1 前言
工业的发展推动人民生活水平进一步提高，但同时也造成严重的环境污染，其中水体污染是环境污染的主要因素之一，世界各国对此高度重视，因而治理水污染成为环境保护重要的课题之一。为了更好的保护水环境，我国把城市给排水作为基本的建设项目给予大力支持，并制定了污水治理目标，从2000 年的处理率为25% 到2010 年我国的城市污水处理率达到了40%，在治理水污染方面已初见成效。同时要求各中小城市都要建设污水处理厂，在“十五”期间，我国对城市污水处理投资达到1200 亿元，其中中小城市的占有较大的比重。为取得更好的投资效益，根据中小城市的污水排放现状与城市建设特点，对如何改革污水处理设计工艺提出建议，以推动我国中小城市的可持续发展。
2 中小城市污水处理工艺设计应注意的问题分析
在中小城市污水处理设计的过程中，要充分考虑处理厂的数量、设计水量与水质以及明确处理标准等各种因素。
2. 1 确定数量
根据城市规模应布局几个污水处理厂，通常大、中、小城市都会建设大型集中型的污水处理厂，有利于减少建设与运行费用。
( 1) 厂址的选择与规划; 根据城市的发展规划，污水处理厂通常设在城市河流的下游地区，厂址远离城区，这样导致收集管网长度过长，配套太难，处理系统得不到合理的利用; ( 2) 发展趋势; 城市的发展对环境的要求逐渐提高，在别墅区以及一些普通小区都会兴建污水处理系统，这样一来，推动了污水处理厂的发展趋向小型化、分散化; ( 3) 整体规划; 由于水资源的污染，对再生水的利用率越来越高，集中水污染处理与再生水系统的投资大，操作起来相当困难。因此，在污水处理的过程中，污水厂的建设把集中与分散有效的结合在一起，污水的处理与再利用结合在一起，对污水处理厂进行布局，还要充分考虑对现有的管道系统、再生水回用系统、城市发展与规划等各种因素结合在一起，污水处理厂的布局根据要城市的需要进行合理布局。
2. 2 确定好水量和水质的参数及处理的标准
在污水处理设计的过程中，要对污水的水质与水量进行分析论证，这直接关系到污水处理厂的投资建设和运行费用。
( 1) 水量设计; 设计污水的水量应根据城市人口、城市经济发展与水平及城市的排水制度、工业废水的排放量、污水管道系统的建设程度、污水处理的规划年限等，把这些因素进行综合分析之后，才能对污水处理厂的规模进行确定。
( 2) 水质设计; 污水的水质，这与城市的性质、经济发展的水平、工业水的性质、其他污染源及排水制度有关。因此，在对污水厂污水处理设计的过程中，要充分考虑污水浓度变化对实际运行造成的影响，参照同类城市污水处理变化的周期，对污水处理进行合理的分期，为了预防不可预测的因素，污水处理厂的建设也要进行分级建设，留出一定的余地，要充分考虑投资的合理性。
( 3) 污水处理的标准; 我国对污水处理有明确的规定，污水处理厂的出水水质应与水体环境、上下游水的用途及自净能力等使排出的水符合国家相关标准。在确定污水厂出水标准时，要根据城市的实际情况进行具体分析，要充分考虑其建设、环境、经济以及发展等各种要素。通常来说对于经济发达城市，其城市建设快，对环境保护及水体要求较高，把水体标准作为污水处理后出水标准之依据来制定出水标准。
3 中小城市污水处理厂设计改进措施
从以上的分析可以看出，中小城市污水的水量、处理标准都很好确定，然而在实践过程中却存在很大的差异，究其原因，是我们在设计的过程中只根据理论知识和借鉴同等城市的经验，未能与实践相结合，缺乏对城市建设规划和管理之间的关联性的认识，缺乏对未来发展的认识，要建设具有系统性、科学性与合理性的污水处理厂，不但要遵循城市发展规划、水环境的保护要求以外，还要从以下几点进行改进。
