生化出水经过混凝沉处理后，进入超滤膜处理，去除悬浮物和胶体物等，同时进一步降低cod。好氧池出水也可以采用膜生物反应器（简称mbr）的形式，其中空纤维超滤膜可高效截留各类菌种，使生化反应得以顺利进行；有效去除相应的污染物，避免污泥的流失；同时可截留难以降解的大分子有机物，延长其在mbr停留的时间，使之得到大限度的分解。mbr产水可直接作为深度处理的原料水。
超滤（uf）产水进入反渗透（简称ro）系统。ro是以压力为驱动力，并利用反渗透膜只能透过水而不能透过溶质的选择性，使水溶液中溶质与水分离。ro的产水率为70%左右。为了提高产水率和节约能量，也可以采用纳滤（nf）膜组件代替反渗透膜，纳滤膜对钙、镁离子有很高的去除效率，并能有效去除水中大分子量的可溶性组分，使产水率增加至90%左右。度处理产出占原料水量10%~30%左右的浓缩液，浓缩液可给煤场防尘喷洒或除尘卸灰加湿用，或送活性炭吸附塔去除cod，活性炭可再配入炼焦。