這兩種技術目前仍在進行小規模調試。種種問題包括，無法從交換器中完全回收離子;交換器或膜被有機物阻塞;濃縮物被鹽污染;以及高昂的成本問題。例如，目前膜的價格是每平方米數百美元。并且磷和氮的電滲析提取(以90%的回收率)大約分別消耗0.23KWh/m3和0.14KWh/m3，大約是活性污泥法消耗能量的三分之二。使用MXC可通過發電部分抵消能量輸入，但微生物和生物分子將加重膜污染。
特別是從廢水中進行氮回收會產生全球影響。在實驗室中，相較于磷的提取，氮的提取所受的關注較少，因為大氣中的氮氣很容易還原合成氮肥。但是所涉及的過程——固氮Haber-Bosch工藝——是高耗能工藝：它甚至占到世界年能源使用量的百分之幾。只要取代現有5%的氮肥生產，就可以節省超過50太瓦時的能源，相當于節省中國每年1.5%的電力消耗。
污泥是來自廢水中微生物生長所產生的糞便、纖維和其他固體等生物質，污泥是含有氮和磷的一種厭氧消化副產物。如果它們在厭氧處理過程中穩定(以避免產生甲烷氣體或氣味)和解毒(無病原體或危險化學品)，則它們可以直接施用于土壤。美國將55%的經過處理的污泥回用于土地，但是這種做法受到來自公眾和監管壓力，因為污泥難以完全穩定和解毒，還會有重金屬積累。
熱處理使污泥更容易使用，且更安全。它能殺死病原體，提高營養物存留并減少重金屬釋放。使用燃燒甲烷產生的熱量可進一步降低能耗，但是污泥的安全性仍需要在更大規模應用上進一步改進和評價。
污水廠的最終產品是水，水具有巨大的經濟價值：全球飲用水的平均價格為每立方米2美元。不同的使用目的需要不同質量的水——從最干凈的飲用水到用于冷卻或工業用途的較低質量的水。所以，處理工藝也需要相應變化。在中國，只有15%的處理過的水得以回用，而高達98%的飲用水進入市政和工業用水領域，而其實這些領域并不需要如此高質量的水。我們需要一個具有“適用性”的處理和回用水策略。
經濟利益
據估計，為中國約50萬人口的城市提供服務的生活污水處理廠的日處理量為100,000立方米/天。我們計算，資源工廠每天可以產生約17,000KWh的電能，回收1噸磷和5噸氮，并回收1000立方米的飲用水。相比之下，相同規模的活性污泥設備(具有厭氧消化)將消耗50,000KWh的電能并且不回收磷或氮。因此，資源工廠每天可以節省67,000KWh(這是沒有考慮化肥生產節省的能源)，這相當于城市每日用電量的1.5%。
我們估計，這種資源工廠每年可以產生180萬美元的利潤(不包括建筑成本)，而活性污泥處理廠每年的成本為460萬美元。這意味著即使只將1%的回用水處理為飲用水進行出售，相對于完全沒有飲用水出售的情況，利潤就能提高十倍。
農業、食品和石油化工行業的工業廢水的經濟效益可能更高。例如，AnMBR工藝可以從石化廢水中去除高達98%的有機質(約18千克/立方米)，比處理生活廢水產生的甲烷多100倍。畜牧廢水富含有機分子和磷，成為能源和肥料的重要潛在來源。
政府的支持對于發展廢水資源工廠和促進可持續水資源市場至關重要。在接下來的十年中，從化石燃料能源和當前加工方法中提取廢水資源的成本仍將昂貴。為什么?因為環境成本尚未納入定價，新興污水回用技術尚未從規模經濟中實現明顯獲益。優先權究竟落在誰手，將隨著能源、資源和全球變暖壓力的加劇而易主。
下一步應該如何做?各國政府必須建立包括廢物處置和溫室氣體排放成本的監管框架。他們必須投資于商業前期或早期采用技術的規模示范;對回收產品的銷售進行補貼;并提高利用再循環資源概念可產生的利益。
政府和企業應提供有針對性的研究資金以及土地和基礎服務設施。為確保產品的適用性，技術開發必須廣泛吸納來自監管機構、污水處理設施的管理運營人員、工程師、研究人員和公眾的意見。
國家政策制定要適合當地環境、經濟和社會條件。工業化國家在取代老化處理設施時應當整合新興工藝。中國和印度等新興經濟體應該在擴大其水處理能力時應在全球經濟體內開展合作。
編輯：趙凡
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