城市污水處理廠工程設(shè)計(jì)規(guī)范一、引言城市污水處理廠是城市水環(huán)境治理的核心基礎(chǔ)設(shè)施，其設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響污染物去除效率、運(yùn)行穩(wěn)定性及環(huán)境效益。《城市污水處理廠工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》）作為行業(yè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，為工程設(shè)計(jì)提供了系統(tǒng)性的技術(shù)依據(jù)，涵蓋了從前期調(diào)研到竣工驗(yàn)收的全流程要求。在城市化進(jìn)程加速、水污染問題凸顯的背景下，嚴(yán)格遵循《規(guī)范》開展設(shè)計(jì)，是保障污水處理廠達(dá)標(biāo)運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)“污水資源化”與“環(huán)境可持續(xù)”目標(biāo)的關(guān)鍵。二、規(guī)范體系與適用范圍（一）規(guī)范的編制背景與上位依據(jù)《規(guī)范》的編制以《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》《中華人民共和國(guó)水污染防治法》《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB____）等法律法規(guī)為上位依據(jù)，結(jié)合我國(guó)城市污水處理工程實(shí)踐，借鑒國(guó)際先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，旨在統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范設(shè)計(jì)行為、提高工程質(zhì)量?，F(xiàn)行有效版本為2021年修訂的《城市污水處理廠工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB____），替代了2006年版，重點(diǎn)更新了出水標(biāo)準(zhǔn)、工藝選擇、污泥處理等內(nèi)容。（二）適用范圍與邊界條件《規(guī)范》適用于城市污水處理廠的新建、擴(kuò)建、改建工程設(shè)計(jì)，包括以綜合生活污水、工業(yè)廢水（占比不超過(guò)50%）為主要處理對(duì)象的污水處理廠。不適用于以下場(chǎng)景：工業(yè)廢水占比超過(guò)50%的專業(yè)化污水處理廠；含有劇毒物質(zhì)、放射性物質(zhì)的廢水處理工程；農(nóng)村分散式污水處理設(shè)施（應(yīng)參考《農(nóng)村生活污水處理工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB____））。三、關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)與指標(biāo)確定（一）設(shè)計(jì)水量計(jì)算設(shè)計(jì)水量是污水處理廠規(guī)模確定的核心依據(jù)，需綜合考慮以下因素：1.基礎(chǔ)水量：包括綜合生活污水量（按人口×人均日用水量×污水排放系數(shù)計(jì)算，排放系數(shù)取0.8-0.9）、工業(yè)廢水量（按企業(yè)產(chǎn)值或產(chǎn)量×單位廢水排放量計(jì)算）、公共建筑污水量（按建筑面積×單位面積污水排放量計(jì)算）。2.雨水納入量：截流式合流制系統(tǒng)需計(jì)算雨水截流倍數(shù)（取1-3倍，具體根據(jù)當(dāng)?shù)乇┯陱?qiáng)度及截流管capacity確定）。3.未預(yù)見水量：考慮城市發(fā)展預(yù)留，取基礎(chǔ)水量的10%-20%。4.變化系數(shù)：日變化系數(shù)（Kd）取1.3-1.5（生活污水）、1.1-1.5（工業(yè)廢水）；時(shí)變化系數(shù)（Kh）取1.5-2.0（生活污水）、1.2-1.8（工業(yè)廢水）。