傳統意義的汙水處理廠是作為人類（lèi）生活汙水（shuǐ）、生產廢水的汙染（rǎn）物去除的處理（lǐ）工業來定義（yì）的，這種模（mó）式下，造成水質汙染的各種因子都（dōu）被作為汙染因子通（tōng）過不同的途徑加以去除，有些進入空氣中，有些被固定和濃縮到汙泥中去（qù）做進一步的處（chù）置。汙水廠是作為一個環境治理的市（shì）政基礎設（shè）施行（háng）業，並具有公（gōng）益性的環境運行（háng）企業來對待的，這種模式也使（shǐ）汙（wū）水廠長期依賴居民（mín）的使用者付費和各地政府補貼的方式來進（jìn）行運行。汙（wū）水廠沒有明確（què）的收（shōu）入來源（yuán），也很難形成健（jiàn）康的經濟鏈條，這種局麵很大程度上製（zhì）約了汙水廠的良性發展（zhǎn）。
 
　　聯合國對可持續發展的定義是（shì）：既滿足當（dāng）代人的需求，又不損害子孫後代（dài）的需求的發展。在聯合國發布的《2030年可持續發展議程》核心內容所闡述的17個可持續發（fā）展目標，包括清潔水和衛生設施、可負擔的（de）清潔能源、工業、創新（xīn）和基礎（chǔ）設施、可持續城市和社區（qū）、負責任的消（xiāo）費和生產、氣候行動、水下生物和陸地生物等（děng）。同樣在世界各國的政府部門，全球性的協作組織、科學研究人員都逐步意識（shí）到汙水處理過程中的汙染物其實是（shì）各種類型（xíng）的資源，包括處理完後的汙水都是可重複利用的水資源，為此世界各地的汙（wū）水（shuǐ）廠都在不斷地研究開發汙水（shuǐ）廠的資源化進程。其中比較前沿（yán）的一些方向主要有以下（xià）幾個方麵：
 
　　一、營養物質的回收。
 
　　汙水廠對營養物質(氮、磷)的去除需要（yào）投（tóu）入精細複雜的管理，額外的藥耗（hào）等，這些措施大大增（zēng）加了汙（wū）水廠的運行管理難度（dù）和成本（běn），也是汙（wū）水廠運行中超標排放的主要因子。但是通過工藝過程去除的營養物質，其實是寶貴的資源（yuán），比如（rú）汙水廠使用生物和化學工藝（yì）聯合去除的磷，是農（nóng）業中促進農（nóng）作物（wù）快速生長的化肥，但是由於在汙水廠中，並沒有采取針對性的磷的回收利用工藝，使汙水中的磷沉澱到（dào）汙水（shuǐ）廠（chǎng）的泥餅中，和各種汙染物混雜在一起，導（dǎo）致磷的回收困難（nán），汙水中（zhōng）的磷大量的流向垃圾填埋（mái）場和其他（tā）的汙泥處置場所去。世界各地的科技工（gōng）作者（zhě）開發了多項汙（wū）水中磷的回收技術，包括鳥糞石沉澱、汙泥焚燒灰燼中磷酸鹽的回收、單（dān）質金屬的磷（lín）酸鹽沉澱回收等，這些技術都開（kāi）始向（xiàng）工業（yè）應用轉化（huà），並逐步在（zài）多家汙水廠開始實施，使汙（wū）水（shuǐ）廠中營養元素得到了回收，原（yuán）來的廢棄汙染物成為可回收利用（yòng）的礦產資源。
 
　　二、溫室氣體的減少和捕（bǔ）捉。
 
　　汙水廠作（zuò）為溫室氣體的排放大戶的觀點已經被人們所（suǒ）接受，由於汙水廠承擔著對人類（lèi）生產生（shēng）活（huó）中產生（shēng）的廢棄有機物（wù）的降解作用，通過采（cǎi）用的好氧曝（pù）氣的方式，在微生物的作用下氧化有機（jī）物轉化成CH4和CO2釋（shì）放到空氣中，降低了水體內的有機物汙染，但是增加了大氣中的溫室氣體含量。對於這（zhè）種排放，相對應的研究也在開展，比如（rú）對（duì）預處理段進行改良，增加厭氧處理等方式（shì）快速降解有機物轉變為CH4，並實施捕捉，這種方式可以減少（shǎo）進入好氧段的有機物數量（liàng），降低（dī）溫室氣體的排（pái）放量；通過強（qiáng）化的預處理方式，將大部分汙染物濃縮在預處理的汙泥中，使汙水廠的汙泥中的有機物含量增（zēng）加，再通過厭氧消化的方式把這些有機物可（kě）控的收集捕捉起來並加以利用（yòng），可以降低溫室氣體的不可控（kòng）排（pái）放。
 
