一、问题：资源消耗持续攀升，全国尺度研究长期缺位 随着城镇化进程加快和水环境保护要求不断提高——中国污水处理能力持续扩张——但随之而来的资源消耗问题日益凸显；污水处理过程本身需要消耗大量水资源与能源，在水资源短缺与"双碳"目标约束并行的背景下，该矛盾愈发突出。 然而，现有研究长期停留于单厂或小区域层面，难以呈现全国范围内不同地区、不同工艺之间的资源消耗差异，更无法为宏观政策制定提供系统性依据。如何在全国尺度上摸清污水处理行业的资源消耗底数，成为推动行业绿色转型的前提性课题。 二、原因：工艺结构差异显著，驱动因素多元交织 中国农业大学研究团队以生命周期评价理论为基础，构建了涵盖污水处理厂建设、运行、拆除全过程的核算框架，并整合了来自《城镇排水统计年鉴》《中国环境统计年鉴》等权威来源的多维数据，对全国10124座城镇污水处理厂进行了系统分析。 研究发现，不同处理工艺之间的资源消耗差异相当悬殊。在八大主流工艺中，生物滤池的平均水足迹强度仅为0.96千克每立方米，能源足迹强度为0.18千瓦时每立方米，均处于最低水平；而CAST工艺的对应数值分别高达1.91千克每立方米和0.63千瓦时每立方米，两者差距超过65%。从生命周期各阶段来看，建设期直接用水占该阶段水足迹的91.5%，运行期能耗则占全生命周期能源足迹的89.5%，运行阶段的节能潜力尤为突出。 从驱动因素来看，研究采用对数平均迪氏指数分解法识别出，污水处理率提升和人均GDP增长是推动资源消耗总量上升的主要正向因素，而单位GDP水强度的持续下降则在一定程度上起到了抑制作用，反映出经济结构优化对资源效率改善的积极贡献。 三、影响：总量增长逾倍，空间分布失衡 数据显示，2009年至2022年间，全国污水处理水足迹从360.8亿千克增至928.5亿千克，增幅达1.6倍；能源足迹从97.5亿千瓦时增至253.5亿千瓦时，增长趋势同样显著。同时，A²/O工艺在全国处理能力中的占比从28%升至41%，成为资源消耗贡献最大的单一工艺类型。 空间分布上，各省份之间的资源消耗强度存在明显差异。内蒙古、江西、江苏等省份强度相对较高，而黑龙江的强度较内蒙古低15%至22%。这种空间异质性既与各地经济发展水平和产业结构有关，也与工艺选择的历史路径密切相连，为差异化政策设计提供了重要参考。 四、对策：多目标优化框架，因地制宜调整工艺 针对上述问题，研究团队构建了多目标优化框架，设计了涵盖资源节约、成本控制、污染物去除效率提升等不同导向的优化情景，并结合区域经济发展水平与污染物排放特征，提出了差异化的工艺调整路径。 情景分析结果表明，以水足迹降低为核心目标的优化方案，较基准情景可节约成本10%以上，具有较强的经济可行性。面向2035年的区域优化情景显示，在全国范围内推进工艺结构调整，可实现水足迹降低约16%、能源足迹降低约26%，总磷去除率同步提升约2%，总氮去除率基本保持稳定，而所需额外投资增幅仅约6%，成本效益比较为理想。 研究还特别指出，新兴工艺Linpor显示出较好的资源效率，水足迹和能源足迹分别为1.09千克每立方米和0.22千瓦时每立方米，具备一定的推广应用价值，值得在条件适宜的地区加以探索。 五、前景：科学路径已然清晰，政策落地有待推进 该研究成果为可持续污水处理管理提供了可量化、可推广的优化框架，对于推动联合国可持续发展目标中涉及清洁水源与负责任消费的对应的议题具有重要参考价值。研究所揭示的工艺选择与资源消耗之间的内在关联，为地方政府在新建或改扩建污水处理设施时提供了更为科学的决策依据。
在生态文明建设深化的背景下，这项研究不仅揭示了污水处理行业的资源消耗规律，更指明了绿色转型的可行路径。研究表明，中国环境治理正从规模扩张转向质量提升，为全球水资源可持续利用提供了有益经验。