城市污水處理工程設計規(guī)范引言：規(guī)范的價值與行業(yè)使命城市污水處理工程是保障水環(huán)境安全、推進生態(tài)文明建設的核心基礎設施。設計規(guī)范作為工程建設的技術準則，既需遵循污染治理的科學規(guī)律，又要兼顧城市發(fā)展的動態(tài)需求，其合理性直接決定工程的處理效率、運行成本與生態(tài)效益。本文結合現(xiàn)行設計標準與工程實踐，從工藝選型、構筑物設計到資源化利用，系統(tǒng)解析規(guī)范的核心要點與優(yōu)化方向，為工程設計提供兼具專業(yè)性與實用性的技術參考。一、設計核心原則：平衡技術、經(jīng)濟與生態(tài)（一）環(huán)境適配性原則不同城市的污水特征（如工業(yè)占比、水質波動）、地形條件（平原、山地）、氣候類型（嚴寒、濕熱）對工藝選擇具有決定性影響。例如，嚴寒地區(qū)需強化生化池保溫設計，濕熱地區(qū)則需優(yōu)化曝氣系統(tǒng)的防腐蝕措施；工業(yè)廢水占比高的區(qū)域，需在預處理階段增設針對性的水質調節(jié)單元（如重金屬螯合池、高鹽廢水稀釋系統(tǒng)）。（二）技術經(jīng)濟性原則設計需在處理效率與建設運維成本間尋求平衡。以MBR（膜生物反應器）工藝為例，其出水水質可達類IV類水標準，但膜組件更換成本較高，因此更適用于水資源回用需求迫切的區(qū)域（如缺水城市的工業(yè)回用）；而傳統(tǒng)AAO工藝（厭氧-缺氧-好氧）雖占地稍大，但運行穩(wěn)定、維護簡便，更適合大規(guī)模市政污水處理廠。（三）生態(tài)協(xié)同性原則工程設計應融入城市生態(tài)系統(tǒng)，通過“處理+生態(tài)”的復合模式提升環(huán)境效益。例如，在污水處理廠尾水段設置人工濕地或生態(tài)塘，利用植物-微生物-基質的協(xié)同作用進一步降解污染物，同時打造城市生態(tài)景觀；污泥處理則優(yōu)先考慮資源化路徑（如厭氧發(fā)酵產沼氣、好氧堆肥制有機肥），減少固廢處置壓力。二、水質水量設計：基于現(xiàn)狀與規(guī)劃的動態(tài)分析（一）污水特征解析城市污水由生活污水、工業(yè)廢水（含初期雨水）混合而成，需通過污染源普查明確水質構成：生活污水以有機物（BOD?、COD）、氮磷為主，工業(yè)廢水則可能含重金屬、難降解有機物（如制藥、化工廢水）。設計時需按最不利工況（如工業(yè)廢水峰值排放、雨季截流倍數(shù)）確定水質參數(shù)，避免處理系統(tǒng)“過載”。（二）設計水量確定1.現(xiàn)狀用水量反推：結合城市供水量、管網(wǎng)漏損率（通常取10%~15%）、污水收集率（新建區(qū)≥90%，老舊城區(qū)逐步提升），計算現(xiàn)狀污水量；2.規(guī)劃人口預測：按城市總體規(guī)劃的人口規(guī)模（含遠期規(guī)劃），結合人均日排水量（150~250L/人·日）推算；3.雨水截流系數(shù)：合流制管網(wǎng)需考慮雨水混入量，截流倍數(shù)（n?）通常取2~3（即旱流污水量的2~3倍），避免雨天污水直排。（三）水質設計參數(shù)需同時滿足排放標準（如《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》GB____）與受納水體環(huán)境容量。例如，排入Ⅲ類水體的污水廠，出水COD需≤50mg/L、氨氮≤5mg/L；若需回用（如市政雜用），則需執(zhí)行《城市污水再生利用城市雜用水水質》GB/T____，COD≤60mg/L、濁度≤5NTU。