傳統意義的汙水處理（lǐ）廠是作為人類生活汙水、生（shēng）產廢水的汙染物去除的（de）處理工業來定義的，這種模式（shì）下，造成水質汙染（rǎn）的各種因子都被作為汙染因子通過不同的途徑加（jiā）以去除，有些（xiē）進入空氣中，有些被固定和濃縮到汙泥中去做進一步（bù）的（de）處置。汙水廠是作為一個環（huán）境治理的市政基礎設施行業，並具有（yǒu）公益性的環境運行企業來對待的，這種模式也（yě）使汙水廠長期依賴居民的使用者付費和各地政府補貼的方式來進（jìn）行（háng）運行。汙水廠沒有明確的收入來源，也很難形成健康的經濟（jì）鏈條，這種局麵很（hěn）大程度上製約了汙水廠的良性（xìng）發展（zhǎn）。
 
　　聯合國（guó）對可持續發展的定義是：既滿足（zú）當代人的需求（qiú），又不損害子（zǐ）孫後代的需求的發（fā）展。在聯合國（guó）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（zhǎn）目標，包括清潔（jié）水（shuǐ）和衛生設施（shī）、可負擔的清潔能源、工業（yè）、創新和基礎設施、可持續城市（shì）和（hé）社區、負責任的消費和生產、氣候行動（dòng）、水下生物和陸地生物等。同樣在世界各國的政府部門，全球性的（de）協作組織（zhī）、科學研究人員都逐步（bù）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（yuán），包括處（chù）理完後的汙水都是可重複（fù）利用的水資源，為此世界各地的汙水廠都在不斷地（dì）研究開發汙水廠的資源化進程。其中比較前沿的一些方向主要有以下幾個方麵：
 
　　一、營養物質的（de）回收（shōu）。
 
　　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，這些措施大大增（zēng）加了汙（wū）水廠的（de）運行管理難度和成本，也是汙水廠運行中超標排放的（de）主（zhǔ）要因子。但是通（tōng）過工藝過程去除的營養物質，其實（shí）是寶貴的資源，比如（rú）汙水廠使（shǐ）用生物和化學工藝聯合去除的（de）磷，是農業中促進農作物快速生長的化肥，但是（shì）由於在汙水（shuǐ）廠中，並沒（méi）有采取（qǔ）針對性的磷的回收利用工藝，使汙水中的磷沉澱到汙水（shuǐ）廠的泥餅中，和各種汙染物混（hún）雜在一起，導致磷的回收困難，汙水中的磷大量的流（liú）向垃圾（jī）填（tián）埋場（chǎng）和其他的汙泥（ní）處置場所去。世界各地的科技工作者開發了多項汙水中磷的回收技術，包括（kuò）鳥糞石沉澱、汙泥焚燒灰燼中磷酸（suān）鹽的（de）回收、單質金屬的磷酸鹽沉澱回收等，這（zhè）些技術都開始向（xiàng）工（gōng）業應用轉化，並逐步（bù）在多家汙（wū）水廠開始實施，使汙水廠（chǎng）中營養元素得到了回收，原來（lái）的廢棄汙染物成為可回收利（lì）用的礦產資源。
 
　　二、溫室氣體的減少和（hé）捕捉。
 
　　汙水廠作為溫室氣（qì）體的排放大戶的觀點已經被人們所（suǒ）接受，由（yóu）於汙水廠承擔著對人類生產生活中產生的廢（fèi）棄有機物的降解作用，通過采用的好氧曝氣的方式，在微（wēi）生物的作用下氧化有機物轉化成CH4和CO2釋放到空氣中，降低了水體內的有機物汙染，但（dàn）是增（zēng）加了大氣中的溫室氣體含量。對於這種排放，相對應的研究也在開展，比如對預處（chù）理（lǐ）段進（jìn）行改良，增加厭氧處理等方式（shì）快速降解（jiě）有機物轉變為CH4，並實施捕捉，這種方式可以減少進入好氧段（duàn）的有機物數量，降低溫（wēn）室（shì）氣體的排放量；通過強化的預處理方式，將大部分汙染物濃縮在預（yù）處（chù）理的汙泥中，使汙（wū）水廠（chǎng）的汙泥中的（de）有機物含量增加，再通（tōng）過厭氧消化的方（fāng）式把這些（xiē）有機物可控的收集（jí）捕捉起來並加以利用，可以降低溫室氣體的不可（kě）控排放。
 
