城镇污水处理设施是城市基础设施的重要组成部分，是现代城市控制水体污染、改善城市水环境的有效保障体系，是维护和促进国民经济发展、提高人们生活质量的重要基础设施之一。而污水处理设施规划的合理性会决定污水处理设施建设的科学性。 本文以宜兴市域污水处理厂布局规划为案例做具体分析，在开展规划主要影响因素分析的基础上，根据布局规划现存问题，提出优化方法，并基于污水集中与分散式处理的不同，进行布局规划优化方法的应用研究，主要研究成果如下： (1)污水处理厂布局规划的相关因素主要包括基础资料的选取、与其他相关规划的关系、规划目标、污水的集中与分散等。本文强调规划目标对规划的重要影响，提出污水处理系统规划目标不应被定为某个污水处理率，而应是水环境质量达到某个目标，即污水处理厂布局规划应围绕水环境质量达标而开展； (2)以水环境质量达标为目标，根据污水处理厂布局规划方法现存问题，提出以环境容量核定污水处理规模，量化水环境容量与排水分区划分之间的关系，合理组合各地环境容量进行排水分区划分的方法； (3)以宜兴为案例作分析，基于污水集中或分散式处理的不同，采用布局规划优化方法得到污水集中式、相对集中式、分散式等三方案，通过方案比选，说明优化方法可行，在运行管理方式得当的前提下，宜兴市污水适宜相对集中式处理，即相对集中的建立中、小型污水处理厂； (4)将总投资、污水处理量、人口密度、工业区面积、水环境容量作为评价指标，应用密切值法进行各排水分区中污水处理厂投资先行性分析，获得十个排水分区的排序，评价结果表明应优先把宜兴市有限的资金先投入到宜城分区中去。