傳統（tǒng）意義的（de）汙水處理廠是作為人類生活汙（wū）水、生產廢水的汙染物去除的處理工業來定義的，這種（zhǒng）模式下（xià），造成（chéng）水質汙染的各種因子都被作為汙染因子通過不同的途徑加以去（qù）除，有（yǒu）些（xiē）進（jìn）入空氣（qì）中，有些被固定和（hé）濃縮到汙泥中去做進一步（bù）的處置。汙水廠是作為一個環（huán）境治理的市（shì）政基礎設施行業，並（bìng）具有公益性的環境運行企業來（lái）對待的，這種模式也使汙水廠長期依賴居民的使用者付（fù）費和各地政府補（bǔ）貼的方式來進行運行。汙水廠沒有明確的收入來源，也很難形成健康（kāng）的經（jīng）濟鏈條，這種局麵很大程度（dù）上製約了（le）汙水廠的良（liáng）性發（fā）展。
 
　　聯合國對可持續發展的定（dìng）義是：既滿足當代人的需求，又不（bú）損害子孫後代的需求的發展。在聯（lián）合國發布的《2030年可持續發展議程》核心內容所闡述的17個可持續發展目標，包括清潔水和衛生設施、可負擔的清潔能源、工業、創新和基礎設施、可持續城市和社區、負責任的消費和生產、氣候行動、水下生物（wù）和陸地生物等。同（tóng）樣在世（shì）界各國的政府（fǔ）部門，全（quán）球性的協作組（zǔ）織、科學研究人員都逐步意識到汙（wū）水處理過程中的汙染物其實是（shì）各種類型的資源，包括處理完後的汙水都是可重複利用的水資（zī）源（yuán），為此世（shì）界各地的汙水廠（chǎng）都在不斷地研究開發汙水廠（chǎng）的資源化進程。其中比較前沿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（yíng）養物質(氮、磷)的去除需要投入精細（xì）複雜的管理，額外的藥耗等，這些措施大大增加了汙（wū）水廠的（de）運行（háng）管理難度和成本，也是汙（wū）水廠運行中超標排放的主要（yào）因子。但是通過工藝過（guò）程去除的營養物質，其實是寶貴的資源，比如汙水廠使用生物和化學工藝聯合去除的磷，是農業中促進農作物快速生長的化肥，但是由於在汙水廠中，並沒有（yǒu）采取針（zhēn）對性的磷的回收利用工藝，使汙水中的磷沉澱到汙水廠的泥餅中，和（hé）各種汙（wū）染物混雜在一（yī）起，導致磷的（de）回收困（kùn）難，汙水中的磷（lín）大量的流向垃圾填埋場和其他的（de）汙泥處置場所去。世界各地（dì）的（de）科技工（gōng）作者開發了多項汙水（shuǐ）中磷的回收技術，包括（kuò）鳥糞石沉澱、汙泥焚燒灰燼中磷（lín）酸鹽的回（huí）收、單質（zhì）金屬的磷（lín）酸鹽沉澱回收等，這些技術都開始向工業應用轉化，並逐步在多家汙水廠開始實施，使汙水廠中營養元素（sù）得到了回收（shōu），原來的廢棄汙染物成為可（kě）回收利用的礦產資源。
 
　　二、溫室氣體的減少和捕（bǔ）捉。
 
　　汙水廠作為（wéi）溫室氣體的排放大戶的觀點（diǎn）已經被人們所接受，由於汙水廠承擔著對人類生產生活中產生的廢棄有機物的降解（jiě）作用，通過采用的好氧曝氣的方（fāng）式，在微生物的作用下氧化（huà）有機物轉化成CH4和CO2釋放到空氣中，降低了（le）水體內的有機物汙染，但是（shì）增加了大氣（qì）中的溫室氣體含量。對於這種排放，相對（duì）應的研究也在開展，比如對預處（chù）理段進行改良，增加厭氧處理等方式快速降解有（yǒu）機物轉變為CH4，並（bìng）實施捕捉，這種方式可（kě）以減少進入好氧（yǎng）段的有機物數量（liàng），降低溫室氣體的排放量；通過（guò）強化的預處理方式，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加，再通過（guò）厭氧消化的方式把這些有機物可控的收集捕（bǔ）捉起來並加以利用，可以降（jiàng）低溫（wēn）室氣體的（de）不可控排放。
 
