美國(guó)、加拿大、歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的污水處理廠的建設(shè)運(yùn)營(yíng)經(jīng)過多年實(shí)踐，積累了許多先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，本文對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)污水處理廠的先進(jìn)運(yùn)營(yíng)管理辦法和技術(shù)進(jìn)行一次梳理和總結(jié)，以期對(duì)我國(guó)污水處理廠的運(yùn)營(yíng)優(yōu)化提供借鑒。

    運(yùn)營(yíng)管理體系完善

    西方發(fā)達(dá)國(guó)家污水處理廠的出水質(zhì)量高且達(dá)標(biāo)穩(wěn)定，總體運(yùn)營(yíng)水平較高，原因之一是對(duì)運(yùn)行技術(shù)的長(zhǎng)期積累和不斷總結(jié)研究。

美國(guó)環(huán)保局組織高水平專家團(tuán)隊(duì)，總結(jié)各地污水處理運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，分析研究各地的水質(zhì)特點(diǎn)和工藝特點(diǎn)，編制了權(quán)威的運(yùn)營(yíng)管理指南作為全國(guó)污水處理運(yùn)營(yíng)的基本技術(shù)工具。

    加拿大從污水處理廠全廠的角度考察各流程之間的相互影響，并通過大量模型模擬或試驗(yàn)的方式印證了這些影響，為污水處理廠提高處理性能、降低處理成本提供了可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)與控制策略。

    美國(guó)污水管理署辦公室編寫了一套能源持續(xù)管理的系統(tǒng)方案，總共分為“計(jì)劃-行動(dòng)-核查-實(shí)施”4個(gè)階段。這個(gè)方法發(fā)展成一個(gè)適用于自來水廠和污水處理廠的“九步方案”，包括組建可持續(xù)發(fā)展團(tuán)隊(duì)、收集數(shù)據(jù)、測(cè)定污水處理廠設(shè)備性能、能源計(jì)算等部分。利用這套方案系統(tǒng)地進(jìn)行改進(jìn)后，污水處理廠能很好地解決存在的問題，節(jié)能降耗效果也非常明顯。

    國(guó)外污水處理廠高運(yùn)營(yíng)水平的另一個(gè)原因是多年來持續(xù)開展員工培訓(xùn)。美國(guó)環(huán)保局編制了運(yùn)營(yíng)培訓(xùn)教材，每年舉辦多次運(yùn)營(yíng)管理培訓(xùn)班，并舉行優(yōu)秀污水處理廠評(píng)比，評(píng)選出高出水水質(zhì)、低能耗等方面表現(xiàn)優(yōu)秀的污水處理廠。

    國(guó)際合作也有助于提高污水處理廠運(yùn)營(yíng)水平。歐盟在污水處理方面倡導(dǎo)各方廣泛研究與交流，開展各國(guó)間的科技合作，具有代表性的研究項(xiàng)目有歐洲“歐盟科學(xué)技術(shù)合作計(jì)劃（COST）”的課題《綜合廢水管理1992~1998》以及《廢水系統(tǒng)的優(yōu)化管理1998~2004》課題等；國(guó)際水質(zhì)協(xié)會(huì)聯(lián)合多個(gè)國(guó)家開發(fā)了活性污泥模型、基準(zhǔn)模擬模型等，在歐洲許多污水處理廠的運(yùn)營(yíng)管理中已投入應(yīng)用。

    運(yùn)營(yíng)優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)先

    美國(guó)許多污水處理廠運(yùn)用了先進(jìn)的運(yùn)營(yíng)優(yōu)化技術(shù)，使污水處理能效大大提高。美國(guó)將運(yùn)營(yíng)優(yōu)化技術(shù)分為兩大類：新興技術(shù)和創(chuàng)新技術(shù)。

    新興技術(shù)指雖然在中試示范項(xiàng)目尚未有完善的操作數(shù)據(jù)，但是在試驗(yàn)階段已經(jīng)顯示出節(jié)能潛力的技術(shù)；創(chuàng)新技術(shù)指可能已經(jīng)在國(guó)外確立或者在美國(guó)作為示范項(xiàng)目已經(jīng)做過驗(yàn)證，或者在美國(guó)污水處理廠使用了1~5年的技術(shù)。

這些技術(shù)可概括為以下3個(gè)部分：高效的控制策略、高效的機(jī)電設(shè)備和高效的管理體系。這些新興技術(shù)和創(chuàng)新技術(shù)的使用可以使污水處理廠單元能耗降低20%~90%。

    一般來說，污水處理廠的提標(biāo)改造有兩種途徑可供選擇，一是大規(guī)模的土建改造；二是工藝優(yōu)化升級(jí)。歐盟提升城市污水處理廠處理能力和運(yùn)行效果的基本理念是：先優(yōu)化工藝，后建工程設(shè)施。歐盟重點(diǎn)研究了污水處理工藝的優(yōu)化技術(shù)，以便在滿足歐洲排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下，了解污水處理廠裝置的潛能，達(dá)到減少投入、減少占地、減少運(yùn)營(yíng)費(fèi)的目的。

    利用先進(jìn)的工藝綜合模型，預(yù)測(cè)工藝處理效果、發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)問題、及時(shí)修補(bǔ)工藝缺陷，是污水處理廠優(yōu)化運(yùn)營(yíng)的科學(xué)而經(jīng)濟(jì)的技術(shù)方案。它不僅節(jié)約大量投資、縮短改造時(shí)間，而且成本小，與此同時(shí)，出水水質(zhì)也得到了穩(wěn)定及提升。

    芬蘭提倡運(yùn)用基于數(shù)據(jù)處理的新方法對(duì)污水處理過程進(jìn)行模擬?；跀?shù)據(jù)的分析模擬通常需要在線測(cè)量?jī)x來獲得足夠的數(shù)據(jù)，因此芬蘭的污水處理廠在設(shè)計(jì)規(guī)劃階段還充分考慮了一些必要的儀器儀表的使用，以構(gòu)建高質(zhì)量的確定性模型。

    挪威推薦應(yīng)用精確的數(shù)學(xué)模型控制化學(xué)混凝，實(shí)現(xiàn)了污水處理廠可以根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)及水量按比例精確加藥，達(dá)到了節(jié)省絮凝劑消耗、提升自動(dòng)化控制水平、提高出水水質(zhì)和降低污泥管理成本的目的。