在可持续发展和生态文明建设背景下，以生态循环理念为基础的生态水处理及再生利用技术受到越来越多的关注。所谓生态水处理就是运用自然界本身的自我净化功能，模拟自然界中的生产者、消费者、分解者，通过合理配置，使整个食物链越来越丰富，生态系统越来越稳定，从而达到净化水质目的的方法，是一种符合生态原理的污水处理方式。主要工艺包括：水生植物塘、水生动物塘、土地处理系统以及上述工艺组合系统。近年来，北京市积极探索以湿地为核心的生态水处理及再生利用方式，并进行了大量工程实践，取得了宝贵的经验。

      一是采用生态办法进行城市污水深度处理。城市污水由于其相对稳定的水质和水量可作为城市可靠的第二水源，已成为当今世界各国在解决水资源短缺问题时的共识。然而，由于城镇污水处理厂退水水质与河流水体功能要求水质有一定差距，城镇污水处理厂出水成为影响河流水质的主要因素之一。北京市通过构建不同基质类型、不同水流形式的复合潜流湿地，建设身体浅滩，恢复水生植物，设置人工浮床，构建生物链，人工曝气等措施，使污水处理厂出水进一步处理后，出水主要水质指标优于《地表水环境质量标准》（GB3838-2002)IV类标准。典型案例包括昌平区南口污水处理厂出水生态湿地净化工程、未来科技城人工湿地净化工程。

      二是将生态的办法用于微污染水源水。“微污染”是近十年来才出现的给水处理术语，微污染水源是指水的物理、化学和微生物指标已不能达到《地表水环境质量标准》中作为生活饮用水源水的水质要求，水体污染物单项指标有超标现象，多数情况是有机污染。针对这种情况，北京市采取控制入库污染，退耕还湿，建设湿地公园，恢复湿地生态；防止水土流失，恢复河道生态；同时建设表流型水质净化湿地，形成溪流、湖泊、跌水等不同水力形态芦苇荡、荷花塘、生物岛、百花园等不同湿地景观，或采取曝气生物炭滤池+人工湿地、稳定塘+人工湿地等人工强化措施，改善水质，提升景观生态环境。典型案例包括：中国纪检监察学院污水处理工程、八号桥大型仿自然复合功能湿地工程，官厅水库永定河入库口黑土洼湿地系统示范工程。

      三是在农村分散污水处理中因地制宜采用生态工艺。分散式污水处理是指相对较小的区域范围内建设中小型污水处理设施，收集、输送、处理水量较小，一般不需要长距离输送和多级提升。分散处理建设方式存在水质、水量变化较大；难以形成规模效应，处理和运行成本偏高；污泥处理困难等问题。但分散处理建设方式灵活，建设周期短，施工难度低；投资省，减少管网建设费用；有利于处理出水回用，提高水资源利用率，因此需要系统分析和整合分散污水处理工艺，构建更加有效的系统处理策略。北京市采用脉冲流湿地耦合强化生态塘的方式处理村庄污水，出水中主要污染物浓度指标均满足北京市污水处理排放标准。典型案例有房山西南召村脉冲流湿地-氧化塘污水处理工程。