实现可持续发展的目标
为了实现上面所述的环境目标，我们需要将现有的线性方法进行改良优化，将分散和集中的元素相结合，将水和废弃物进行回收，最终建立一个闭环系统 (Daigger, 2007a, 2008a,b; Daigger and Crawford,2007)，闭环系统具有实现我们三大目标的潜在能力。
图1阐述了一个城市水管理的闭环系统。就供水而言， 无论是民用还是商用的供水系统，都可以大致分为两类， 可饮用水和不可饮用水。可饮用水指的是直接饮用的水和淋浴用水，不可饮用水指的是冲厕用水、洗衣用水、浇地用水，以及其他工业用水。总的来看，饮用水的消耗总量实际上非常小。所以，实际上目前可饮用水的供给量远远大于消耗量。事实上，饮用水可以取自当地水源，也可以取自其他地方的水源，只要水质合适即可。通过对用水目的区分(饮用与非饮用)，我们认为，用于饮用的供水体量应该大大缩减。
根据上一段分析，我们可以得知，家庭和商业用水中的大部分都应是非饮用水，非饮用水可以取自多种多样的当地资源，比如循环水、收集雨水等。如图1所示，非饮用水的储集是整个系统的关键组成部分。非饮用水可以储存在城市区域地下的蓄水层，或者储存在地表储水设施内。
水资源的不断往复循环有可能导致溶解性固体的不断积累，比如盐。而为了维持水质，我们必须严格控制溶解性固体在水中的含量。反渗透(RO)以及其他工艺可以过滤水中的盐分，排出的浓水将注入咸水含水层，或者用其他工艺进一步处理，比如蒸发结晶。
有很多人会提出以下疑问，为什么不能借鉴海水淡化工艺来处理污水，以增加储水量?虽然海水淡化工艺在 技术上并不复杂，但是这个工艺并不符合可持续发展的需求，因为它需要大量耗能。尽管技术的进步有助于降低工艺能耗，但用海水淡化工艺处理污水所需的能耗与其他工艺的能耗相比，仍然是天壤之别。因为海水中固体含量是35000mg/L，而污水中的固体含量仅为1000mg/L。
可持续发展系统中的技术应用
我们可以列举出一些有利于可持续发展的方法：
提高当地雨水收集与利用率;
改良生活习惯，减少 用水量;
废水回收及循环利用;
从废水中回收能源;
回收营养物，氮、磷、纤维素等;
特殊种类废水分类处理。
总之，有许多技术都有助于改善图1所示的水系统，以及改进分散型或集中型水资源管理(表2)。总目标就是保护当地水资源，以满足当地各种各样的用水需求。
通过收集雨水来增加水资源储备的方法十分有效，因 为雨水被收集后可以被直接利用，或者仅通过一些自然处理，就可以将其注入地下蓄水层，以备未来之需 (Strecker et al., 2005)。收集雨水的技术包括透水路面、绿色屋顶、 雨水花园等。在过去的一个世纪，这些技术都得以大力发展， 雨水收集与治理技术已变得越来越可靠、可信。
水和污水处理技术都是城市水系统的关键组成部分。 膜技术可以有效去除水中颗粒物质(微滤和超滤)，以及溶解性物质(纳滤和反渗透)，因此膜技术在近年来的使用率得以明显提高。把膜技术与生物技术整合在一起，就形成了生物膜反应器(MBR)，该技术作为一种高效回收水的工艺而迅速崛起 (Daigger et al., 2005; DiGiano et al., 2004)。高级氧化技术整合了臭氧、紫外光、过 氧化氢，以创造一种具有极强氧化性的氢氧自由基。除此之外，活性炭技术也广泛用于水处理与回收。
解决环境目标的工具
“技术工具箱”中的其他工具不一定会对减少水资源消耗有太多作用，但是也许对实现其他环境目标大有帮助，比如有助于实现能量平衡和减少营养物流失。如图2所示，洗衣用水和淋浴用水(称为灰水)的污染物含量很低，但是却占据着城市污水水量的最大比例 (Henze and Ledin, 2001;Tchobanoglous, 1981)。由于灰水污染程度低，只需要经过适当处理就可以成为非饮用类的再生水。所以相较于将饮用水和非饮用水合在一 起进行循环回收，单独对灰水进行循环回收更加合理，因为单独循环回收只需要耗费较少的能量、消费较少的资源。另外，通过使用特殊设计的热交换器和热泵，还能从处理灰水的过程中提取或转移热量，而热能也是一 种非常重要的能源。