城市污水處理工程設(shè)計是一個綜合性*的系統(tǒng)工程，涉及的學(xué)科多，相關(guān)部門多，其中任何一個環(huán)節(jié)不合理都會給工程設(shè)計帶來影響和造成不同程度的損失。
　　
　　基本條件
　　
　　——處理規(guī)模：處理規(guī)模的確定主要與下列因素有關(guān)：
　　
　　城市人口包括常住人口和流動人口。通常是根據(jù)城市總體規(guī)劃近、遠(yuǎn)期及遠(yuǎn)景人口預(yù)測來確定的。當(dāng)城市總體規(guī)劃編制年限較早，尚未修編或修編中，需對現(xiàn)狀人口核實(shí)并進(jìn)行合理的分析和預(yù)測。同時，確定人口時，要特別注意旅游城市在旅游旺季出現(xiàn)人口峰值的特點(diǎn)及對城市水量變化系統(tǒng)的影響。
　　
　　城市性質(zhì)及經(jīng)濟(jì)水平城市所在地域、自然條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度、人民生活習(xí)慣及住房條件不同，城市居民用水量標(biāo)準(zhǔn)不同，因而城市污水量亦不同。
　　
　　城市排水體制城市排水體制分為分流制和合流制。一般新建城市、擴(kuò)建新區(qū)、新建開發(fā)區(qū)及經(jīng)濟(jì)條件較好的城市宜采用分流制；一些大中型城市中已建成的舊城區(qū)由于歷史原因，一般為合流制，可改造成截流式合流制。根據(jù)城市具體情況，同一城市的不同地區(qū)可采用不同的排水體制。
　　
　　城市排水體制的選擇直接影響污水量規(guī)模，當(dāng)采用分流制時，設(shè)計污水量全部為城市污水（包括生活污水和工業(yè)廢水等），當(dāng)采用截流式合流制和分流制組合系統(tǒng)時，必須考慮截流式合流系統(tǒng)中排入的雨水量，該雨水量與設(shè)計截流倍數(shù)有關(guān)，應(yīng)進(jìn)行科學(xué)分析后合理確定。
　　
　　工業(yè)廢水量由于城市結(jié)構(gòu)各異，工業(yè)類型和工業(yè)比重不同，因而，工業(yè)廢水量及水質(zhì)量不相同。
　　
　　根據(jù)“城市污水處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)”，工業(yè)廢水經(jīng)工廠內(nèi)自行處理，達(dá)到“污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)”（CJ3082-1999）后，優(yōu)先考慮納入城市污水收集系統(tǒng)，與城市生活污水合并處理。因此，工業(yè)廢水量是城市污水處理廠確定處理規(guī)模的重要組成部分，必須對其廢水量進(jìn)行充分調(diào)查研究，合理確定工業(yè)廢水量。
　　
　　污水管網(wǎng)完善程度污水管網(wǎng)完善程度對城市污水處理廠設(shè)計規(guī)模確定十分重要。管網(wǎng)的作用主要是承擔(dān)城市污水的收集和輸送。
　　
　　目前我國各城市管網(wǎng)建設(shè)程度不同，輸送能力則不相同，如果將其定義為“污水收集率”，則各城市現(xiàn)狀污水收集率和規(guī)劃污水收集率均不相同。當(dāng)設(shè)計流域范圍內(nèi)處理污水量確定后，必須乘以污水收集率才能得到排入污水處理廠的實(shí)際污水量，換句話說，當(dāng)需要保證該處理廠具有一定處理能力時，必須有相應(yīng)規(guī)模的配套污水管網(wǎng)同步建成。
　　
　　規(guī)劃年限規(guī)劃年限是合理確定污水處理廠近、遠(yuǎn)期及遠(yuǎn)景處理規(guī)模的重要因素。應(yīng)與城市總體規(guī)劃期限相一致。根據(jù)“城市排水工程規(guī)劃規(guī)范”（1997年版）對規(guī)劃年限條文的說明，設(shè)城市一般為20年，建制鎮(zhèn)一般為15～20年。規(guī)劃年限分期，原則上應(yīng)與城市總體規(guī)劃和排水專項(xiàng)規(guī)劃相一致。一般近期按3～5年，遠(yuǎn)期按8～10年考慮。
　　
　　綜上所述，將各相關(guān)因素進(jìn)行全面的有機(jī)的綜合分析后，便可合理的確定處理規(guī)模。
　　
