芝加哥是美國中部最大的城市，位于密歇根湖湖畔。為避免城市污水污染湖水，市政管理部門(MWRDGC)采取了一系列監(jiān)測控制措施以保護湖水，其中最主要的是將居住在2200km2市區(qū)范圍內(nèi)的550萬人的生活污水和550萬人口當量的非生活污水進行嚴格的處理。 
  芝加哥市區(qū)污水處理區(qū)Metropolitan Water Reclamation District of Greater Chicago(MWRDGC)的工作任務(wù)： 
  1、 確保該地區(qū)區(qū)民的飲水安全和健康; 
  2、 保證密西根湖(Lake Michigan)的水質(zhì)安全; 
  3、 改善該地區(qū)所有河流水道的水質(zhì); 
  4、 減少商業(yè)和民用設(shè)施受洪水的侵害; 
  5、 把水資源作為重要資源來管理。

  大約在20世紀初期，由于人口劇增導(dǎo)致了工業(yè)及生活用水量的陡增，由于沒有具體的污水處理系統(tǒng)，污水直接排入密西根湖，而當時負責從密西根湖中取水的取水塔離岸邊太近，導(dǎo)致了生活用水遭到污染，在當時造成了大約100多人由于水質(zhì)不達標死亡。從此以后芝加哥的2座取水塔均建在距離湖岸2英里處，防止類似事件再次發(fā)生。 
  芝加哥市區(qū)范圍內(nèi)年平均日總污水量為520萬m3，其中98%以上由3座大型二級污水處理廠處理，其余不足10萬m3/d污水則由3座小型水回收廠經(jīng)深度處理后回用。 

  美國芝加哥Stickney污水處理廠 
  位于市中心地區(qū)的西西南污水處理廠是美國最大的污水處理廠，也是世界上最大的污水處理廠之一。該廠的進水泵站及一級處理能力超過500萬m3/d，二級處理能力平均為455萬m3/d，最大為545萬m3/d。污泥處理能力除負擔本廠所產(chǎn)生的污泥外，還負擔著由北方污水處理廠壓力輸送來的及另外兩座深度處理廠的污泥。 
西西南污水處理廠由西廠和西南廠合并而成，現(xiàn)稱為司提克內(nèi)水回收廠(Stickney Water Reclamation Plant)，是一座具有90多年歷史的污水處理廠西廠于1930年建成投入運行，為一座有3組雙層沉淀池和12條污泥自然干化床組成的一級處理廠。其進水泵站是世界最大的地下式污水提升泵站，污水從地下90米深的隧道中提升至污水處理廠。該廠如此之大甚至建設(shè)了鐵路運輸系統(tǒng)。 
  隨著城市的發(fā)展和水源保護標準的提高，1935年開始在西廠的西南側(cè)建設(shè)以活性污泥法為主要處理工藝的西南污水處理廠，1939年投入運行。1949年和1975年兩次擴建，形成455萬m3/d二級處理的規(guī)模。在污泥處理方面，經(jīng)多次擴建，增設(shè)了濕式氧化站，中溫消化池，真空脫水機裝置，使該廠的設(shè)施更加完善。由于歷史原因，其污水處理設(shè)施既有古老的雙層沉淀池和污泥自然干化床，也有新穎的曝氣池、污泥消化池和濕式氧化裝置。 
  該廠位于城市的中心地區(qū)，用地受到限制，廠內(nèi)建筑物的布置極為緊湊。在污水處理工藝方面，采用了傳統(tǒng)的活性污泥法為二級處理的主要手段。矩形回流槽曝氣池的容積，超過80萬m3，按平均日流量455萬m3計，停留時間在4h以上。二次沉淀池采用直徑為38.4m的輻流式沉淀池，共96座，表面水力負荷為40.7m3/(m2˙d)。 
  污泥處理工藝是多種多樣的。初次沉淀污泥在雙層沉淀池下部常溫消化，消化后的污泥部分經(jīng)干化床自然干化，部分轉(zhuǎn)送到污泥塘靜置穩(wěn)定。全部剩余活性污泥經(jīng)濃縮后進人中溫消化池，部分消化污泥由真空濾機脫水后烘干制成肥料;另一部分經(jīng)濃縮后加壓輸送到污泥塘，進一步穩(wěn)定并脫水，然后用船送到郊區(qū)農(nóng)田施肥。自然干化的污泥餅，則用鐵路運送分散到各用戶。 
  早在40年前，Sitckney污水處理廠就通過延長泥齡實現(xiàn)了氨氮的穩(wěn)定去除。Stickney污水處理廠的平均水力停留時間(HRT)是8小時，峰值水力停留時間不到4小時，出水BOD5和SS均小于10mg/L，出水氨氮小于1mg/L。 
  司提克內(nèi)廠的污水處理效果較好。根據(jù)1999年11月的報告，1998年全年平均污水量為300萬m3/d情況下，出水生化需氧量BOD為2.2mg/L，懸浮物SS為5.4mg/L，氨氮為0.5mg/L，溶解氧DO為8.5mg/L，大大超過了所要求的標準。在二級處理中，控制較長的固體停留時間，取得了硝化除氮的效果，去除率達到77%，出水氨氮小于2mg/L。1978年全廠管理費用為1842萬美元，折合每立方米污水處理費用為1.62美分。處理廠的操作人員采用了先進的電腦程序監(jiān)視和控制系統(tǒng)，所有設(shè)施始終以最少的人力高效運行。 
  由于芝加哥市及其周邊地區(qū)的排水系統(tǒng)是合流制，隨著城市的發(fā)展，暴雨徑流增大，污水處理廠經(jīng)常超負荷，迫使未經(jīng)處理的污水流人河道。因此，早在20世紀70年代初期，市政當局就提出了隧道及水庫計劃(Tunnel and Reservoir Plan)，簡稱TARP。這個計劃包括160km隧道，用以截流貯存合流管中的溢流水，以便污水處理廠以后處理。其目標是防止污水充人密歇根湖，為芝加哥市及其鄰縣800萬人口提供飲用水，并為洪水提供出路。工程分兩期進行，經(jīng)過25年的緊張施工，一期工程已經(jīng)完成，起到了預(yù)期的作用。雖然耗資巨大，但該方案比置換22000km合流管，修建污水管，還是經(jīng)濟的。 
  Stickney污水處理廠目前面臨的問題是升級改造，升級改造需要實現(xiàn)磷的去除。當局計劃采用生物除磷，在現(xiàn)有的曝氣池上增設(shè)厭氧區(qū)，并不打算采用投加填料。主要是由于(1)芝加哥地區(qū)的人口不再增長;(2)污水處理行業(yè)向著資源回收、能源回收的方向發(fā)展。目前，當局正在對厭氧氨氧化技術(shù)應(yīng)用于側(cè)流工藝進行研究。該技術(shù)在歐洲和北美發(fā)展迅速，相比于傳統(tǒng)的硝化反硝化技術(shù)，厭氧氨氧化技術(shù)只需消耗40%的能源，而且脫氮無需碳源。