西方發達國家污水處理設備的出水質量高且達標穩定，總體運營水平較高，原因之一是對運行技術的積累和不斷總結研究。
美國芝加哥Stickney污水處理廠是世界上zui大的污水處理廠，地理位置是在美國芝加哥西南部，廠齡已經90多歲了，處理規模為465萬m3/d，采用傳統活性污泥工藝。目前的實際處理水量為271萬m3/d。該廠實際上由兩個分廠組成，西廠于1930年開始運行，西南廠于1939年運行。其進水泵站是世界zui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了鐵路運輸系統。
早在40年前，Sitckney污水處理廠就通過延長泥齡實現了氨氮的穩定去除。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。
Stickney污水處理廠采用了多種污泥處理工藝，初沉污泥在雙層沉淀池下部常溫消化，消化后的污泥部分經干化床自然干化，部分轉送到污泥塘穩定，剩余活性污泥全部經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，另一部分經濃縮后加壓輸送到污泥塘，進一步穩定并脫水，然后用船送到郊區農田施肥。
Stickney污水處理廠目前面臨的問題是升級改造，升級改造需要實現磷的去除。當局計劃采用生物除磷，在現有的曝氣池上增設厭氧區，并不打算采用投加填料。主要是由于（1）芝加哥地區的人口不再增長；（2）污水處理行業向著資源回收、能源回收的方向發展。目前，當局正在對厭氧氨氧化技術應用于側流工藝進行研究。該技術在歐洲和北美發展迅速，相比于傳統的硝化反硝化技術，厭氧氨氧化技術只需消耗40%的能源，而且脫氮無需碳源。
國外污水處理設備廠高運營水平的另一個原因是多年來持續開展員工培訓。美國環保局編制了運營培訓教材，每年舉辦多次運營管理培訓班，并舉行污水處理廠評比，評選出高出水水質、低能耗等方面表現的污水處理廠。
