城市污水处理厂的设计和建设包括处理程度和规模的确定、厂址选择、污水及污泥处理工艺选择、总平面布置、工艺流程确定、处理构筑物等方面的内容。在处理程度或答应的出水排放总量确定以后，就可以据此列出所有能够满足要求的工艺流程（方案）。选择可行的几种处理工艺方案，通过全面技术经济比较后确定处理工艺流程和设计参数。城市污水处理工艺方案的选择一般应体现以下总体要求：满足要求，因地制宜，技术可行，经济公道。也就是说，在保证处理效果、运行稳定，满足处理要求（排放水体或回用）的条件下，使基建造价和运行用度最为经济节省，运行治理简单，控制调节方便，占地和能耗最小，污泥量少。同时要求具有良好的安全、卫生、景观和其它环境条件。
1.满足处理功能与效率要求
城市污水处理厂工艺方案应确保高效稳定的处理效果，城市污水处理设施出水应达到国家或地方规定的水污染物排放控制或再生利用的要求。对城市污水处理设施出水水质有特殊要求的，须进行深度处理。这是污水处理最重要的目标，也是污水处理厂产品的基本质量要求。而排放标准的确定主要取决于处理出水的终极处置或利用方式，假如排进水体，则取决于接纳水体的功能质量要求和水体的环境容量，假如再用，则取决于再生水用户对水质的基本要求。
2.规模与工艺标准因地制宜
城市污水处理厂工艺方案的确定必须充分考虑当地的社会经济和资源环境条件。要实事求是的确定城市污水处理工程的规模、水质标准、技术标准、工艺流程以及管网系统布局等题目；处理规模大小对处理工艺的影响很大，城市污水处理设施建设应按照远期规划确定终极规模，以现状水量为主要依据确定近期规模。污水处理厂的实际设计规模应根据污水收集量和分期建设、水质目标确定，污水收集量取决于管网完善程度和汇水区内的生活、产业污水产生与答应纳进量，以及管网进渗或渗漏水量等因素。
在决定处理工艺方案时，要因地制宜，结合当地条件和特点，有所侧重，尤其是排放与利用的相结合，不同处理工艺的组合。例如在一个处理厂内，一部份采用强化一级处理加排海（江）工程；一部份采用二级处理后用于农田灌概；还有一部份采用深度处理后回用于产业。要根据当地财力情况，充分考虑处理工艺的分期、分级实施。比如说，可以先采用一级处理或强化一级处理，以后再建二级处理，或一部份采用一级处理，另一部份采用二级处理。污泥处理应根据污泥的出路（农用、填埋、排海等）确定是否需要进行消化处理。
3.技术成熟可靠切实可行
根据城市污水处理技术政策，城市污水处理设施建设，应采用成熟可靠的技术。根据污水处理设施的建设规模和对污染物排放控制的特殊要求，可积极稳妥地选用污水处理新技术。因此，必须公道把握工艺先进性和成熟性（可靠性）的辨证关系。一方面，应当重视技术经济指标的先进性，同时必须充分考虑适合中国的国情和工程的性质。
城市污水处理工程不同于一般点源治理项目，它作为城市基础设施工程，具有规模大、投资高的特点，且是百年大计，应该确保百分之百的成功。工艺的选择必须注重成熟性、可靠性和适用性。因此，必须夸大技术的公道，把技术风险降到最小程度，而不是简单地提倡技术先进，尤其是慎重采用所谓的“革命性”和“国际领先”技术。在最近颁布的城市污水处理的技术政策中规定“对在国内首次应用的新工艺，必须经过中试和生产性试验，提供可靠设计参数后再进行应用。”也是夸大了可靠性原则。
4.经济公道效益明显
节省工程投资与运行用度是城市污水处理厂建设与运行的重要条件。公道确定处理标准，选择简捷紧凑的处理工艺，尽可能地减少占地，力求降低地基处理和土建造价。同时，必须充分考虑节省电耗和药耗，把运行用度减至最低。对于我国现有的经济承受能力来说，这一点尤为重要。较高的性能价格比经济指标同样是先进性的重要体现。
因此，城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特性、受纳水体的环境功能及当地的实际情况和要求，经全面技术经济比较后优选确定。工艺选择的主要技术经济指标包括：处理单位水量投资、削减单位污染物投资、处理单位水量电耗和本钱、削减单位污染物电耗和本钱、占地面积、运行性能可靠性、治理维护难易程度、总体环境效益等。
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