一个地区、一个企业污水处理工程设计，是该地区、该企业实现污水治理目标的关键阶段。
国家计委1983年10月4日颁发的计设(1983)1477号文件《基本建设设计工作管理暂行办法》中明确规定，设计工作的基本任务是:要做出体现国家有关方针、政策、切合实际、安全适用、技术先进、经济效益、社会效益、环境效益好的设计，为我国社会主义现代化建设服务。因此，必须紧紧围绕上述基本任务，确定污水处理工程设计原则。
污水处理工程设计的基本原则:
(1)全面规划，近期和远期相结合；
(2)清污分流，分质处理；
(3)局部处理与集中处理相结合；
(4)技术先进，经济合理，运转可靠；
(5)处理后的污水应尽量回用；
(6)达标排放，保护环境。
- 全面规划，近期和远期相结合
根据国家《建设项目环境保护管理条例》和国家环保总局关于建设项目环境保护管理的有关规定，污水处理工程设汁应以批准后的建设项目可行性研究报告和该项目的环境影响报告书的结论为依据，必须严格执行。未经原批准机关同意，任何单位和个人，不得擅自进行设计。
一个地区或一个企业项目的可行性研究报告和环境影响报告书，是全面规划的产物，经上级主管部门批准后，具备了法律性质。其结论中规定的污水处理场的规模、目标、要求甚至外排污染物总量的控制值等，都是在全面规划的前提下得出的，在污水处理场设计中，不得有丝毫的违反和修正。
在污水处理场具体设计过程中，还应充分考虑近期需要与远期发展相结合的问题。比如，在平面布置上。应留有一定的扩建余地；在选择处理流程和处理构筑物时，应尽量留有将来增扩、改进的可能性，以适应不断发展的技术水准和排放标准的要求。
- 清污分流，分质处理
一个地区或一个企业产生的污水，其水质差别很大。因此。从排水系统划分上。就应该执行清污分流的原则，科学地划分系统。采取分质处理，既可以提高最终处理效果，又可节省处理费用，降低能耗。比如，含酸污水、含碱污水、含硫污水和生活污水、清净污水等，假如混合在一起，水量大、污染物种类多，浓度因稀释而降低，但又不能达标。这种水是十分难处理的。如果分质处理单一污染物的少量污水，则简单、方便、处理效果好。节省处理费用。
- 局部处理与集中处理相结合
局部处理就是要搞好污水的分级控制和污染源的局部预处理，对含有特殊污染物的污水回收其有用的物料，综合利用，最后加强集中处理，既降低了物料损耗，又降低了能耗及处理成本。
比如，从炼油工艺过程的电脱盐排水、油品冷凝排水、油罐切水中回收油；用汽提法从含硫污水中回收H2S、NH3；用萃取法从废碱液中回收环烷酸；从含酚污水中回收酚；用蒸馏分离预处理方法从甲醇污水中回收甲醇；用酸化沉淀法，处理回收PTA污水中的TA等。经局部处理后，可将污水中高浓度的特殊污染物回收，然后，再进行集中处理，可以大大减少集中处理的难度及成本。
- 技术先进，经济合理，运转可靠
这是选择污水处理流程的关键，又是污水处理的灵魂。
技术先进不是一味地追求高、新、奇，而是针对污水本身的性质，采用最简捷的成熟的处理手段，实行有效地处理，使之达标排放，同时。不得产生二次污染。这样的技术自然是先进的。在经济上也应该是合理的，并能保证长期、安全平稳地运行。
要贯彻上述原则，应该进行多方案的技术经济比较，不断优化设计方案，使之臻于完善。
- 处理后的污水再资源化回用
污水处理如果仅仅以达标排放为目的，是远远不够的。为了最大限度地利用水资源，必须开源节流，将处理后的污水最大限度地予以回用，这是污水处理工程设计必须遵守的一项原则。在这方面，我国已经取得了很大进展。比如，将城市污水处理后作为中水回用、将炼油工艺过程产生的含硫、含氨污水，经汽提脱除H2S、NH3后，虽然还不能达标排放，但是可以回用作电脱盐的注水和富气水洗水；将延迟焦化装置的冷焦水、切焦水，经隔油、沉淀、过滤后，闭路循环使用；将二级处理后的污水作为污水处理滤池的反冲洗水及瓦斯罐、火炬水封罐的补充水等。目前，为了扩大回用水的范围，正在建设中水回用系统。如将二级处理后的污水经深度处理后用作循环水补充用水等。
- 达标排放，保护环境
执行上述诸项设计原则，就是为了实现达标排放、保护环境的最终目标。而达标排放，保护环境本身也是污水处理工程设计的一项原则。它要求:必须在污水工程设计中采取一切可能的保证措施，实现达标排放。比如，设置必要的调节、均质设施、连通超越管线、采取绿化消防、仪表自控、污水外排前的监控以及未达标污水返回重新进行处理的措施等，必须在设计中考虑周全，只有这样。才能实现达标排放，保护环境的目的。
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