污水处理厂的设计是一个涉及多学科的复杂工程,涵盖了环境科学、土木工程、化学工程等多个领域。本设计论文主要探讨的是市城区污水处理厂的设计,旨在处理城市产生的污水,使其达到排放标准,保护城市水源和环境。
设计任务明确,包括近期和远期的处理规模。近期设计规模为每天处理10000立方米污水,远期扩大到20000立方米。进水水质要求处理前BOD(生化需氧量)为150mg/L,COD(化学需氧量)为300mg/L,SS(悬浮固体)为200mg/L,TP(总磷)为4mg/L,NH4-N(氨氮)为30mg/L,pH值范围在6~9。处理后的水质标准则更为严格,BOD、COD、SS、TP和NH4-N的数值需分别降至20mg/L、60mg/L、20mg/L、0.5mg/L和15mg/L,pH值不变。
在自然条件方面,污水处理厂位于市城区东部,大夏河的北岸,考虑到地势、地质、地震和水文因素。地势西南高东北低,地震设防烈度为8度,这对建筑结构设计提出了较高的抗震要求。区域水系主要由大夏河、红水河和牛津河构成,这些河流的流量、流速和含沙量会影响污水处理厂的选址和设计,特别是洪水流量需要考虑在内,以防灾害性事件对设施造成影响。
地形地貌方面,市城区属于三级阶地,其中II级阶地适合建设污水处理厂,而其他地区如西郊、北源山根坡地和东郊则各有其特点,对地基稳定性和地下水位有不同影响。比如,东郊的土壤层结构适合作为污水处理厂的建设地,因为它由耕土层、黄土状亚粘土、稳定性卵石层以及红粘土构成,能够提供良好的地基条件。
此外,气候特征也是设计中必须考虑的因素。市城区属于中温带气候带,日照充足,干湿季节分明,年平均气温7.9℃,极端气温在-27.8℃到36.2℃之间,年降雨量484mm,蒸发量大,主导风向为西南风,这些因素将影响污水处理工艺的选择和设施的耐候性设计。
污水处理厂的设计需要综合考虑处理规模、水质要求、自然地理条件、水文特征和气候因素。设计过程中,应选用适合的污水处理技术,如生物处理、物理化学处理等,同时要确保设施的稳定性和耐用性,以满足长期运营的需求。此外,还要充分考虑环境保护和可持续发展的原则,力求实现经济效益、社会效益和环境效益的和谐统一。