　　——污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)
　　
　　污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)主要與下列因素有關(guān)：
　　
　　城市性質(zhì)及經(jīng)濟(jì)水平如處理規(guī)模部分中所述，由于城市所在地域及經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不同，污水的水質(zhì)亦不相同。例如沿海發(fā)達(dá)城市和南方城市用水量較大，污水濃度較低；北方城市特別是西部地區(qū)用水量較少，相對濃度較高；工業(yè)比重大的城市，由于工業(yè)廢水排入下水道的濃度較高，致使城市污水濃度較高等。
　　
　　工業(yè)廢水水質(zhì)原則上工業(yè)廢水必須經(jīng)過廠內(nèi)處理后達(dá)到“污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)”后才可納入城市管網(wǎng)，zui終進(jìn)入污水處理廠。但由于目前我國對點(diǎn)源污染的管理體制和手段尚未健全，工業(yè)廢水不經(jīng)處理后直接排入城市下水道的現(xiàn)象屢有發(fā)生；因此在確定污水處理廠設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)時，必須充分考慮該因素的影響而留有余地。
　　
　　其它污染源除生活污水和工業(yè)廢水污染源外，常常還有農(nóng)牧業(yè)污染和城市垃圾衛(wèi)生填理場內(nèi)滲濾液的納入等因素。因此在確定污水處理廠進(jìn)廠水水質(zhì)，應(yīng)對上述水量及水質(zhì)進(jìn)行綜合平衡計算。
　　
　　排水體制當(dāng)排水體制采用全部或部分截流合流制時，應(yīng)注意由于截流倍數(shù)、截流水量而造成的污水濃度的變化給進(jìn)水水確定帶的影響。
　　
　　——處理廠出水水質(zhì)
　　
　　處理廠出水水質(zhì)應(yīng)根據(jù)排入受納水體的環(huán)境功能要求，水體上下游用途及水體稀釋和自凈能力等，使出水口水質(zhì)符合國家或地方有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)排入封閉或半封閉水體（包括湖泊、水庫、江河入海口）時，為防止富營養(yǎng)化發(fā)生，應(yīng)注意控制出水中TN和TP的濃度。
　　
　　我國北方地區(qū)一些河流常年沒有補(bǔ)給水源，基本屬排污河，排入該河流的污水處理廠處理水應(yīng)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)需與環(huán)保部門研究商定。
　　
　　由于目前水資源嚴(yán)重不足，各城市都在積極推廣污水回用，如果二級處理后出水作為回用水輸送至用戶時，應(yīng)根據(jù)用戶對水質(zhì)要求及國家或地方的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等制定污水處理廠出水水質(zhì)。
　　
　　——污水、污泥資源化
　　
　　選擇技術(shù)工藝方案時應(yīng)同時考慮污染和污泥綜合利用。污水作為水資源已逐步被排水領(lǐng)域業(yè)內(nèi)人士所接受，污水回用勢在必行。新建城市污水處理廠時，應(yīng)將污水凈化和污水回用一并考慮，根據(jù)回用水用戶對水量和水質(zhì)的需求，按照國家和地方回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行包括回用水處理工藝在內(nèi)的全流程工藝設(shè)計。
　　
　　同時，隨著污水處理設(shè)施的完善污泥產(chǎn)量呈增加的趨勢，特別是大型污水處理廠，污泥的處置已成沉重的包袱，因此污泥利用也逐漸受到重視。在達(dá)到穩(wěn)定化無害化標(biāo)準(zhǔn)的前提下，優(yōu)先考慮制肥，利用于農(nóng)田或綠化，或可作建筑材料及能源作用。為此污泥利用也要進(jìn)行用戶需求和市場調(diào)查。具體參見更多相關(guān)技術(shù)文檔。
　　
　　規(guī)模與工藝選擇
　　
