1 前言
工業的發展推動人民生活水平進一步提高，但同時也造成嚴重的環境污染，其中水體污染是環境污染的主要因素之一，世界各國對此高度重視，因而治理水污染成為環境保護重要的課題之一。為了更好的保護水環境，我國把城市給排水作為基本的建設項目給予大力支持，並制定了污水治理目標，從2000 年的處理率為25% 到2010 年我國的城市污水處理率達到了40%，在治理水污染方面已初見成效。同時要求各中小城市都要建設污水處理廠，在“十五”期間，我國對城市污水處理投資達到1200 億元，其中中小城市的佔有較大的比重。為取得更好的投資效益，根據中小城市的污水排放現狀與城市建設特點，對如何改革污水處理設計工藝提出建議，以推動我國中小城市的可持續發展。
2 中小城市污水處理工藝設計應注意的問題分析
在中小城市污水處理設計的過程中，要充分考慮處理廠的數量、設計水量與水質以及明確處理標準等各種因素。
2. 1 確定數量
根據城市規模應佈局幾個污水處理廠，通常大、中、小城市都會建設大型集中型的污水處理廠，有利於減少建設與運行費用。
( 1) 廠址的選擇與規劃; 根據城市的發展規劃，污水處理廠通常設在城市河流的下游地區，廠址遠離城區，這樣導致收集管網長度過長，配套太難，處理系統得不到合理的利用; ( 2) 發展趨勢; 城市的發展對環境的要求逐漸提高，在別墅區以及一些普通小區都會興建污水處理系統，這樣一來，推動了污水處理廠的發展趨向小型化、分散化; ( 3) 整體規劃; 由於水資源的污染，對再生水的利用率越來越高，集中水污染處理與再生水系統的投資大，操作起來相當困難。因此，在污水處理的過程中，污水廠的建設把集中與分散有效的結合在一起，污水的處理與再利用結合在一起，對污水處理廠進行佈局，還要充分考慮對現有的管道系統、再生水回用系統、城市發展與規劃等各種因素結合在一起，污水處理廠的佈局根據要城市的需要進行合理佈局。
2. 2 確定好水量和水質的參數及處理的標準
在污水處理設計的過程中，要對污水的水質與水量進行分析論證，這直接關係到污水處理廠的投資建設和運行費用。
( 1) 水量設計; 設計污水的水量應根據城市人口、城市經濟發展與水平及城市的排水制度、工業廢水的排放量、污水管道系統的建設程度、污水處理的規劃年限等，把這些因素進行綜合分析之後，才能對污水處理廠的規模進行確定。
( 2) 水質設計; 污水的水質，這與城市的性質、經濟發展的水平、工業水的性質、其他污染源及排水制度有關。因此，在對污水廠污水處理設計的過程中，要充分考慮污水濃度變化對實際運行造成的影響，參照同類城市污水處理變化的週期，對污水處理進行合理的分期，為了預防不可預測的因素，污水處理廠的建設也要進行分級建設，留出一定的餘地，要充分考慮投資的合理性。
( 3) 污水處理的標準; 我國對污水處理有明確的規定，污水處理廠的出水水質應與水體環境、上下游水的用途及自淨能力等使排出的水符合國家相關標準。在確定污水廠出水標準時，要根據城市的實際情況進行具體分析，要充分考慮其建設、環境、經濟以及發展等各種要素。通常來説對於經濟發達城市，其城市建設快，對環境保護及水體要求較高，把水體標準作為污水處理後出水標準之依據來制定出水標準。
3 中小城市污水處理廠設計改進措施
從以上的分析可以看出，中小城市污水的水量、處理標準都很好確定，然而在實踐過程中卻存在很大的差異，究其原因，是我們在設計的過程中只根據理論知識和借鑑同等城市的經驗，未能與實踐相結合，缺乏對城市建設規劃和管理之間的關聯性的認識，缺乏對未來發展的認識，要建設具有系統性、科學性與合理性的污水處理廠，不但要遵循城市發展規劃、水環境的保護要求以外，還要從以下幾點進行改進。
