北京密云县再生水厂由北京市发改委、密云县发改委立项投资，总投资额9426万元。其中，外管网1400万元。原定两年建成，现在只用了仅仅8个月就竣工试运行了。
密云县再生水厂设计规模4.5万立方米/日(现运行3万立方米/日)，处理成本0.67元/吨，由清华大学环境科学与工程系提供技术支持，北京国环清华环境工程设计研究院进行设计，北京碧水源科技发展有限公司承接施工。
再生水厂取水自原污水厂的二沉池出水，经格栅——曝气池——膜池——紫外消毒——最终出水。目前出水COD30mg/L，BOD4.8mg/L，SS6mg/L，NH3－N0.28mg/L，总磷0.06mg/L，出水水质达到较高水平。这一工程采用了当今世界上最先进的膜－生物反应器(MBR)。
MBR是将膜分离和传统生物处理工艺有机结合的一种新型高效污水处理与回用工艺，与传统工艺相比，最大的区别是使用了膜组器替代沉淀池，膜组器直接浸入生化池中，生化池混合液通过膜进行固液分离，集生物降解作用和膜的高效分离为一体。这个膜表面布满0.1～0.4微米的孔，只有水分子及小分子量物质可以通过，可以滤除细菌、病原体等有害物质，是目前世界上唯一能实现一步到位从污水处理到再生水的工艺设备。除此以外，这种工艺的污泥产生量只有传统工艺的1/3；而且处理负荷高，占地面积小，基建费用低，操作管理简单。
密云县再生水厂MBR采用国际先进的中空纤维膜组件和模块化设计与安装，膜组件的清洗维护和整体系统的运行全部实现自动控制。这一工程是我国目前最大的膜－生物反应器污水处理工程，也是世界上最大的膜－生物反应器之一。工程的建成体现了我国MBR的技术研发、工艺集成、应用规模和先进性达到了国际领先水平，标志着我国的MBR污水处理与资源化技术跨入了世界前列，是我国大型MBR应用的里程碑。