示例：某城市規(guī)劃人口50萬(wàn)，人均日用水量0.2m3，污水排放系數(shù)0.85，工業(yè)廢水量1萬(wàn)m3/d，未預(yù)見水量取15%，則設(shè)計(jì)水量為：\[(50萬(wàn)×0.2×0.85+1萬(wàn))×1.15=(8.5萬(wàn)+1萬(wàn))×1.15=10.925萬(wàn)m3/d\]（二）進(jìn)水水質(zhì)預(yù)測(cè)進(jìn)水水質(zhì)需通過(guò)現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)、類比調(diào)查、規(guī)劃預(yù)測(cè)綜合確定：現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)：對(duì)現(xiàn)有排水系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)7-15天監(jiān)測(cè)，每天采樣2-4次，監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括COD、BOD?、SS、TN、TP、NH?-N等。類比調(diào)查：參考同類城市、同類產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)（如紡織工業(yè)為主的城市，進(jìn)水COD可能高達(dá)800mg/L）。規(guī)劃預(yù)測(cè)：根據(jù)城市產(chǎn)業(yè)升級(jí)（如淘汰高污染企業(yè)）、污水管網(wǎng)完善（如截污率提高）等因素，預(yù)測(cè)未來(lái)5-10年的進(jìn)水水質(zhì)變化。注意：進(jìn)水水質(zhì)應(yīng)留有余地，避免因預(yù)測(cè)偏低導(dǎo)致工藝設(shè)計(jì)不足。例如，當(dāng)規(guī)劃區(qū)有新建化工企業(yè)時(shí)，需增加特征污染物（如苯酚）的監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)。（三）出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)選擇出水水質(zhì)需根據(jù)受納水體功能區(qū)劃和再生水利用需求確定：受納水體為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838）Ⅲ類及以上水域（如飲用水源地保護(hù)區(qū)），出水需達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB____）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)（COD≤50mg/L、BOD?≤10mg/L、SS≤10mg/L、TN≤15mg/L、TP≤0.5mg/L）；受納水體為Ⅳ類、Ⅴ類水域，出水可采用一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)（COD≤60mg/L、BOD?≤20mg/L、SS≤20mg/L、TN≤20mg/L、TP≤1.0mg/L）；若出水用于再生水（如綠化、工業(yè)冷卻），需滿足《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T____）或《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T____）要求（如再生水用于綠化，COD≤50mg/L、TP≤0.5mg/L）。提示：部分地區(qū)執(zhí)行更嚴(yán)格的地方標(biāo)準(zhǔn)（如北京市《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB11/890）要求出水TP≤0.3mg/L），設(shè)計(jì)時(shí)需優(yōu)先遵循地方標(biāo)準(zhǔn)。（四）污染物去除率核算去除率是工藝設(shè)計(jì)的核心指標(biāo)，需根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)計(jì)算：\[去除率（\%）=\frac{進(jìn)水濃度-出水濃度}{進(jìn)水濃度}×100\]示例：若進(jìn)水COD為400mg/L，出水要求達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)（50mg/L），則COD去除率需≥87.5%；若進(jìn)水TP為4mg/L，出水要求≤0.5mg/L，則TP去除率需≥87.5%。注意：氮磷去除率需考慮生物處理與化學(xué)處理的協(xié)同作用（如生物脫氮+化學(xué)除磷）。四、工藝選擇與設(shè)計(jì)要點(diǎn)（一）工藝選擇的基本原則工藝選擇需遵循“技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)境適應(yīng)、運(yùn)行便捷”的原則，重點(diǎn)考慮以下因素：1.