除了水中的热值之外，废水流的几种组分中的有机物也代表了能源的主要来源。如图2所示，大多数的有机物主要存在于卫生间和厨房所产生的生活污水中，这些废水被定义为黑 水。黑水的水量并不大，我们更建议直接对黑水进行处理，回收其中蕴含的能源。从黑水中回收能源的技术包括热力燃烧、厌氧消化(产沼气)， 这些技术可以结合用在热电联产系统里。比如，微生物燃料电池就是一种 新兴的能源生产技术 (Logan et al., 2006)。
大多数营养盐都滞留在人畜尿液中，我们也将这种水称为黄水。当能量管理、营养物回收和源分离相结合时，就能实现从废水中有效提取和回收能源和营养物。实现营养物回收的 技术有很多种，比如，污水处理过程中产生的污泥富含了大量氮磷，如果将这些氮磷提取出来，可以直接作为氮肥磷肥应用于土地耕作。第二种方法是施用磷酸盐肥料，这种肥料包含了鸟粪石或者磷酸钙，是将磷化学沉淀之后的产物。
如表2所示，雨水收集与水回用技术在地方层面管理中最能发挥作用， 尤其是针对分散型系统。水回用技术会弱化泵的作用，因为水回用往往是就近回用，不需要远距离输送。相比 之下，能源管理和营养物回收技术更适用于大规模集中型系统。图3展示 了一个综合系统，该系统基本包含了所有的废水流，比如灰水、黑水、黄水， 并阐明了各种废水流应该对应采用哪种处理技术。
新技术
膜过滤系统
膜系统对深度水回收系统的发展具有至关重要的作用，并且对这种系统的开发还将持续下去。浸入式的微滤和超滤系统作为反渗透系统的预处理工艺效果非常好，可以去除大部分的可溶性物质成分。另外，膜过滤系统的改进 将推进深度污水处理技术和MBR的发展，这二者都是水回用工业的主力技术。
在MBR工艺 中， 较长的泥龄 (SRT)给微生物深度反应提供了适宜的环境，同时对抑制细菌、病毒也起到了帮助，所以MBR工艺的出水水质非常好。所以，MBR工艺是非饮用类 水回用工艺的理想备选方案。如果回用水以饮用为目的，则MBR工艺之后还需要设置反渗透工艺和紫外消毒工艺 (Tao et al., 2005, 2006)。
纳米技术
近年来，纳米技术已经开始被用于进一步改善膜的性能，用纳米技术制成的膜材料性能更佳，比如，膜污染较缓、水力传导性更好、允许穿透性更灵敏。反渗透技术的改良包括两方面，膜材质和膜组件结构配置，其他领域还包括更高效的水泵输送和能量回收系统， 以及研发新的工艺技术，例如膜蒸馏。
微生物燃料电池
微生物燃料电池是一项突破性技术，它利用电子转移来捕获微生物代谢过程中释放的能量，即可以从废水有机物中直接提取电能 (Logan et al., 2006)。其过程包括三阶段：首先，微生物在电极上生长为生物膜 ; 然后，电子供体通过质子交换膜与电子受体分离，建立电流;最后，通过有机物质 (BOD5)的氧化产生电能。
虽然这种技术仍处于发展的早期 阶段，并且在提高产能效率和经济性方面都需要进一步优化，但它依然具有巨大的潜力。