　　三、通過優（yōu）化而不是（shì）升級改善汙（wū）水廠運行
 
　　汙水廠建設多年以後，麵臨進水濃度值和設計濃度值相差較大，出水（shuǐ）水質標準隨著各地（dì）政府的要求而發（fā）生變（biàn）化，設施設備老舊磨損不再具備相應的工藝功能，這樣（yàng）的情況（kuàng）下，汙水廠采用升級擴建甚至新建的方式來改善運行，這種模式勢（shì）必消耗大量的資金和能源等。汙水廠現有的（de）管理水平低下，多數汙水廠技（jì）術投入不足，粗放型（xíng）的管理造成汙（wū）水廠運行狀況較（jiào）差。對廠內工（gōng）藝進行優化，真正發揮工藝（yì）本身的運行（háng）特點，建設以保（bǎo）障微生物生存環境為核心的管理（lǐ）體係，這樣對汙水廠的可持續（xù）發展和資（zī）源成本支出的控製都有很大（dà）的改善，而不（bú）是簡單的用資金解決問題。
 
　　四、汙泥的資源化利用
 
　　汙水廠絕大部分汙染物都被（bèi）固（gù）定和濃縮到汙（wū）水廠的汙泥中去，這些汙（wū）染物（wù）從另一個角度看是（shì）資源，對汙泥中的資源積極的開發利用，是（shì）未來汙（wū）水廠資源化轉型的重要途徑，磷的回收利用前麵已經提到過（guò），別的元素也可以在汙泥的資（zī）源化利（lì）用過程（chéng）中進行，汙泥中含有大量的金屬元素，可以通過各種金屬回收方式來獲得。各地區的汙水中（zhōng）會含有（yǒu）各地土壤中含量較高的一些金屬元素，在歐盟CRM列出的（de）21種金屬和準金屬成分中，一些汙水廠的汙泥中甚至發（fā）現約15種元素的含量大於10mg/kg。研究（jiū）汙水汙泥中元素含量的來（lái）源和可持續性應該是未來研究的主題。在一些國家的汙水廠汙泥中各類金屬的含（hán）量為：金(1.1 毫克/千克幹重)、鋁(19,272.9毫克/千克幹重)、鎂(6677.6 毫克/千克幹重)、鈦(1730.9 毫克/千克幹重)、镓(20.9 毫克/千克幹重)和砷(16.6毫克/千克幹重)。這樣的含量表明每（měi）年在汙泥幹重中埋（mái）藏著數十（shí）萬種（zhǒng）關鍵戰略金屬、數（shù）十公斤貴重黃金和數百公斤白銀（yín），這（zhè）些數（shù）據（jù）表明汙水廠的脫水汙泥的儲存場地或（huò）者汙泥填埋場在未來可（kě）能會成為關鍵的、戰略的和貴重元素的寶貴替（tì）代來源（yuán）。
 
　　五、再生水資源
 
　　汙（wū）水廠（chǎng）處理後的水質與地表水的標準仍有很大的（de）差（chà）距，一定（dìng）要（yào）以地表水的要求來約束汙水（shuǐ）廠會造成汙水處理過程中（zhōng）資金和資源的極大程度投入（rù），而對處理後的環境低標準水有目的性回用，會減少（shǎo）汙水廠的處理過程的（de）過度投入，並形成良好的水資源循環利用經濟（jì）鏈（liàn）。通過汙水（shuǐ）處理後的可利用水資源的回收是更可持續地管理水資源和解決水資源短缺問題的一（yī）種手（shǒu）段。汙水再生（shēng）回用的優勢得到（dào）了廣（guǎng）泛認可。在（zài）麵臨水資源短缺的地區，這種再生水是一種至關重要的資源，可以擴大可用水資源供應，優化利用，並（bìng）促進企業、行業和社區之間的共生關係。城市的道邊（biān）綠植、園（yuán）林（lín）等（děng）綠化可以完全使（shǐ）用汙水廠再生水進行（háng）替代，減少清潔水的使用；一些耗水大用戶（hù）的工業企業，應完全使用汙水廠的再生（shēng）水，如果需要可以在使用前（qián）進行針對性的企業工業用水標準（zhǔn）的處理，這樣可以降低對水資源的過（guò）度開采；農業農村汙水應結合農業灌溉特點，嚴控衛生標準，提高氮磷含量，保持營養成分（fèn），就近回灌農田，縮短水處理（lǐ）循（xún）環流（liú）程，降低汙水處理難度和（hé）投入。
 
　　汙（wū）水廠的資源化進（jìn）程仍有很多路要走，對於（yú）政策製定者和城市管理者，以及汙水處理從業者來說，觀念的扭轉至關重（chóng）要（yào），這（zhè）其中（zhōng）有大量艱巨的工作要去完成（chéng），未來的汙水廠（chǎng）不是汙染物的消減工廠，而是資源產出工廠，這才能實現汙水處理行業的良性發展。