3. 1 设计前的调查研究
在建设中小城市污水处理厂之前，要对该城市进行充分的调查、研究，搜集有用的资料，特别是对城市未来的发展与城市规划存在的矛盾。充分了解污水处理厂建设的配套排水体系及管网分布情况，了解城市功能以及排放水体的污染现状，才能确保处理厂的规划、设计具有合理性与适用性，不偏离城市未来的发展方向。
3. 2 污水处理厂的建设设计要分级进行，要在总体规划上留有余地在中小城市污水处理厂的.建设设计中，要具有科学性、合理性与发展性。随着城乡一体化发展的加快，我国城市的发展与建设突飞猛进，而在这一过程中，城市的规划与环境的保护跟不上城市发展之需要。随着经济水平的不断提高，人民对生活质量的要求越来越高，更加注重环境的保护，对水污染的治理提出更高的要求。因而，污水处理厂在建设设计的过程中，要分级、分段进行，根据城市发展的不同阶段来扩大处理规模和提高处理标准，在设计的过程中，要留充分的余地，方便今后的扩展。同时，分期建设不能过于简单化，不仅要考虑建设上的分期，还要对处理分期进行考虑。结合城市发展的实际情况，对不同时期的排放水量及水质进行综合分析，在前期出现的问题，在分期建设的过程中进行改善，使之污水处理系统更具合理性。
3. 3 污水处理厂的布局设计与方案要具灵活性根据污水的排放量与处理要求进行设计。首先可运用增加超越管，也就是污水在一定的条件下可以超越部分处理构筑物。也就是说，当污水的进水量小，污染程度低的时候，污水可直接流入曝气池中，越过初沉池，也可以经过初沉池之后直接排放，这样一来，不仅能达排放标准，还有效的减少运行费用。其次，灵活设计曝气池。在曝气池设计的过程中，可从推流、除磷、多点进水、脱氮以及完全混合等多种模式运行，进而增强处理系统的灵活性和处理能力。
3. 4 沉砂池与沉淀池的设计。
( 1) 沉砂池; 沉砂池的主要作用是把较大的无机颗粒从废水中分离出来，沉砂池一般都设计在沉淀池以及泵站之前，能有效的保护管道与机件，缓解沉淀池的负荷，同时也能使有机颗粒与无机颗粒相分离，方便分别处理。沉砂池的设计可根据水流方向进行分类，分为平流式和竖流式两种。其中平流式的分离效果更好，通常都采用这种模式，然而到了21 世纪，沉砂池逐步被曝气沉砂池所取代。曝气沉砂池的设计主要是在一侧通入穿气，这样一来，污水池的水就会旋转式的前流，进而产生横向恒速环流。其优点在于，通过对曝气量的控制，可对污水的旋流速度进行控制，除砂效果更具稳定性。不受流量变化的影响，还能对污水起到预曝气的作用。这种曝气作用使有机颗粒处于一种悬浮状态，通过砂粒间的摩擦能除去附着的有机物，便于提取出纯净的砂粒，同时还能改变废水的水质，使后续处理变得更加容易。
( 2) 沉淀池; 沉淀池的主要作用是根据重力沉降原理除去污水中的固体悬浮颗粒。沉淀池又可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池及幅流式沉淀池三种。根据处理的先后顺序又可分为初沉池与二沉池。初沉池主要对污水中的BOD 颗粒型物质和水中SS 进行去除，能有效减少生物处理单元的负荷。二沉池主要是进行水、泥分离，确保处理水能达标排放，同时还能浓缩污，确保向曝气池提供加流污泥等功能。
4 结语
总之，中小城市污水处理厂的设计要将理论与实践相结合，根据城市的经济条件、建设条件，确保污水工厂建设的合理性、科学性与前瞻性，同时还要确保工程的实适性与可操作性。污水处理工艺也要不断创新，才能实现城市与环境保护的同步发展。
