高排放標(biāo)準(zhǔn)的討論是近年來(lái)國(guó)內(nèi)污水處理一個(gè)熱議的話題，圍繞這一話題的有關(guān)技術(shù)應(yīng)用正一步步影響著中國(guó)污水處理的走向，執(zhí)行什么樣的高排放標(biāo)準(zhǔn)、采用什么樣的技術(shù)路線、能夠達(dá)到什么樣的效果無(wú)疑是基層實(shí)踐所非常關(guān)注的。在回答這些問(wèn)題之前我們不妨將目光投向大洋彼岸的美國(guó)，看看美國(guó)污水處理的“高排放標(biāo)準(zhǔn)”。

美國(guó)在氮、磷控制方面的“高排放標(biāo)準(zhǔn)”

美國(guó)在氮、磷控制方面的“高排放標(biāo)準(zhǔn)”并不是一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而是針對(duì)特定地區(qū)的特定標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)美國(guó)環(huán)保局、NRDC以及其他相關(guān)組織的評(píng)估，美國(guó)對(duì)氮磷控制可以劃分為以下5個(gè)類別：

從上表中可以看到，無(wú)論是何處理等級(jí)，BOD與SS都沒(méi)有進(jìn)一步的提高，顯然這已經(jīng)不再是處理等級(jí)向前發(fā)展所關(guān)注的問(wèn)題，重要的問(wèn)題在于總氮和總磷。與上述5個(gè)處理水平相對(duì)應(yīng)的美國(guó)各地污水處理技術(shù)路線主要如下：

從上表中可以看到，對(duì)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(guò)濾，可選擇性地投加化學(xué)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(shù)性能統(tǒng)計(jì)(TPS)

我們知道污水處理廠的進(jìn)水負(fù)荷時(shí)刻變化，處理廠需要面對(duì)一年四季的溫度變化、暴雨沖擊，污水水質(zhì)組分的變化也在影響生物處理的動(dòng)態(tài)性能，日常的計(jì)劃?rùn)z修或設(shè)備意外故障等都會(huì)影響到正常的穩(wěn)定運(yùn)行。此外，還有一些預(yù)想不到的事情，比如工業(yè)廢水含有的有毒有害物質(zhì)的排入。

那么當(dāng)污水處理廠面對(duì)這些復(fù)雜變化的情況，執(zhí)行上述標(biāo)準(zhǔn)、采用上述技術(shù)路線的實(shí)際效果怎么樣?2010年美國(guó)的一項(xiàng)研究報(bào)告對(duì)22座這些不同處理層次的污水處理廠進(jìn)行了為期3年的調(diào)查研究，參與這項(xiàng)研究的人員來(lái)自AEcom、CH2M、HDR、Brown& Caldwell等多個(gè)北美咨詢公司，并包含了DCWater、OrangeCounty等公共設(shè)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(xiàng)研究工作用到了統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，并在污水處理領(lǐng)域內(nèi)引入了一個(gè)概念——技術(shù)性能統(tǒng)計(jì)(TechnologyPerformance Statistics，TPS)，主要方法如下：

技術(shù)可達(dá)到的理想標(biāo)準(zhǔn)：這一概念并不指實(shí)測(cè)的某個(gè)最低值，而是指在一段時(shí)間內(nèi)可達(dá)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(lái)反映技術(shù)可達(dá)到的最低標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)稱為TPS-14d。這一衡量指標(biāo)代表了系統(tǒng)在理想情況下可獲得的最佳結(jié)果，但并不適合作為標(biāo)準(zhǔn)或可以期望在實(shí)際污水廠能夠達(dá)到的值。之所以采用14天的統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果是因?yàn)樯锩摰椎哪帻g一般在8-20天，14天的統(tǒng)計(jì)周期可以反映出泥齡的變化，以概率表達(dá)就是3.84% (14/365 = 3.84%)。

技術(shù)可達(dá)到的平均標(biāo)準(zhǔn)：這里用的并不是平均值，而是統(tǒng)計(jì)學(xué)上的中位值，中位值不受極端變量值的影響，是運(yùn)行能夠達(dá)到的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)可達(dá)到的可靠標(biāo)準(zhǔn)：可靠性是基于第95百分位的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，主要是考慮到美國(guó)的很多污水處理廠的排放標(biāo)準(zhǔn)是用月均值，也就是如果在連續(xù)5年的運(yùn)行中，超標(biāo)的月均值可以有3次，這樣的結(jié)果通常被認(rèn)為技術(shù)是可靠的。

“高排放標(biāo)準(zhǔn)”污水處理廠的評(píng)估結(jié)果

那么上述指標(biāo)用于評(píng)估這些“高排放標(biāo)準(zhǔn)”污水處理廠的結(jié)果如何?舉例說(shuō)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(biāo)準(zhǔn)，但這些數(shù)值只占3.84%。50%的中位值基本都滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，95%的覆蓋率雖高，但有相當(dāng)一部分?jǐn)?shù)據(jù)并不滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，TP的情況類似，如下表。

出水TP的概率值