能维持高处理能力。该复合过程还可通过维持低F／M比例减少污泥浪费。反应器能够维持高含固浓度而使处理厂规模缩小。还可同时通过硝化与反硝化作用成功除氮，使污泥保留的时间相当长，从而完全保留体系中缓慢生长的硝化细菌。和其他水处理方法相比，使用膜生物反应器进行污水处理不仅可以大大节约水资源，还可以大大节约能源，减少设备和运行费用，减少设备占地，避免“二次污染”，有着很好的环境效益、社会效益和经济效益。对于生活污水，使用膜生物反应器进行处理是一种特别有效的方法，它可以将生物降解的物质分离出去，而将微生物留在污水处理池中。这样可以使微生物的含量处于最佳浓度，反应速度最快。即使污水中BOD、COD的含量高达10000mg／L，也可以达到很好的处理效果。当污水中BOD、COD的含量为1000mg／L以上时，出水BOD、COD的含量仅为10mg／L左右，可以达到回用水的标准。