طبق تعریف ارائه شده توسط ایالت کالیفرنیا، استفاده مجدد غیر مستقیم، عبارت است از بازگرداندن فاضلاب کاملاً تصفیه شده به محیط طبیعی (آب های سطحی یا منابع زیرزمینی) به طوری که در یک دوره زمانی طولانی و پیش از تصفیه از طریق واحد ته نشینی فاضلاب، صاف سازی و گندزدایی فاضلاب کاملاً با آب های دیگر مخلوط و یا ترکیب شود. فاضلاب تصفیه شده را می توان همچنین به صورت مستقیم در موارد غیر آشامیدنی همچون آبیاری (برای مثال زمین گلف) و یا در مورد تصفیه فاضلاب صنعتی به عنوان منبع آب برای کاربردهای صنعتی (برای مثال در ترکیب آب ورودی مخزن دیگ بخار) به صورت مستقیم مورد استفاده مجدد قرار داد.
در سال های گذشته تأسیسات بازیابی فاضلاب عموماً در داخل و یا نزدیکی سیستم تصفیه فاضلاب واقع در حاشیه مناطق شهری مستقر بودند. در برخی مناطق، مصرف کنندگان عمده آب بازیابی شده را در مجاورت تأسیسات حضور داشتند، اما سیستم های انتقال گران قیمت و پر هزینه مورد نیاز برای در اختیار قرار دادن آب بازیابی شده به مصرف کنندگان، توجیه اقتصادی استفاده مجدد را با دشواری روبرو کرده است. به منظور رفع این مشکل، نصب سیستم های بازیابی اقماری در دستور کار قرار گرفت. مفهوم سیستم های نسبتاً جدید بازیابی اقماری عبارت است از نصب تأسیسات غشایی در مناطق یا حوزه های آبخیز بالادست به منظور بازیابی آب برای استفاده مجدد محلی. با نصب تأسیسات غشایی کوچکتر در مناطق دوردست و نزدیک به سیستم جمع آوری فاضلاب، تصفیه خانه فاضلاب بهداشتی و محل استفاده مجدد، می توان نسبت به پرداخت هزینه های مربوط به ایجاد سیستم های توزیع انتقال آب بازیابی شده از تصفیه خانه فاضلاب به مناطق استفاده کننده مجدد اجتناب نمود.
تأسیسات اقماری به دو صورت جریان پر یا فاضلابرو های زیرزمینی هستند که نوع دوم مقدار مشخص و ثابتی از جریان عبوری از فاضلابرو و نوع اول کل جریان عبوری از فاضلابرو را تصفیه می کند.
چند مثال از موارد بازیابی فاضلاب و استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده عبارتند از:
- آبیاری مناطق کشاورزی برای مثال آبیاری محصولات، محوطه های درخت کاری و گلخانه های تجاری؛
- آبیاری چشم اندازهای زمین های گلف، فضاهای سبز من جمله باریکه های چمن وسط خیابان، چشم اندازهای واقع در مناطق تجاری، صنعتی و یا شهرک های مسکونی، تفریحگاه ها، زمین های بازی و محوطه حیاط مدارس؛
- کاربردهای صنعتی هم چون آب خنک کننده (آب ورودی مخزن دیگ بخار) و موارد مورد نیاز در فرآیندها؛
- تغذیه آب زیرزمینی هم از طریق حوزه های پخش آب، هم از طریق مستقیم آب زیرزمینی؛
- کاربردهای تفریحی و زیست محیطی همچون ایجاد دریاچه های تفریحی، بهسازی مرداب ها و تنظیم جریان های آبی؛
- کاربردهای غیر نوشیدنی آب همچون اطفاء حریق، تهویه هوا، فلاش تانک سرویس های بهداشتی، آب مورد نیاز در خودشوئی شبکه های انتقال فاضلاب؛
- مخلوط نمودن آب مخازن آبرسانی با منابع آب سطحی در استفاده مجدد آب برای مقاصد آشامیدنی.
سطح مورد نیاز تصفیه در انواع موارد استفاده مجدد با توجه به خطر ارزیابی شده برای سلامت عمومی متناسب با مصوبات هر ایالت و همچنین رهنمودهای سازمان حفاظت محیط زیست متغیر است. عامل اصلی در انتخاب بهترین سیستم غشایی و مهم تر از آن طراحی و بهره برداری مناسب از فرآیند غشایی است.