　　——選擇主要原則首先應(yīng)采用能夠保證處理要求和處理效果的技術(shù)合理、成熟可靠的處理工藝。同時可結(jié)合處理廠所在城市的具體情況和工程性質(zhì)，積極穩(wěn)妥的采用污水處理新技術(shù)和新工藝，對在國內(nèi)選用的新工藝、新技術(shù)、必須經(jīng)過中試或生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)，提供可靠的設(shè)計參數(shù)后方可采用。
　　
　　工程造價低，省能耗，省運(yùn)行費(fèi)及占地少。
　　
　　運(yùn)行管理簡單，控制環(huán)節(jié)少，易于操作。
　　
　　因地制宜，結(jié)合處理廠所在地區(qū)特點(diǎn)，污水處理可分期、分級實(shí)施。
　　
　　——不同規(guī)模污水處理廠工藝選擇
　　
　　筆者將建設(shè)規(guī)模的劃分定位于≥20萬m3/d，10～20萬m3/d和5～10萬m3/d三個類別。
　　
　　國內(nèi)污水處理工藝大多采用活性污泥法。活性污泥法主要分為以下幾大類：
　　
　　（1）傳活性污泥法及其改進(jìn)型
　　
　　（2）氧化溝法及其改進(jìn)型
　　
　　（3）SBR法及其改進(jìn)型
　　
　　（4）AB法及其改進(jìn)型
　　
　　（5）其它類型，如UNITANK，水解酸化—好氧法等。
　　
　　各種處理工藝技術(shù)都有著各自的適用條件和特點(diǎn)，大規(guī)模污水處理廠宜選用傳統(tǒng)活性污泥法及其改進(jìn)型。其原因：
　　
　　去除有機(jī)物或N、P效率高；
　　
　　工藝流程中設(shè)有初沉池；
　　
　　厭氧、缺氧、好氧功能分區(qū)明確；
　　
　　處理規(guī)模超過一定量后，基建費(fèi)可降低。
　　
　　因此，傳統(tǒng)活性污泥法及改進(jìn)型出水水質(zhì)穩(wěn)定，處理全流能耗小，運(yùn)行費(fèi)用較低，并且規(guī)模越大，優(yōu)勢越明顯。
　　
　　中小規(guī)模污水處理廠，特別當(dāng)規(guī)模≤10萬m3/d時，宜選用氧化溝法及其改進(jìn)型和SBR法及其改進(jìn)型。其原因：
　　
　　去除有機(jī)物及N、P效率高；抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；不設(shè)初沉池或不設(shè)初沉池及二沉池，設(shè)施簡單，省基建費(fèi)，方便管理；
　　
　　基建費(fèi)低，且規(guī)模越小，優(yōu)勢越明顯；處理設(shè)備基本可實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，設(shè)備費(fèi)大幅降低。
　　
　　由于中小城市水量、水質(zhì)負(fù)荷變化大，經(jīng)濟(jì)水平有限，技術(shù)力量相對薄弱，管理水平相對較低等特點(diǎn)，采用SBR和氧化溝及其改進(jìn)型是適宜的。
　　
　　在10～20萬m3/d類別范圍內(nèi)除常用處理工藝外，筆者推薦兩種目前還未廣泛應(yīng)用的處理工藝。其一為氧化溝型的微型曝氣生物法，該工藝將氧化溝表曝型改為底曝型，即氧化溝內(nèi)設(shè)置水下攪拌機(jī)和非滿布的微孔曝氣器，既保留了氧化溝沿水流方向間斷曝氣和循環(huán)流的特點(diǎn)，又克服了氧化溝因采用表面曝氣機(jī)而占地面積大、充氧效率低、水流斷面流速不均、池底易沉淀等不足，在有條件的地區(qū)可推廣使用。其二為水下曝氣器型生物法（OKI），即將池底部的微孔曝氣器改為水下曝氣器，因該曝氣器兼有曝氣切割氣泡和混合攪拌的多種功能，既避免了微孔曝氣堵塞后充氧效率下降的缺點(diǎn)，又可適應(yīng)實(shí)際運(yùn)行中水質(zhì)的變化而改變各池運(yùn)行工況，形成厭、缺、好多種排列組合方式運(yùn)行，操作靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。該工藝曝氣氣泡屬于小氣溝，與微氣泡相比，氧的利用率低，但其設(shè)置水深可達(dá)十二米，提高了氧的分壓，從而提高了氧的利用率。設(shè)計選用時，上述兩種工藝可根據(jù)不同地區(qū)情況，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選后確定。