　　三、通過優化而不是升（shēng）級改善汙水廠運行
 
　　汙（wū）水廠建（jiàn）設多年以後，麵臨進水濃度值和設計濃度值相差較大，出水水質標準隨著各地政府的要求而發（fā）生變化，設施設備老舊磨損不再具備相應（yīng）的工藝功能，這（zhè）樣的情況下，汙水廠采用升級（jí）擴建甚至新建的方式來改善運（yùn）行，這種模式勢必（bì）消耗大量的資金和能源等。汙水廠現有的管理水平低下，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（kuàng）較差。對廠內工藝（yì）進（jìn）行優化，真正發揮工藝（yì）本身的運行特點（diǎn），建設以（yǐ）保障微生（shēng）物生存環境為核（hé）心的管理體係，這樣對汙水廠的（de）可持續發展和資源（yuán）成本支出的控製都有很大的改善，而不是簡單的用資金解決問題。
 
　　四、汙泥的資源化利用
 
　　汙（wū）水廠絕大部分汙染物都被固定和濃縮（suō）到汙（wū）水廠的汙泥中去，這些（xiē）汙染（rǎn）物從（cóng）另（lìng）一個角度看是資源，對汙泥中的資源積極的（de）開發（fā）利用，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到過，別的元素也可以在汙泥的資源化利用過程中進行，汙（wū）泥中含有大量的金（jīn）屬元素，可以（yǐ）通過各種金（jīn）屬（shǔ）回收方式來獲得。各地區的汙水中會（huì）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21種金屬和準金屬成分中，一些汙水廠的（de）汙泥中甚至發現約15種元素的含量大於10mg/kg。研究汙（wū）水汙泥中元素含量的來源（yuán）和可持續性應（yīng）該是未來研究的主題。在一些國家（jiā）的汙水廠汙泥中各類金屬的含（hán）量為：金(1.1 毫克/千克（kè）幹重)、鋁(19,272.9毫克/千克幹重（chóng）)、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(16.6毫（háo）克/千克幹重)。這樣的含量（liàng）表明每年在汙泥幹重中埋藏著數十萬（wàn）種關鍵戰略金屬、數十公斤貴（guì）重黃金和數百公（gōng）斤白（bái）銀，這些數（shù）據表（biǎo）明汙水廠（chǎng）的脫水汙泥的儲存場地或（huò）者汙（wū）泥填埋場在未來可能會成為關鍵的、戰略的（de）和貴重元（yuán）素的寶貴替代來源。
 
　　五、再生（shēng）水資源
 
　　汙水廠處理後的水質與地表水的標準仍有很大的（de）差距，一定要以地表水的要求來約束汙水廠會造成汙水處理過程中資金和資源的（de）極（jí）大程度投入，而對處理後的環（huán）境低標準水有目的性回用（yòng），會減少汙水廠的處理（lǐ）過程的過（guò）度投（tóu）入，並形成良好的水資源循環利用經濟鏈。通過汙水處理後（hòu）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種手段。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（shēng）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，並促進企業、行業和社區之間的共生（shēng）關係。城市的道邊綠植、園林等綠化可以完全使用汙水廠再生水進行替代，減少清潔水的使用；一些耗水大用戶的工業企業，應完全（quán）使用汙水廠的再生水，如果需要可以在（zài）使用（yòng）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（cūn）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（chí）營養成分，就近回灌農田，縮短（duǎn）水處理循環流程，降低汙水處理難度和投入。
 
　　汙水廠的（de）資源化進（jìn）程（chéng）仍有很多路要走，對於政策製定者和城市管理者，以及汙水處理從業者來（lái）說，觀念的扭轉至關重（chóng）要，這其中有大量艱巨（jù）的工作要去完成，未（wèi）來的汙水廠不是汙（wū）染物的消減工（gōng）廠，而是資源產出工廠，這才能實（shí）現汙水處理行業的良（liáng）性發展。