傳統（tǒng）意義的汙水處理廠是作為人類（lèi）生活汙水、生產廢水的汙染物去（qù）除的（de）處理工業來定義的，這種模式下，造成水（shuǐ）質汙染的各種因子都被作為汙染（rǎn）因子通過不同（tóng）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（zhōng）去做進一步的處置（zhì）。汙（wū）水廠是作為一個環境治理的（de）市政基礎設（shè）施行業，並具有公益性（xìng）的環境運行企業來對待的，這種模式也使汙水廠長期依賴居民的使用者付費和各地政府補（bǔ）貼的方式（shì）來進行運行。汙水廠沒有明確的收入（rù）來源，也很難形（xíng）成健康的經濟鏈條，這種（zhǒng）局麵很（hěn）大程度上製約了汙水廠的良性發展。
 
　　聯合國對可持續發展的定義是：既滿足當代（dài）人的需求，又不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（hé）心內容所闡述的17個可持續發展目標，包括（kuò）清潔水和衛生設施、可負擔的清潔能源（yuán）、工業、創新和基礎設施、可持續城市（shì）和社區、負責任的消費和生產、氣候行（háng）動、水下生物和（hé）陸（lù）地生物等。同樣在世界各國的政府部門，全（quán）球性的協作組（zǔ）織、科學研（yán）究人員都逐步意識到汙水處理過程（chéng）中的汙染物其實是各種類型的資源，包括（kuò）處（chù）理完後的汙水都是可重複（fù）利用（yòng）的（de）水資源，為此世界各地（dì）的汙水廠都（dōu）在不斷地（dì）研究（jiū）開發汙水廠的資源（yuán）化（huà）進程。其中比較前沿的一些方向主要有以下幾個方麵：
 
　　一、營養物（wù）質的回收。
 
　　汙水廠對營養物質(氮、磷)的去除需要投入精細複雜的管理，額外的藥耗等，這些措（cuò）施大大增加（jiā）了汙（wū）水廠的運行管理難度和成本（běn），也是汙水（shuǐ）廠（chǎng）運行中超標排放的主要因（yīn）子。但是通過工藝（yì）過程去除的營養物質，其實是寶貴的資源，比如汙水廠使用生物和化（huà）學工藝聯合（hé）去除的磷，是農業中促（cù）進農作物快速生長的化肥，但是由於在汙水廠中，並沒有采取（qǔ）針（zhēn）對性的磷（lín）的回收利（lì）用工（gōng）藝，使汙水中的磷（lín）沉澱到汙水廠的泥餅中，和各種汙染物混雜在一起，導（dǎo）致磷的回收（shōu）困難，汙水中的磷大量的流向垃圾填埋場和其他的汙（wū）泥處置場所去。世界各地的科技工（gōng）作者開發了多項汙水中磷的回收技術，包（bāo）括鳥糞石沉澱、汙泥焚燒（shāo）灰燼中磷酸鹽的回收、單質金屬的磷酸鹽沉澱回收等，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（shǐ）實施，使汙水廠中（zhōng）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的礦產（chǎn）資源。
 
　　二、溫室氣體的減少和（hé）捕捉（zhuō）。
 
　　汙水（shuǐ）廠作為溫室氣體的排放大戶的（de）觀點已經被人們所（suǒ）接受，由於汙水廠承擔著對人類生產生活中產生（shēng）的廢棄（qì）有機物的（de）降解作用（yòng），通過采用的好氧曝氣的方式，在微生物的作用下氧化有機（jī）物轉化成CH4和CO2釋放（fàng）到空氣中，降低了水體內的（de）有機物汙染，但是（shì）增加了大氣中的溫室氣體含量。對（duì）於這種排放，相對（duì）應的研究也在開展，比如對預處理段進行改良，增加厭氧處理等方式快速（sù）降解有機物轉變（biàn）為CH4，並實施捕捉，這種方式可以（yǐ）減少進入好氧段的有機物數（shù）量，降低溫（wēn）室氣（qì）體的排放量；通過（guò）強化的預處理方式，將大部分（fèn）汙染物濃縮在（zài）預處理的汙泥中，使汙水廠（chǎng）的汙泥中的有機物含量（liàng）增（zēng）加，再通過厭（yàn）氧消化的方式把這些有機物可（kě）控的收集捕捉起來並（bìng）加以利用，可以降低溫室氣體（tǐ）的不可控排放。
 
