高排放標準的討論是近年來國內(nèi)污水處理一個熱議的話題，圍繞這一話題的有關技術應用正一步步影響著中國污水處理的走向，執(zhí)行什么樣的高排放標準、采用什么樣的技術路線、能夠達到什么樣的效果無疑是基層實踐所非常關注的。在回答這些問題之前我們不妨將目光投向大洋彼岸的美國，看看美國污水處理的“高排放標準”。
美國在氮、磷控制方面的“高排放標準”
美國在氮、磷控制方面的“高排放標準”并不是一個統(tǒng)一的標準，而是針對特定地區(qū)的特定標準。根據(jù)美國環(huán)保局、NRDC以及其他相關組織的評估，美國對氮磷控制可以劃分為以下5個類別：
從上表中可以看到，無論是何處理等級，BOD與SS都沒有進一步的提高，顯然這已經(jīng)不再是處理等級向前發(fā)展所關注的問題，重要的問題在于總氮和總磷。與上述5個處理水平相對應的美國各地污水處理技術路線主要如下：
從上表中可以看到，對于TN<10mg/L以內(nèi)的要求只是常規(guī)的硝化反硝化+生物除磷+過濾，可選擇性地投加化學除磷藥劑和外加碳源，并不包含反硝化濾池。反硝化濾池只用于處理水平4(TN<3mg/L)和處理水平5(TN<2mg/L)的要求。
技術性能統(tǒng)計(TPS)
我們知道污水處理廠的進水負荷時刻變化，處理廠需要面對一年四季的溫度變化、暴雨沖擊，污水水質組分的變化也在影響生物處理的動態(tài)性能，日常的計劃檢修或設備意外故障等都會影響到正常的穩(wěn)定運行。此外，還有一些預想不到的事情，比如工業(yè)廢水含有的有毒有害物質的排入。
那么當污水處理廠面對這些復雜變化的情況，執(zhí)行上述標準、采用上述技術路線的實際效果怎么樣?2010年美國的一項研究報告對22座這些不同處理層次的污水處理廠進行了為期3年的調(diào)查研究，參與這項研究的人員來自AEcom、CH2M、HDR、Brown& Caldwell等多個北美咨詢公司，并包含了DCWater、OrangeCounty等公共設施部門，調(diào)查研究的內(nèi)容主要是工藝效果的穩(wěn)定性與可靠性。令人感興趣的事情是這項研究工作用到了統(tǒng)計學的方法，并在污水處理領域內(nèi)引入了一個概念——技術性能統(tǒng)計(TechnologyPerformance Statistics，TPS)，主要方法如下：
技術可達到的理想標準：這一概念并不指實測的某個最低值，而是指在一段時間內(nèi)可達到的性能水平。具體而言是用一年之內(nèi)2周(14天)的持續(xù)性能表現(xiàn)來反映技術可達到的最低標準，簡稱為TPS-14d。這一衡量指標代表了系統(tǒng)在理想情況下可獲得的最佳結果，但并不適合作為標準或可以期望在實際污水廠能夠達到的值。之所以采用14天的統(tǒng)計學結果是因為生物脫氮除磷的泥齡一般在8-20天，14天的統(tǒng)計周期可以反映出泥齡的變化，以概率表達就是3.84% (14/365 = 3.84%)。
技術可達到的平均標準：這里用的并不是平均值，而是統(tǒng)計學上的中位值，中位值不受極端變量值的影響，是運行能夠達到的技術標準。
技術可達到的可靠標準：可靠性是基于第95百分位的統(tǒng)計計算，主要是考慮到美國的很多污水處理廠的排放標準是用月均值，也就是如果在連續(xù)5年的運行中，超標的月均值可以有3次，這樣的結果通常被認為技術是可靠的。
“高排放標準”污水處理廠的評估結果
那么上述指標用于評估這些“高排放標準”污水處理廠的結果如何?舉例說明如下。
出水TN的概率值
從上表中可以看出TPS-14d的值很低，都滿足排放標準，但這些數(shù)值只占3.84%。50%的中位值基本都滿足排放標準，95%的覆蓋率雖高，但有相當一部分數(shù)據(jù)并不滿足排放標準，TP的情況類似，如下表。
出水TP的概率值