水質(zhì)水量特性：進(jìn)水COD、BOD?、TN、TP濃度及波動(dòng)范圍（如高濃度有機(jī)廢水宜采用厭氧+好氧工藝）；2.出水標(biāo)準(zhǔn)：一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)需采用“生物處理+深度處理”（如A2/O+混凝沉淀+過(guò)濾）；3.地形地質(zhì)條件：山地城市可采用占地小的工藝（如MBR），平原城市可采用氧化溝等占地大但運(yùn)行穩(wěn)定的工藝；4.運(yùn)行成本：電費(fèi)（曝氣系統(tǒng)）、藥劑費(fèi)（化學(xué)除磷）、污泥處理費(fèi)（脫水+處置）；5.資源回收需求：如需回收再生水，宜采用MBR或超濾工藝；如需回收污泥中的有機(jī)物，宜采用厭氧消化工藝。（二）常見生物處理工藝解析生物處理是污水處理的核心環(huán)節(jié)，常見工藝包括：工藝類型原理適用場(chǎng)景設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)缺點(diǎn)**A2/O工藝**厭氧-缺氧-好氧協(xié)同脫氮除磷進(jìn)水含氮磷較高、出水要求一級(jí)A厭氧池HRT=1-2h，缺氧池HRT=2-3h，好氧池HRT=4-6h；污泥負(fù)荷=0.1-0.2kgBOD?/(kgMLSS·d)優(yōu)點(diǎn)：同時(shí)脫氮除磷；缺點(diǎn)：占地面積大、運(yùn)行管理復(fù)雜**氧化溝工藝**循環(huán)流曝氣，延時(shí)曝氣水量變化大、出水要求一級(jí)B溝深=3-5m，流速=0.3-0.5m/s；污泥負(fù)荷=0.05-0.15kgBOD?/(kgMLSS·d)優(yōu)點(diǎn)：抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定；缺點(diǎn)：能耗高、占地大**SBR工藝**序批式進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水小規(guī)模污水廠（≤5萬(wàn)m3/d）周期=4-6h，反應(yīng)時(shí)間=2-3h；污泥負(fù)荷=0.1-0.25kgBOD?/(kgMLSS·d)優(yōu)點(diǎn)：占地小、靈活性高；缺點(diǎn)：自動(dòng)化要求高、設(shè)備維護(hù)量大**MBR工藝**生物反應(yīng)+膜分離出水要求高（如再生水）膜通量=10-20L/(m2·h)，MLSS=____mg/L；污泥負(fù)荷=0.05-0.1kgBOD?/(kgMLSS·d)優(yōu)點(diǎn)：出水水質(zhì)好、占地小；缺點(diǎn)：膜成本高、易污染（三）深度處理工藝設(shè)計(jì)當(dāng)出水要求達(dá)到一級(jí)A或再生水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需增設(shè)深度處理工藝，常見組合為：混凝沉淀+過(guò)濾：去除SS、TP及部分COD（COD去除率10%-20%），適用于一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)；超濾（UF）+消毒：去除細(xì)菌、病毒及膠體物質(zhì)，適用于再生水利用；反滲透（RO）：去除溶解性鹽類，適用于工業(yè)高純水需求（如電子行業(yè)）。設(shè)計(jì)要點(diǎn)：混凝劑選擇：PAC（聚合氯化鋁）適用于低濁度水，PAM（聚丙烯酰胺）作為助凝劑；過(guò)濾工藝：采用石英砂濾池或活性炭濾池，濾速=4-6m/h，反沖洗強(qiáng)度=12-15L/(m2·s)；消毒工藝：采用紫外線消毒（適用于低濁度水）或二氧化氯消毒（適用于高濁度水），接觸時(shí)間=30-60s。五、主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)要求（一）預(yù)處理構(gòu)筑物預(yù)處理的目的是去除污水中的粗大顆粒、砂粒及漂浮物，保護(hù)后續(xù)工藝設(shè)備。1.格柵：類型：粗格柵（柵距10-20mm）采用機(jī)械格柵（如回轉(zhuǎn)式），細(xì)格柵（柵距2-5mm）采用機(jī)械格柵或水力格柵；設(shè)計(jì)參數(shù)：過(guò)柵流速=0.6-1.0m/s，安裝角度=60°-75°，渣量=0.03-0.05m3/1000m3污水；要求：設(shè)置備用格柵，柵渣需集中收集并外運(yùn)處置。2.