开展污水排放量、污水水质预测的研究对实现污水资源化具有非常重要的意义。本文围绕天津市的城市污水处理与资源化展开了深入研究。综合采用“时间序列的差分自回归移动平均模型”和探索性数据分析的“投影寻踪回归”技术对“十二五”末天津市污水排放量进行了预测研究，结果表明：“十二五”期间，工业废水排放量整体趋向于平稳，比“十一五”期间还有小幅降低。而生活污水排放量则有小幅升高。综合考虑工业废水和生活污水，“十二五”期间，天津市城市污水排放量整体将保持平稳小幅增加态势，到2015年，天津城市污水排放量将达到4.1亿吨左右。为了实现污水资源化，本文还研究了污水水质的变化。以天津市张贵庄污水处理系统为代表，通过小王庄泵站近三年的水质监测数据，分析了天津市污水水质的变化规律及概率分布类型。结果表明：COD、BOD、NH3和TP均呈现出下降趋势，说明污水处理厂的进水水质总体将有所好转。通过“水质保证率图”得到了COD、BOD和NH3的90%保证率实测进水水质；对具有厚尾分布特征的总磷指标，则进行了极值概率分析，得到了拟合原始数据较好的TP浓度的Pareto型超阈值分布函数，并利用该函数计算出概率为90%时TP的保证浓度。在全球的社会和经济发展中，水资源的不足已成为目前的主要制约因素之一，必须逐步实现污水资源化。它可通过政府制定的规范经济管理运转模式和建设污水再生利用的基础设施两方面的途径来实现。但目前还存在很多不足，为推动污水资源化的利用，除应进一步明确政府的角色定位、制定城市水资源的综合利用规划、完善相关法律法规、加强科技创新以及积极推进污水资源化的市场化进程外；还要进一步提高污水处理厂的生产效率，从而降低污水资源化的成本。为此，本文还选择了天津市正在运行中的4家污水处理厂，采用SFA随机前沿分析方法，对4家企业的2011年效益和成本进行了效率评价和排名，并找出影响效率的主要因素。