本文分析了我国水体污染现状及城市污水处理厂发展现状及趋势,通过分析现状用水量以及榆林市的发展状况,预测榆林市城区污水处理厂设计规模为6×10⁴m³/d。在调查和分析已运行的多家污水处理厂进水水质的基础上,采用类比法,预测了榆林市城区污水处理设计进水水质。论文对五种污水处理技术方案进行了技术经济比选,采用综合分析法得出最佳推荐工艺。论文对推荐工艺水处理反应器进行了工程设计研究,对处理成本和工程效益进行了分析。得到以下主要研究成果:（1）通过研究分析,确定污水处理规模为6万m³/d,根据现状排水及城市发展状况可分期实施,近期一期建设规模为3万m³/d,二期再建设3万m³/d的规模。预测污水处理设计进水水质为:COD=430mg/L,BOD₅=230mg/L,SS=260mg/L,NH₃-N=55mg/L,TP=4.0mg/L。（2）以处理水量和水质要求为依据,考虑目前污水处理技术现状及发展趋势,从五个处理方案中依据技术经济指标、运行成本和管理难易等方面进行综合比选,最后推荐选用分段进水多级A/O生物脱氮工艺。（3）结合国内外研究现状和工程应用实例,对分段进水多级A/O生物脱氮工艺设计的几个重要影响因素进行了探讨。分段进水多级A/O生物脱氮工艺取消了混合液内回流,反应器段数越多,脱氮效率越高,但是工艺设计与运行也会随之变复杂,工程实际应用中多采用2～4段。各级缺氧段与好氧段的比值可采用1:1.5。污泥回流比为50%的分段进水多级A/O三段工艺的脱氮率为78%。（4）通过分析,该工程有着良好的社会以及经济效益。污水单位处理成本为0.72元/吨。