　　三、通（tōng）過優化而不是升級改善（shàn）汙水廠運行
 
　　汙水（shuǐ）廠（chǎng）建設多年以後，麵（miàn）臨進水濃度值和設計濃度值相差較大（dà），出水水質標準（zhǔn）隨著各地（dì）政府的要求而發生變（biàn）化，設施設備老舊磨損不再具備相應（yīng）的工藝功（gōng）能，這樣的情況下，汙（wū）水廠采用升級擴建甚至新建的方式來（lái）改善運行，這種模式勢必消耗大量的（de）資金和能源等。汙水廠現（xiàn）有的管（guǎn）理水平低下，多數汙水廠技術投入不足，粗放型的管理造成汙水廠運行狀況較差。對廠內工藝進行優化，真正發揮工（gōng）藝（yì）本身的運行特點，建設以保障微生物生存（cún）環境為核心的管理體係（xì），這樣對（duì）汙（wū）水廠的可持續發展（zhǎn）和資源成本支出的控製都有很大的改（gǎi）善，而不是簡單的用資金（jīn）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固定和濃縮到汙水廠（chǎng）的汙泥中去，這些汙染物（wù）從另一個角度（dù）看是資源，對汙泥中的資源積極的開發利用（yòng），是（shì）未來汙水廠資源化轉（zhuǎn）型的重要途徑，磷（lín）的回收利用前麵已經提到過，別的元素也（yě）可（kě）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（zhǒng）金屬回收方式來獲得。各地區的汙水中會含有各地土（tǔ）壤中（zhōng）含量較高的一些金屬元素，在歐盟CRM列出的21種金屬和準金（jīn）屬成分中，一些（xiē）汙水廠的汙泥中甚至發現約15種元素的含量大於（yú）10mg/kg。研究汙水汙泥中元素含量的來源和可持續性應（yīng）該（gāi）是未來研究的主題。在一些國家的汙水廠（chǎng）汙泥中各（gè）類金屬的含量為：金（jīn）(1.1 毫克/千克幹重)、鋁(19,272.9毫克（kè）/千克幹重)、鎂(6677.6 毫克/千克幹重)、鈦(1730.9 毫克/千克幹（gàn）重（chóng）)、镓(20.9 毫克/千克幹重)和砷(16.6毫克/千克幹重)。這（zhè）樣的含量表明每年在汙泥幹（gàn）重中埋藏著（zhe）數（shù）十萬（wàn）種關鍵戰略金屬、數十公斤貴重黃金和數百公斤白銀，這些數（shù）據表明汙水廠的脫水汙泥的儲存場地或者汙泥填埋場在未來可能（néng）會（huì）成為關鍵的、戰略的和貴重元素的（de）寶貴替代來源。
 
　　五、再生水資源
 
　　汙水廠（chǎng）處理（lǐ）後的水質與地表水（shuǐ）的標準（zhǔn）仍有很大的差距，一定（dìng）要以地表水的要（yào）求來約束汙水廠會造成汙水處理過（guò）程中資金（jīn）和資源（yuán）的極大程度投入，而對處理後的環境低標準水有目的性回用，會（huì）減（jiǎn）少汙水廠的處理過程的過度投（tóu）入，並形成良好的水資（zī）源循環利（lì）用經濟鏈。通過汙水處理後的可利用（yòng）水資源的回收是更可持續地（dì）管理水資源和解決水資源短缺問題的一種手段。汙水再生回用的優勢得到（dào）了廣泛（fàn）認可。在麵（miàn）臨水資源短（duǎn）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（lì）用，並（bìng）促進企業、行（háng）業和社區之間（jiān）的共生關係。城市（shì）的道邊綠植、園林等綠化可以完全使用汙水廠再生水進行替代，減少清潔水的使（shǐ）用；一些耗水大用戶的工業企業，應完全使用（yòng）汙水廠的再生水，如（rú）果需要可以（yǐ）在使用前進行針對性的企業工業用水標準的處理，這樣可以降（jiàng）低對水資源的過度開采；農業農村汙水應結合農業灌溉（gài）特點，嚴控衛生標準（zhǔn），提高氮磷含量，保持營養成分，就近回灌農田，縮（suō）短水處理循環（huán）流程，降低汙水處理難度和投入。
 
　　汙水廠的資源（yuán）化進程仍有很多路要走，對於政策（cè）製定者和城市（shì）管理（lǐ）者，以及汙水處理從業者來（lái）說，觀念的扭轉至關重要，這其（qí）中有大量（liàng）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（zī）源產出工廠，這才能（néng）實現（xiàn）汙水處理行業的良性發展。