再生水可用于农田灌溉、水产养殖、城市绿化、厕所冲洗、工业用水、景观环境用水、湿地环境用水及补充水源等。近年来，很多地方也将再生水作为低品热能进行热泵供热或者制冷。再生水利用需要根据其使用用途，达到相应的卫生安全等级要求。根据污水再生利用的水质标准，一种单元技术很难达到回用水质要求，通常需要将多种技术合理耦合，以达到再生水利用的安全性。
膜处理组合工艺：实现高效分离，获得优质稳定的出水。
再生水处理技术多采用膜处理与其它处理单元相结合的组合工艺，常见的工艺流程有混凝剂沉淀－全自动过滤器过滤－微滤－反渗透－消毒；全自动过滤器过滤－微滤－一级反渗透－二级反渗透－消毒；全自动过滤器过滤－紫外线消毒-超滤膜过滤-臭氧脱色-次氯酸钠消毒等。
MBR组合工艺。主要工艺流程：隔油、两级气浮、水解酸化－A/O + 膜生物反应器（MBR）。设计出水COD不大于60mg/L，氨氮不大于5mg/L。装置出水达到回用水标准。
全膜法水处理工艺。全膜法水处理工艺是将超滤、微滤、反渗透、EDI（电渗析ED和离子交换技术DI结合）等不同的膜工艺有机地组合在一起，达到高效去除污染物以及深度脱盐目的的一种水处理工艺。天津某污水处理厂采用双膜法（超滤-反渗透）对二沉池絮凝沉淀后的出水进行深度处理，超滤是作为反渗透的预处理，采用全自动过滤器作为超滤的预处理，再生水用于热电厂的循环冷却水。
生物滤池组合工艺：占地面积少，处理效率高。
臭氧－生物滤池工艺。主要工艺流程：混凝沉淀－臭氧－复合滤料（滤料为70%活性炭+30%陶粒）生物滤池组合工艺是集混凝、臭氧氧化、全自动过滤器过滤、滤料吸附和生物降解为一体的组合工艺，能有效去除有机物、氮和磷，使再生水水质进一步提高，从而实现再生水的利用。复合滤料对有机物和氮的去除效果较好。