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当前，在大多数城市用水中都存在不同程度的缺水现象，有些城市的缺水现象还十分严重，另一方面大量的城市污水又白白流失，既浪费了资源，又污染了环境。和城市供水量几乎相等的城市污水中，只有0.1％的污染物质，比海水中.5％少得多，其中绝大部分是可以再利用的清水，其再生处理比海水淡化成本低廉，基建投资比远距离引水经济得多，而且城市污水就近可得，易于收集。因此，加强城市生活污水作为补充水源回用方面的研究工作显得极为迫切。
本课题以污水厂三级处理出水为原水，依次经过臭氧氧化、改性滤料过滤、活性炭吸附、钠离子交换、阳离子交换、阴离子交换、纳滤，对再生水进行深度处理试验研究，以色度、浊度、CODMn、TOC、TDS、pH、NH3-N、NO3--N、NO2--N和电导率等为评价指标，通过试验确定了最佳工艺组合。
经臭氧氧化，色度、CODMn、NH3-N、NO2--N浓度分别降低，平均去除率分别为32％、10.39％、12.35％、16.35％，而NO3--N的浓度升高大约4.61％。改性滤料过滤对浊度、NH3-N平均去除率分别为75.28％、21.77％，最佳滤速为6.69m/h。活性炭吸附对CODMn、NH3-N、色度的平均去除率分别为18.29％、13.18％和35.25％。最佳滤速为7.632m/h，在最佳滤速下，对CODMn、NH3-N、色度去除率达到最高分别为33.33％、20.9％、和38.46％。钠离子交换运行时，对硬度、NH3-N的平均去除率分别为95.96％和79.61％。当滤速为7.632～8.586m/h时对硬度的去除率最大为97.89％。阳、阴离子交换器再生周期较短分别为18h和21h。在小于0.5MPa的压力范围内，随着操作压力的增加，纳滤膜的回收率和产水量几乎成线性增大。CODMn、TDS、电导率、NO3--N、NO2--N的去除率分别为90％、89.11％、88.16％、63.87％和81.3％。而色度、浊度、硬度、NH3-N的去除率接近100％。
考虑到阴、阳离子交换运行操作复杂，再生周期短，反洗时间很长，造价高等原因，确定最佳组合工艺为：臭氧氧化、改性滤料过滤、活性炭吸附、钠离子交换、纳滤。
组合工艺处理原水试验表明，进水色度、CODMn、TDS、电导率、pH、NH3-N、NO3--N、NO2--N、硬度、浊度分别为<30、2～3mg/L、660～1000mg/L、1100～1200μs/cm、7～7.5、3.5～4mg/L、13.5～15mg/L、0.45～0.5mg/L、400 mg/L、1～7ntu时，出水色度、CODMn、TDS、电导率、pH、NH3-N、NO3--N、硬度、浊度分别为<5、<0.5mg/L、66～100mg/L、100～120μs/cm、6.9～7.0，<0.02mg/L、5.74～6.0mg/L、<1.0 mg/L、<0.3ntu，NO2--N未检出。去除率分别为50％～83.3％、83.3％～100％、86.7％～90％、90％、99.5％～100％、60％～64.3％、100％、99.8％～100％和70％～100％。同时经相关监测部门检测，均可达到我国饮用水水质标准(GB5749-2006)中106项指标的要求，可以作为补充水源回用。