可持续污水处理之目标以回收污水中资源与能源为己任，特别强调工艺运行逼近碳中和目标，以减少CO2等温室气体的排放。德国布伦瑞克(Braunschweig)市运行已半个多世纪的老厂——斯泰因霍夫(Steinhof)的工艺实践演示，从剩余污泥厌氧消化产甲烷(CH4)中回收的能量不仅可满足其自身供热需要，而且还能提供全厂包括深度处理、营养物利用、出水灌溉在内全部耗电量的79%，相应减少79%的外源CO2。

将出水及污泥输送至农业灌溉与施肥后，可节省因灌溉抽取地下/地表水及化肥生产造成的能量消耗，间接减少35%的CO2排放量。这实际上使得该厂总外源CO2减少高达114%，已超额完成碳中和运行目标。强化能量(CH4)生产与转化技术的改进措施显示，向厌氧消化池内投加青草等共消化基质、对剩余污泥采取热水解预处理措施、余热发电采用郎肯循环等可有效提高生物气体的产量与能源转化率，使该厂CO2减排量进一步提高。该厂在营养物及水资源利用方面的做法表明，土地利用是污水中所含资源的理性归宿。

德国早在20世纪末便开始关注污水厂的耗能及能量平衡问题，并于1999年编制了污水厂能源使用手册，对污水厂每个处理阶段能耗与各种可利用能源进行了详细分析。德国2006年对344座污水厂进行能耗分析发现，污水厂平均能耗经运行优化后均降低了50%，每年可节约能耗费用约为3~4亿欧元。

斯泰因霍夫污水厂自1954年投入运行以来，因其在可持续发展方面的成功示范，目前已被看作一个能量与资源回收的成功案例。剩余污泥是该厂能源回收注意力的焦点，通过厌氧消化产甲烷方式实现污水中蕴含能量的回收。为提高污泥厌氧消化CH4生成量，该厂对污泥首先进行了热解预处理，并在厌氧消化过程中通过投加额外有机质来强化CH4生成。此外，该厂还充分利用污水中的氮、磷资源与水资源，将处理出水和污泥通过泵站与管道系统输送至农田，为约3000hm2农作物提供养分及灌溉用水，可大大节省因灌溉抽取地下/地表水和生产化肥所导致的能耗并相应减少CO2排放。

斯泰因霍夫污水处理厂工艺流程如下：