沉砂池：類型：平流沉砂池（適用于大水量）、旋流沉砂池（適用于小水量）；設(shè)計(jì)參數(shù)：平流沉砂池停留時(shí)間=30-60s，流速=0.15-0.3m/s；旋流沉砂池水力停留時(shí)間=20-30s，旋轉(zhuǎn)速度=0.3-0.5m/s；要求：采用機(jī)械排砂（如螺旋輸送機(jī)），砂量=0.01-0.03m3/1000m3污水，砂含水率=60%-70%。（二）生物反應(yīng)池生物反應(yīng)池是微生物降解有機(jī)物、脫氮除磷的核心場(chǎng)所，設(shè)計(jì)需重點(diǎn)考慮：容積計(jì)算：采用污泥負(fù)荷法或水力停留時(shí)間法，公式為：\[V=\frac{Q×(S?-S_e)}{L_s×X}\]其中，V為生物反應(yīng)池容積（m3），Q為設(shè)計(jì)流量（m3/d），S?為進(jìn)水BOD?濃度（mg/L），S_e為出水BOD?濃度（mg/L），L_s為污泥負(fù)荷（kgBOD?/(kgMLSS·d)），X為混合液懸浮固體濃度（MLSS，mg/L）。曝氣系統(tǒng)：采用鼓風(fēng)曝氣（如微孔曝氣器）或機(jī)械曝氣（如表面曝氣機(jī)），鼓風(fēng)曝氣的氧轉(zhuǎn)移效率=20%-30%，機(jī)械曝氣的氧轉(zhuǎn)移效率=15%-25%；混合系統(tǒng)：厭氧池、缺氧池采用潛水?dāng)嚢铏C(jī)，攪拌功率=0.3-0.5W/m3，確保污泥懸浮。（三）固液分離構(gòu)筑物1.沉淀池：類型：初沉池（平流、輻流）、二沉池（輻流、斜管）；設(shè)計(jì)參數(shù)：初沉池表面負(fù)荷=1.5-3.0m3/(m2·h)，停留時(shí)間=1-2h；二沉池表面負(fù)荷=0.8-1.5m3/(m2·h)，停留時(shí)間=2-4h；要求：污泥斗傾角=45°-60°，排泥方式采用機(jī)械排泥（如刮泥機(jī)），排泥濃度=2%-4%（初沉池）、1%-2%（二沉池）。2.MBR膜池：膜組件：采用中空纖維膜或平板膜，膜孔徑=0.1-0.4μm；設(shè)計(jì)參數(shù)：膜池容積=生物反應(yīng)池容積的10%-20%，膜通量=10-20L/(m2·h)，跨膜壓差（TMP）≤30kPa；要求：設(shè)置在線清洗系統(tǒng)（化學(xué)清洗用NaClO或檸檬酸），清洗周期=3-6個(gè)月。（四）污泥處理與處置構(gòu)筑物污泥處理的目標(biāo)是減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化，常見工藝為“濃縮+脫水+處置”。1.濃縮池：類型：重力濃縮池（適用于剩余污泥）、機(jī)械濃縮（如離心濃縮機(jī)，適用于活性污泥）；設(shè)計(jì)參數(shù)：重力濃縮池表面負(fù)荷=0.5-1.5m3/(m2·h)，停留時(shí)間=12-24h；離心濃縮機(jī)的濃縮倍數(shù)=3-5倍（從1%濃縮到3%-5%）；要求：濃縮后的污泥含水率≤97%。2.脫水機(jī)房：脫水設(shè)備：帶式壓濾機(jī)（適用于剩余污泥）、離心脫水機(jī)（適用于活性污泥）、板框壓濾機(jī)（適用于高濃度污泥）；設(shè)計(jì)參數(shù)：帶式壓濾機(jī)的處理能力=10-20kgDS/(m·h)，脫水后污泥含水率=80%-85%；離心脫水機(jī)的處理能力=20-30kgDS/(h·臺(tái))，脫水后污泥含水率=75%-80%；要求：添加絮凝劑（如PAM），投加量=2-5kg/tDS。3.污泥處置：資源化利用：用于園林綠化（需符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》（GB/T____））、制磚（需符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置制磚用泥質(zhì)》（GB/T____））；無(wú)害化處置：填埋（需符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置填埋用泥質(zhì)》（GB/T____））、焚燒（需符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置焚燒用泥質(zhì)》（GB/T____））。六、輔助系統(tǒng)與應(yīng)急設(shè)計(jì)（一）給排水與消防系統(tǒng)生產(chǎn)用水：包括曝氣系統(tǒng)補(bǔ)水、污泥脫水機(jī)沖洗水、濾池反沖洗水，用水量=設(shè)計(jì)水量的5%-10%；消防用水：按《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB____）要求，設(shè)置消火栓系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，消防水量=15-20L/s；排水系統(tǒng)：設(shè)置雨水管網(wǎng)（收集廠區(qū)雨水）和污水管網(wǎng)（收集廠區(qū)生活污水、設(shè)備沖洗水），污水需接入污水處理廠進(jìn)水系統(tǒng)。