运营管理体系完善
西方发达国家污水处理厂的出水质量高且达标稳定，总体运营水平较高，原因之一是对运行技术的长期积累和不断总结研究。
美国环保局组织高水平专家团队，总结各地污水处理运营经验，分析研究各地的水质特点和工艺特点，编制了权威的运营管理指南作为全国污水处理运营的基本技术工具。
加拿大从污水处理厂全厂的角度考察各流程之间的相互影响，并通过大量模型模拟或试验的方式印证了这些影响，为污水处理厂提高处理性能、降低处理成本提供了可靠的数据基础与控制策略。
美国污水管理署办公室编写了一套能源持续管理的系统方案，总共分为“计划-行动-核查-实施”4个阶段。这个方法发展成一个适用于自来水厂和污水处理厂的“九步方案”，包括组建可持续发展团队、收集数据、测定污水处理厂设备性能、能源计算等部分。利用这套方案系统地进行改进后，污水处理厂能很好地解决存在的问题，节能降耗效果也非常明显。
国外污水处理厂高运营水平的另一个原因是多年来持续开展员工培训。美国环保局编制了运营培训教材，每年举办多次运营管理培训班，并举行优秀污水处理厂评比，评选出高出水水质、低能耗等方面表现优秀的污水处理厂。
国际合作也有助于提高污水处理厂运营水平。欧盟在污水处理方面倡导各方广泛研究与交流，开展各国间的科技合作，具有代表性的研究项目有欧洲“欧盟科学技术合作计划（COST）”的课题《综合废水管理1992~1998》以及《废水系统的优化管理1998~2004》课题等；国际水质协会联合多个国家开发了活性污泥模型、基准模拟模型等，在欧洲许多污水处理厂的运营管理中已投入应用。
运营优化技术领先
美国许多污水处理厂运用了先进的运营优化技术，使污水处理能效大大提高。美国将运营优化技术分为两大类：新兴技术和创新技术。
新兴技术指虽然在中试示范项目尚未有完善的操作数据，但是在试验阶段已经显示出节能潜力的技术；创新技术指可能已经在国外确立或者在美国作为示范项目已经做过验证，或者在美国污水处理厂使用了1~5年的技术。
这些技术可概括为以下3个部分：高效的控制策略、高效的机电设备和高效的管理体系。这些新兴技术和创新技术的使用可以使污水处理厂单元能耗降低20%~90%。
一般来说，污水处理厂的提标改造有两种途径可供选择，一是大规模的土建改造；二是工艺优化升级。欧盟提升城市污水处理厂处理能力和运行效果的基本理念是：先优化工艺，后建工程设施。欧盟重点研究了污水处理工艺的优化技术，以便在满足欧洲排放标准的前提下，了解污水处理厂装置的潜能，达到减少投入、减少占地、减少运营费的目的。
利用先进的工艺综合模型，预测工艺处理效果、发现系统问题、及时修补工艺缺陷，是污水处理厂优化运营的科学而经济的技术方案。它不仅节约大量投资、缩短改造时间，而且成本小，与此同时，出水水质也得到了稳定及提升。
芬兰提倡运用基于数据处理的新方法对污水处理过程进行模拟。基于数据的分析模拟通常需要在线测量仪来获得足够的数据，因此芬兰的污水处理厂在设计规划阶段还充分考虑了一些必要的仪器仪表的使用，以构建高质量的确定性模型。
挪威推荐应用精确的数学模型控制化学混凝，实现了污水处理厂可以根据进水水质及水量按比例精确加药，达到了节省絮凝剂消耗、提升自动化控制水平、提高出水水质和降低污泥管理成本的目的。
