该项目是国家重点研发计划“水资源高效开发利用”“十三五”期间首批项目之一。该项目于2016年8月启动，项目由哈尔滨工业大学牵头。负责人为任南起院士，联合北京大学、中国科学技术大学、天津大学、北京工业大学、中国科学院地理科学与资源研究所、北控等14家单位水务局参与了该项目。共有近200人参与了该项目的研究工作。该项目针对城市工业、景观生态等再生水利用需求，以“产品”与“生态服务”融合的研发思路，建立“绿色”+“ “灰色”耦合城市污水处理与多目标回用技术体系。总体目标是开展城市污水低碳、安全、资源化利用及风险评估技术研究。经过五年的研究，项目组紧紧围绕我国水资源可持续利用的重大国家需求，以建立城市污水高效低碳处理和多目标回用为目标。新材料、新技术、新装备、新方法等应用、开发的关键科学技术问题。单元技术开发，以及安全、风险、健康、生态功能等评价方法研究，形成了共计12项新材料、24项创新技术、7套新设备，建成7个中试基地和5个示范项目，建立了4个新方法，开发了一套风险评估软件，全面超额完成项目计划研究任务。

该项目以“灰色+绿色”作为技术路线研发的总体指导思想。在国际上首次开展“灰绿”耦合污水回用技术体系研究，完成5个示范工程建设，全面验证了技术体系的可行性。包括：高效智能曝气系统示范、以强化混凝预处理和反渗透浓水余压回收技术为核心的优质再生水处理示范、复合介质物化强化混凝过滤深度处理景观示范中水回用技术实现了项目提出的高效低碳污水处理回用目标。我校冯玉杰教授课题组基于微生物电化学原理研发电荷补偿污水处理技术，实现水中污染物的高效转化。在国际上首次应用于实际工程，实现了地表水体中初期雨水与分散污水的混合。净化，出水达到地表IV级，是全球首个微生物电化学污水处理景观回用项目，也是首个采用该技术的绿色、高效、深度处理景观回用项目的应用案例。

该项目以保护水生态系统和人类健康为导向，完成了多品种、多效应终点的再生水综合评价方法体系。包括再生水多目标回用生态风险和人体健康风险评估方法、基于生态补水、水质净化、生命承载、水文化的再生水生态系统服务评价指标体系和基于生态系统的评价方法。污水处理和资源化利用的全生命周期。 ，开展了不同工艺系统的环境影响评价、人体健康影响评价和生命周期成本分析。该项目研究首次得出结论，在灰色与绿色相结合的技术体系中，绿色体系可以避免灰色体系的过度治理，可贡献高达73%的碳减排量。灰绿联合污水处理出水对于生态环境和人体健康安全可靠，满足需要。

通过污水污泥资源化利用，该项目可实现污泥减量化50%以上，回收污泥碳源70-80%。有效回收污水中所含的碳资源，降低后续污泥处理处置成本。压力。污泥厌氧发酵产生的甲烷气体、好氧发酵产生的合成PHA产品和营养底物，实现了未来水厂输出有价值的能源和化工产品的目标，改变了传统污水处理厂的终端处理地位，使其具有成为能源资源循环的重要环节。