中水處理方法一般是按照生活污水中各種污染物的含量、中水用途及要求的水質，采用不同的處理單元，組成能夠達到處理要求的工藝流程。中水處理方法包括生物處理技術、物化處理法等。
　　
　　生物處理技術是利用微生物的吸附、氧化分解污水中的有機物的處理方法，包括好氧生物處理和厭氧生物處理。中水處理多采用好氧生物處理技術,包括活性污泥法、接觸氧化法、生物轉盤等處理方法。這幾種方法或單獨使用，或幾種生物處理方法組合使用，如接觸氧化+生物濾池；生物濾池+活性炭吸附；轉盤砂濾等流程。但以生物處理為中心的工藝存在以下弊端：1)由于沉淀池固液分離效率不高，曝氣池內的污泥難以維持到較高濃度，致使處理裝置容積負荷低，占地面積大；2)處理出水受沉淀效率影響，水質不夠理想，且不穩定；3)傳氧效率低，能耗高；4)剩余污泥產量大，污泥處理費用增加；5)管理操作復雜；6)耐水質、水量和有毒物質的沖擊負荷能力極弱，運行不穩定。
　　
　　物理化學法是以混凝沉淀(氣浮)技術及活性炭吸附相結合為基本方式，與傳統二級處理相比，提高了水質。但混凝沉淀技術產泥量大，污泥處置費用高。活性炭吸附雖在中水回用中應用較廣泛,但隨著水污染的加劇和污水回用量的日益增大，其應用也將受到限制。
　　
　　因此，以、實用、可調、節能和工藝簡便著稱的膜處理技術應運而生。關于膜分離技術的重要性，美國文件曾說“18世紀電器改變了整個工業進程，而20世紀膜技術將改變整個面貌”。日本則把膜技術作為21世紀的重點技術進行研究開發。
　　
　　膜分離技術包括微濾、納米過濾、超濾、滲析、反滲透、電滲析、氣體分離等，其以處理效果好,能耗低，占地面積小，操作管理容易等特點而倍受關注。微濾可以去除沉淀不能除去的包括細菌、病毒在內的懸浮物，還可以除磷；超濾已被用于去除腐質酸等大分子；反滲透已被用于降低礦化度和去除總溶解性固體(TDS)；使用反滲透對于城市污水處理廠二級出水的脫鹽率達90%以上，水的回收率達75%左右，COD和BOD的去除率達85%左右(超濾大于50%)，細菌去除率90%以上，對于含氮化合物、氯化物和磷也有較為優良的脫除性能；納米過濾介于反滲透和超濾之間，工作壓力在015～1MPa,可以截留200～400道爾頓以上的分子，產水量也較大，如在827kPa時達1020L/(m2•d)。納米過濾可以直接去除一切病毒、細菌和寄生蟲，同時大幅度的降低溶解有機物(消毒副產物的前體)，它可將THMs(三鹵甲烷)和HAAs(鹵代乙酸類物質)前驅物去除90%，硬度去除85%～95%，一價離子去除率大于70%(操作壓力為482～689kPa時)，在軟化水的同時減少溶解固體，低壓大水量使得納米過濾的運行費用大大降低。為減少消毒副產物和溶解有機碳，用納米過濾比用傳統的處理和用臭氧加活性炭更便宜。
　　
　　目前，膜分離作為中水回用技術已在我國天津、大連、沈陽等嚴重缺水的北方地區得到了廣泛的應用。1998年，大連大器公司設計的200m3/d的膜中水回用裝置就己在大連投入運行；天津德人公司先開發了重力淹沒式膜生物反應器，該技術在2000年己應用于天津普辰大廈的中水回用系統，處理規模為25m3/d，該裝置占地僅218m2，處理成本為1105元/m3；2004年沈陽環境科學研究院采用膜生物反應器技術處理遼寧省通信公司沈陽分公司棋盤山培訓中心的生活污水，出水指標均好于《沈陽市中水水質標準》的各項指標，并具有較好的脫氮功能。
　　
　　可見膜分離技術無論從處理水質還是從效益方面都將對中水回用的發展產生深遠的影響。