3. 1 設計前的調查研究
在建設中小城市污水處理廠之前，要對該城市進行充分的調查、研究，蒐集有用的資料，特別是對城市未來的發展與城市規劃存在的矛盾。充分了解污水處理廠建設的配套排水體系及管網分佈情況，瞭解城市功能以及排放水體的污染現狀，才能確保處理廠的規劃、設計具有合理性與適用性，不偏離城市未來的發展方向。
3. 2 污水處理廠的建設設計要分級進行，要在總體規劃上留有餘地在中小城市污水處理廠的.建設設計中，要具有科學性、合理性與發展性。隨着城鄉一體化發展的加快，我國城市的發展與建設突飛猛進，而在這一過程中，城市的規劃與環境的保護跟不上城市發展之需要。隨着經濟水平的不斷提高，人民對生活質量的要求越來越高，更加註重環境的保護，對水污染的治理提出更高的要求。因而，污水處理廠在建設設計的過程中，要分級、分段進行，根據城市發展的不同階段來擴大處理規模和提高處理標準，在設計的過程中，要留充分的餘地，方便今後的擴展。同時，分期建設不能過於簡單化，不僅要考慮建設上的分期，還要對處理分期進行考慮。結合城市發展的實際情況，對不同時期的排放水量及水質進行綜合分析，在前期出現的問題，在分期建設的過程中進行改善，使之污水處理系統更具合理性。
3. 3 污水處理廠的佈局設計與方案要具靈活性根據污水的排放量與處理要求進行設計。首先可運用增加超越管，也就是污水在一定的條件下可以超越部分處理構築物。也就是説，當污水的進水量小，污染程度低的時候，污水可直接流入曝氣池中，越過初沉池，也可以經過初沉池之後直接排放，這樣一來，不僅能達排放標準，還有效的減少運行費用。其次，靈活設計曝氣池。在曝氣池設計的過程中，可從推流、除磷、多點進水、脱氮以及完全混合等多種模式運行，進而增強處理系統的靈活性和處理能力。
3. 4 沉砂池與沉澱池的設計。
( 1) 沉砂池; 沉砂池的主要作用是把較大的無機顆粒從廢水中分離出來，沉砂池一般都設計在沉澱池以及泵站之前，能有效的保護管道與機件，緩解沉澱池的負荷，同時也能使有機顆粒與無機顆粒相分離，方便分別處理。沉砂池的設計可根據水流方向進行分類，分為平流式和豎流式兩種。其中平流式的分離效果更好，通常都採用這種模式，然而到了21 世紀，沉砂池逐步被曝氣沉砂池所取代。曝氣沉砂池的設計主要是在一側通入穿氣，這樣一來，污水池的水就會旋轉式的前流，進而產生橫向恆速環流。其優點在於，通過對曝氣量的控制，可對污水的旋流速度進行控制，除砂效果更具穩定性。不受流量變化的影響，還能對污水起到預曝氣的作用。這種曝氣作用使有機顆粒處於一種懸浮狀態，通過砂粒間的摩擦能除去附着的有機物，便於提取出純淨的砂粒，同時還能改變廢水的水質，使後續處理變得更加容易。
( 2) 沉澱池; 沉澱池的主要作用是根據重力沉降原理除去污水中的固體懸浮顆粒。沉澱池又可分為平流式沉澱池、豎流式沉澱池及幅流式沉澱池三種。根據處理的先後順序又可分為初沉池與二沉池。初沉池主要對污水中的BOD 顆粒型物質和水中SS 進行去除，能有效減少生物處理單元的負荷。二沉池主要是進行水、泥分離，確保處理水能達標排放，同時還能濃縮污，確保向曝氣池提供加流污泥等功能。
4 結語
總之，中小城市污水處理廠的設計要將理論與實踐相結合，根據城市的經濟條件、建設條件，確保污水工廠建設的合理性、科學性與前瞻性，同時還要確保工程的實適性與可操作性。污水處理工藝也要不斷創新，才能實現城市與環境保護的同步發展。