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为同步响应美丽中国建设,国家和山东省政府相继出台了有关河道污染治理的一系列政策法规,此举也引发了社会各界对河道污水处理的重视。建设污水处理设施是当下解决河道污染行之有效的方法之一,但是目前在河道污水处理设施的设计和运行领域仍处在探索发展阶段,缺乏详尽的资料和分析。因此,本文从解决山东省某河道污水污染问题出发,旨在探究河道污水处理设施的设计、运行技术参数和运行效果,为解决河道污水污染问题提供技术支持。本文通过对山东省某河河道污水的来源类型、污水的日流量、河道周边环境进行调研,并且通过对污水的采样检测,记录COD、BOD5、TP、TN、SS、氨氮和pH等相关参数进行分析。根据进出水水质、处理量等要求,设计建立污水处理厂以解决河道污水问题。经比选,污水处理厂的预处理工艺选取粗细格栅、旋流沉砂池、水质水量调节池、水解酸化池,生物处理选取A/O处理法和MBR膜法。对污水处理厂运行一年的进出水水质监测数据进行分析,表明该河道污水处理厂达到设计要求。运行一年来,进出水COD均值分别为250.265mg/L和13.156mg/L,年平均去除率为94.37%;进出水BOD5均值分别为98.468mg/L和5.142mg/L,年平均去除率为94.79%;进出水氨氮均值分别为33.083mg/L和1.008mg/L,年平均去除率为96.93%;进出水SS均值分别为121.613mg/L和1.447 mg/L,年平均去除率为98.81%;进出水TP均值分别为3.009mg/L和0.208 mg/L,年平均去除率为93.07%;进出水TN均值分别为43.686mg/L和3.468mg/L,年平均TN去除率为92.05%,各项出水指标均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准和环保部门对出水指标的要求,表明该河道污水处理厂整体运行效率良好,达到了预期目标,环境效益和社会效益显著。通过对该河道污水处理厂设计与运行进行研究,河道污水厂的设计不仅需要考虑污水来源及水质参数,还要考虑与周边环境的契合性,需要因地制宜选择适宜的处理工艺,污染物的去除效率受到进水水质的影响,根据进水水质调整运行参数是污水处理厂优化运行的关键。