三、處理工藝選型：分級適配與技術創(chuàng)新（一）小型污水處理廠（≤5萬m3/d）優(yōu)先選擇占地面積小、管理簡便的工藝：SBR及其變種（如CASS、CAST）：通過時間序列實現(xiàn)厭氧-好氧-沉淀，無需二沉池，適合水質波動大的區(qū)域；A/O工藝（厭氧-好氧）：強化脫氮，污泥齡短，適合氮污染突出的村鎮(zhèn)污水；生物膜法（如接觸氧化池）：耐沖擊負荷，適合工業(yè)廢水占比高的場景（如工業(yè)園區(qū)）。（二）中型污水處理廠（5~50萬m3/d）以脫氮除磷、運行穩(wěn)定為核心：氧化溝工藝（如Carrousel、Orbal）：推流與完全混合結合，污泥齡長，耐沖擊，適合氣候寒冷地區(qū)（池體可兼作保溫層）；AAO工藝：厭氧釋磷、缺氧反硝化、好氧吸磷/硝化同步完成，脫氮除磷效率高，是市政污水的主流工藝。（三）大型污水處理廠（≥50萬m3/d）追求規(guī)模效益與提標潛力：傳統(tǒng)活性污泥法（如A2/O、改良型氧化溝）：技術成熟，處理成本低，適合大規(guī)模集中處理；MBR工藝：膜分離替代二沉池，出水SS≤5mg/L，可直接回用，但需配套膜清洗系統(tǒng)（化學清洗每年1~2次）；深度處理工藝（如臭氧-生物活性炭、濾布濾池）：用于提標改造（如一級A提至類IV類水），需結合原水水質選擇。四、構筑物設計要點：從預處理到深度處理（一）預處理單元格柵間：粗格柵（柵距10~20mm）攔截大粒徑雜物，細格柵（柵距3~5mm）去除懸浮物；過柵流速0.6~1.0m/s（雨天可提升至1.2m/s），避免沉積或磨損；沉砂池：平流沉砂池（停留時間30~60s，流速0.15~0.3m/s）適合大水量，旋流沉砂池（水力旋流+機械攪拌）除砂效率高，適合用地緊張的項目。（二）生化處理單元池型選擇：推流式（如AAO）適合脫氮除磷，完全混合式（如SBR）耐沖擊；池體長寬比宜為3~5（推流）或采用圓形（完全混合），減少短流；曝氣系統(tǒng)：微孔曝氣（氧轉移效率20%~30%）適合大型池體，機械曝氣（如表面曝氣機）適合小型池體；曝氣量需按“需氧量-供氧能力”平衡設計，溶解氧控制在2~4mg/L（好氧段）、0.2~0.5mg/L（缺氧段）。（三）深度處理單元二沉池：表面負荷0.8~1.5m3/(m2·h)（輻流池），水力停留時間1.5~4h；污泥回流比20%~50%，需設置刮泥機（周邊傳動或中心傳動）；過濾單元：V型濾池（濾速8~10m/h）、轉盤濾池（濾速20~30m/h）用于去除懸浮物，保障出水清澈；消毒單元：紫外線消毒（劑量15~40mJ/cm2）或次氯酸鈉消毒（接觸時間30min），殺滅病原菌。五、管網(wǎng)系統(tǒng)與預處理：源頭收集的關鍵邏輯（一）收集系統(tǒng)選型分流制：新建城區(qū)優(yōu)先采用，生活污水與雨水管網(wǎng)分離，減少雨水對處理系統(tǒng)的沖擊；截流式合流制：老舊城區(qū)改造采用，旱季全部截流，雨季超過截流倍數(shù)的混合污水直排（需設置截流井，截流倍數(shù)n?=2~3）。（二）管網(wǎng)水力設計管徑與坡度：污水管最小管徑DN300（支管）、DN400（干管），坡度≥0.003（塑料管可適當降低）；充滿度旱季≤0.55，雨季≤0.75，防止淤積；泵站設計：提升泵揚程需考慮管網(wǎng)阻力、地形高差，備用泵數(shù)量≥1臺（同型號），泵組采用變頻控制，節(jié)能率可達20%~30%。