　　三（sān）、通過優化（huà）而不（bú）是升級改（gǎi）善汙水廠運行（háng）
 
　　汙水廠建（jiàn）設多年以後，麵臨（lín）進水濃度值和設計濃（nóng）度值相差較大，出水水質（zhì）標準隨著各地政府的要求（qiú）而發生變化，設施設備老舊磨損不再具備相應的工藝功能，這樣的情況下，汙水廠采用升級擴建甚至新建的（de）方式來（lái）改善（shàn）運（yùn）行，這種模式勢必消耗大量的資金和能源等。汙水廠現有（yǒu）的管理水平低下，多數（shù）汙水廠技術投入不足，粗放型的管理造成汙水廠運行（háng）狀況較差。對廠內工藝進（jìn）行優化，真正發揮工藝本（běn）身（shēn）的運（yùn）行特點，建設以保障微生物生存環境為（wéi）核（hé）心（xīn）的管理體係，這樣對汙水廠的可持續發展和資源成本支出的控製都有很大的改善，而（ér）不（bú）是簡單的用資（zī）金解決問（wèn）題。
 
　　四、汙泥的資（zī）源化利（lì）用
 
　　汙水（shuǐ）廠（chǎng）絕大部分汙染（rǎn）物都被固定和濃縮到汙水廠的（de）汙泥中去，這些汙染物從另一個角度看是（shì）資源，對汙泥中的資源積極的開發利用（yòng），是未來汙水廠資源化轉型的重要途徑，磷的回收利用前麵已經提（tí）到過，別的元素也可以在汙泥的資源化利用過程中進行，汙泥中含有大量的金屬元素，可以通過各種金屬回收方式（shì）來獲得。各地（dì）區的汙水中會含有各地土壤中含量較高的一些金屬元素（sù），在歐盟CRM列出的21種金屬（shǔ）和準金屬成分中，一些（xiē）汙水廠的汙泥中甚（shèn）至發現約15種元素的含量大於10mg/kg。研究汙水汙泥中（zhōng）元素（sù）含量的來源和可持續性應該是未（wèi）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（jīn）(1.1 毫克/千克幹重)、鋁(19,272.9毫克/千克幹重)、鎂(6677.6 毫克（kè）/千克幹重)、鈦(1730.9 毫克/千克幹重)、镓(20.9 毫克/千克幹重)和砷（shēn）(16.6毫克（kè）/千（qiān）克幹重)。這樣的含量表明每年在汙泥幹重中埋藏著數十萬種關鍵戰略金屬（shǔ）、數十（shí）公斤貴重（chóng）黃金和數百公斤白銀，這些（xiē）數據表明汙水廠的脫水汙（wū）泥（ní）的儲存場（chǎng）地或者汙（wū）泥填埋場（chǎng）在未來可能會成為關鍵的、戰略的和貴重元（yuán）素的（de）寶貴替代來源。
 
　　五、再生水資源
 
　　汙水廠處理後的水（shuǐ）質與地表水的（de）標準仍有很大的差距（jù），一定要以地表水的（de）要求來約束汙（wū）水廠會造成汙水處理過程中資（zī）金和資源的極大程度（dù）投入（rù），而對處理（lǐ）後的環（huán）境低標準水有目的性（xìng）回用，會（huì）減少（shǎo）汙水廠的處理過程（chéng）的過度投入，並形（xíng）成良好的水資源循環利用經濟鏈。通過汙水處（chù）理後的可利用水資源（yuán）的回收是更可持續地管理水資源和解決（jué）水資（zī）源短缺問題的一種手段（duàn）。汙水再生回用的優勢得到了廣泛認可。在麵臨水資源短缺的地區，這種再生水是一（yī）種至關重要的資源，可以擴大可用（yòng）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（xì）。城市的道邊綠植、園林（lín）等綠化可以完全使（shǐ）用汙水廠再生水進行替代，減少清潔（jié）水的使用；一些耗水大用戶的工（gōng）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進行針對性的企業工業用水標（biāo）準的處理（lǐ），這樣可以降低對水資源（yuán）的過度開采；農業（yè）農村汙水應結合農業灌溉特點（diǎn），嚴控（kòng）衛生標準，提高氮磷含量，保（bǎo）持營養成分，就近回（huí）灌農田，縮短水（shuǐ）處理循（xún）環流程，降低汙水處理難度和投入。
 
　　汙水廠的資（zī）源化進程仍有很多路要走，對於政策製（zhì）定者和（hé）城市管理者，以及汙水（shuǐ）處（chù）理從業者來（lái）說，觀念的扭轉（zhuǎn）至關重（chóng）要，這其（qí）中有大量艱巨的工作要去完成，未來的汙水廠不是汙染物的消減工廠，而是資源產出（chū）工（gōng）廠，這才（cái）能實現汙水處理行業的良性發展。