（二）供電與自控系統(tǒng)供電負(fù)荷：污水處理廠為二級(jí)負(fù)荷（重要負(fù)荷），需設(shè)置雙電源（市電+備用發(fā)電機(jī)），發(fā)電機(jī)容量=總負(fù)荷的100%；自控系統(tǒng)：采用PLC（可編程邏輯控制器）+SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)對(duì)格柵、曝氣系統(tǒng)、沉淀池、脫水機(jī)等設(shè)備的自動(dòng)控制；傳感器：安裝COD、BOD?、SS、TN、TP、NH?-N等在線監(jiān)測(cè)儀，實(shí)時(shí)監(jiān)控進(jìn)出水水質(zhì)；安裝溶解氧（DO）、pH、溫度等傳感器，監(jiān)控生物反應(yīng)池運(yùn)行狀態(tài)。（三）通風(fēng)除臭與環(huán)境防護(hù)臭氣來(lái)源：格柵、沉砂池、生物反應(yīng)池、污泥處理區(qū)（主要污染物為H?S、NH?、VOCs）；除臭工藝：采用生物除臭（如生物濾池，適用于低濃度臭氣）、活性炭吸附（適用于高濃度臭氣）、化學(xué)洗滌（適用于酸性臭氣）；環(huán)境防護(hù)：廠區(qū)綠化面積≥30%，設(shè)置衛(wèi)生防護(hù)距離（距居民區(qū)≥300m，距醫(yī)院、學(xué)?！?00m）。（四）應(yīng)急事故池設(shè)計(jì)容積計(jì)算：不小于處理廠2-4小時(shí)的設(shè)計(jì)水量（如10萬(wàn)m3/d的處理廠，事故池容積≥____m3）；位置：靠近進(jìn)水端，便于收集事故廢水（如管網(wǎng)溢流、設(shè)備故障導(dǎo)致的超標(biāo)廢水）；功能：儲(chǔ)存事故廢水，待事故解除后逐步回灌至污水處理系統(tǒng)處理，防止污染受納水體。七、規(guī)范實(shí)踐中的常見問題與解決對(duì)策（一）前期調(diào)研不充分的風(fēng)險(xiǎn)問題：進(jìn)水水質(zhì)預(yù)測(cè)偏低（如未考慮工業(yè)廢水的新增量），導(dǎo)致工藝設(shè)計(jì)能力不足，出水超標(biāo)。對(duì)策：延長(zhǎng)現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)時(shí)間（≥15天），增加監(jiān)測(cè)指標(biāo)（如特征污染物）；調(diào)研規(guī)劃區(qū)未來(lái)5-10年的產(chǎn)業(yè)布局（如新建工廠的廢水排放量及水質(zhì)）；采用“情景分析”法（如樂觀、中性、悲觀場(chǎng)景）預(yù)測(cè)進(jìn)水水質(zhì)。（二）工藝選擇的誤區(qū)問題：盲目追求新技術(shù)（如MBR），忽視其運(yùn)行成本（膜更換費(fèi)用高）和維護(hù)難度（易污染）。對(duì)策：進(jìn)行多方案比選（如A2/O+深度處理vsMBR），比較建設(shè)成本、運(yùn)行成本、維護(hù)難度；參考同類工程的運(yùn)行數(shù)據(jù)（如某城市10萬(wàn)m3/dMBR處理廠的運(yùn)行成本為0.8元/m3，而A2/O+深度處理為0.6元/m3）；優(yōu)先選擇技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定的工藝（如氧化溝、A2/O）。（三）設(shè)計(jì)參數(shù)取值的常見錯(cuò)誤問題：污泥負(fù)荷取值過(guò)大（如超過(guò)0.25kgBOD?/(kgMLSS·d)），導(dǎo)致生物反應(yīng)池容積不足，出水BOD?超標(biāo)。對(duì)策：嚴(yán)格按照《規(guī)范》取值（如A2/O工藝的污泥負(fù)荷為0.1-0.2kgBOD?/(kgMLSS·d)）；參考同類工程的運(yùn)行數(shù)據(jù)（如某A2/O處理廠的污泥負(fù)荷為0.15kgBOD?/(kgMLSS·d)，出水BOD?為8mg/L）；采用“保守設(shè)計(jì)”（如污泥負(fù)荷取中下限），留有余地。八、規(guī)范的更新趨勢(shì)與未來(lái)展望（一）排放標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格化導(dǎo)向隨著環(huán)境要求的提高，《規(guī)范》將逐步收緊出水標(biāo)準(zhǔn)，例如：增加微塑料、抗生素等新興污染物的控制指標(biāo)；提高TP、T