（三）預處理強化調節(jié)池：容積按日變化系數(shù)（K_d=1.3~1.5）與小時變化系數(shù)（K_h=1.5~2.5）確定，應對水質水量波動；事故池：容積≥最大班產廢水的8~12h排放量，用于儲存突發(fā)污染（如化工廢水泄漏），防止沖擊處理系統(tǒng)。六、污泥處理與資源化：從減量化到資源化（一）污泥產量計算按處理工藝的污泥產率（活性污泥法約0.5~0.8kgTS/kgBOD?去除量），結合進水BOD?濃度與處理量，估算干污泥產量。例如，處理1萬m3/d、BOD?=200mg/L的污水，干污泥產量約1~1.6t/d。（二）污泥處理流程1.濃縮：重力濃縮（停留時間12~24h，含水率降至95%~97%）或機械濃縮（帶式濃縮機、離心濃縮機，含水率降至90%~93%）；2.脫水：帶式壓濾機（含水率80%~85%）、板框壓濾機（含水率75%~80%）、離心脫水機（含水率80%~85%），需投加絮凝劑（如PAM）改善脫水性能；3.處置與資源化：厭氧消化：產沼氣（甲烷含量55%~65%），用于發(fā)電或供熱，污泥有機質去除率≥50%；好氧堆肥：與秸稈、木屑混合，堆肥周期15~20d，產物用于園林綠化；建材利用：干化后（含水率≤30%）制磚、陶粒，替代部分骨料。七、生態(tài)設計與節(jié)能優(yōu)化：低碳化發(fā)展路徑（一）生態(tài)處理單元應用人工濕地：表面流濕地（水力負荷0.1~0.3m3/(m2·d)）或潛流濕地（0.3~0.5m3/(m2·d)），利用植物（蘆葦、香蒲）、微生物降解污染物，適合尾水深度處理（COD去除率20%~40%）；穩(wěn)定塘：兼性塘（停留時間5~10d）、曝氣塘（停留時間3~5d），適合低負荷、景觀需求的區(qū)域，處理成本僅為傳統(tǒng)工藝的1/3~1/2。（二）節(jié)能技術集成曝氣系統(tǒng)優(yōu)化：采用變頻風機（根據(jù)溶解氧實時調節(jié)風量）、高效曝氣器（如陶瓷微孔曝氣器，氧轉移效率提升15%~20%）；能量回收：污泥厭氧沼氣發(fā)電（每處理1萬m3污水可發(fā)電200~300kWh），水泵余壓回收（通過渦輪機轉化為電能）；水資源回用：處理水用于綠化（澆灌）、市政雜用（道路沖洗）、工業(yè)冷卻（循環(huán)水補水），回用率目標≥30%（缺水城市≥50%）。八、運行管理與監(jiān)測體系：保障工程長效穩(wěn)定（一）自動化控制系統(tǒng)PLC控制：實現(xiàn)工藝參數(shù)（溶解氧、液位、流量）的自動調節(jié)，故障報警（如設備過載、水質超標）；在線監(jiān)測：進水/出水安裝COD、氨氮、pH、流量在線儀表，每2h上傳數(shù)據(jù)至環(huán)保平臺；生化池安裝溶解氧、污泥濃度（MLSS）傳感器，實時調整曝氣與回流。（二）運維管理規(guī)范人員配置：按處理規(guī)模配備運維團隊（如10萬m3/d污水廠需技術員5~8人，操作工15~20人），定期培訓（每年≥40學時）；應急預案：制定水質沖擊（如高濃度廢水流入）、設備故障（如曝氣系統(tǒng)停運）的應急流程，儲備應急藥劑（如碳源、堿液）。（三）監(jiān)測體系構建常規(guī)監(jiān)測：每日檢測進水/出水的COD、BOD?、氨氮、SS，每周檢測總磷、總氮，每月檢測重金屬、病原菌；工藝監(jiān)測：每日監(jiān)測生化池MLSS、SV??、溶解氧，每周檢測污泥活性（如比耗氧速率SOUR），確保工藝穩(wěn)定。結論：規(guī)范引領下的污水處理工程升級城市污水處理工程設計規(guī)范是技術經(jīng)驗的凝練，更是行業(yè)發(fā)展的