MBR污水處理工藝設(shè)計說明書

1、MBR虧水處理工藝設(shè)計一、課程設(shè)計題目度假村污水處理工程設(shè)計二、課程設(shè)計的原始資料1、污水水量、水質(zhì)（1）設(shè)計規(guī)模某度假村管理人員共有200人，另有大量外來人員和游客，由于旅游區(qū)污水 水量季節(jié)性變化大，初步統(tǒng)計高峰期水量約為300m3/d，旅游淡季水量低于70m3/d,常年水量為100 150m3/d,自行確定設(shè)計水量。（2）進(jìn)水水質(zhì)處理的對象為餐飲廢水和居民區(qū)生活污水。進(jìn)水水質(zhì):項目CODBOD5SSpHNH3-NTP含量 /(mg/L)150-25090-150200-2407.0-7.535-554-52、污水處理要求污水處理后水質(zhì)應(yīng)優(yōu)于城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)(GB18921-

2、2002項目BOD5SSpHNH3-NTP含量 /(mg/L)6106.0-9.050.53、處理工藝污水?dāng)M采用MBRT藝處理4、氣象資料常年主導(dǎo)風(fēng)向為西南風(fēng)5、污水排水接納河流資料該污水處理設(shè)施的出水需要回用于度假村內(nèi)景觀湖泊，最高水位為103 米,常年水位為100米，枯水位為98米6廠址及場地現(xiàn)狀進(jìn)入該污水處理設(shè)施污水管端點的地面標(biāo)高為109米三、工藝流程圖圖1工藝流程圖四、參考資料1. 水污染控制工程教材2. 城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)(GB18921-20023給排水設(shè)計手冊4、給水排水快速設(shè)計手冊5 給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50069-20026. MBR設(shè)計手冊7 膜生

3、物反應(yīng)器一一在污水處理中的研究和應(yīng)用顧國維、何義亮編著8 簡明管道工手冊第2版五、細(xì)格柵的工藝設(shè)計1. 細(xì)格柵設(shè)計參數(shù)柵前水深h=0.1m；(2) 過柵流速v=0.6m/s；(3) 格柵間隙b細(xì)=0.005m；(4) 柵條寬度s=0.01m；(5) 格柵安裝傾角a =6?。2. 細(xì)格柵的設(shè)計計算本設(shè)計選用兩細(xì)格柵，一用一備1) 柵條間隙數(shù)：Qmax 2 n :bhv10.9,（取 n=11）0.0035 sin600.005 0.10.6式中：n細(xì)格柵間隙數(shù);Qmax最大設(shè)計流量，0.0035m3sb柵條間隙，0.005;h柵前水深，取0.1mv過柵流速，取0.6/s；a柵傾角，取60?；2）

4、柵槽寬度：B=s（ n 1） + bn式中：B柵槽寬度，m；S格條寬度，取0.01m。B=0.01 *11 1） + 0.005 X1=0.155m；（取 B=0.2m）3）過柵水頭損失：K取3B =1.67選用迎水、背水面均為半圓形的矩形） h2 二（滬 必 s in： =3 1.67 （-001）43 06 si n60=0.2m2 b 2g0.00519.626）柵前槽總高度：取柵前渠道超高h(yuǎn)1=0.3m柵前槽高 H1=h+h1=0.1+ 0.3=0.47）柵后槽總高度：H =h h1 h2 =0.10.3 0.2 =0.6 m 8）柵槽總長度：細(xì)格柵的柵前進(jìn)水渠道漸寬部分長度L1：若進(jìn)

5、水渠寬B1=0.18m漸寬部分展開角a1 =20?，則此進(jìn)水渠道內(nèi)的流速V1=0.6m/s,則：歸生 018o.G3m2ta n20 2ta n204) 細(xì)格柵與出水渠道連接處的漸窄部位的長度L2:.=003 =0.0152 2 2L 二 L L 0.5 1.0Hi0.03 0.015 0.5 1.0 -041.8m12tan600tan609) 每日柵渣量:Kz=1.5w0般為 0.1-0.01m3103 m3，細(xì)格柵取0J0m3103m33=0.02md 4 (符合)L/h2=16.2/2=8.18 (符合)(7) 污泥區(qū)的容積Vw：對于已知污水懸浮固體濃度與去除率，污泥區(qū)的容積可按下式計

6、算：Vw=Qmax 2 4 C0100 T/1000r-p00式中：C0沉淀池進(jìn)水懸浮物濃度，mg/Ln浮固體的去除率，取 n =50%T兩次排泥的時間間隔，d,初沉池按2d考慮r污泥容重，Kg/m3,含水率在95%以上時，可取1000 Kg/m3P0污泥含水率，% ;取p0=963Vw=12.5*24*240*50%*100*2/1000*1000(100-96)=1.8 m 3(8) 貯泥斗得容積V仁0 5V1= (1/3) h4/ S什S2+(S1 S2)0 53V1= (1/3) 2.81.44+0.16+(1.44 0.16)=1.94m3式中：V1貯泥斗得容積，m3；Si, S2貯

7、泥斗得上下口面積，m2。設(shè)計 Si=3.6*0.4=1.44m22S2=0.4*0.4=0.16mh4/ =(3.6-0.4)*tan60? /2=2.8mh4 =(16.2+0.3-3.6)*0.01=0.129m(9) 沉淀池的總高度H :H=hi+h2+h3+h4/ +h4H=0.3+2+0.5+2.8+0.129=5.729m式中：H沉淀池總高度，m；h1淀池超高，m, 般取0.3 m；h2沉淀區(qū)的有效水深，m；h3緩沖層高度，m，無機(jī)械刮泥設(shè)備時為0.5m，有機(jī)械刮泥設(shè)備時，其上緣應(yīng)高出刮板0.3m；h4z 貯泥斗高度，m；h4梯形部分的高度，m。(10) 貯泥斗以上梯形部分的污泥容

8、積 V2：V2=0.5* (L1+L2) h4H b3V2=0.5*(17+3.6)*0.129*0.4=0.53m 3式中：L1=16.2+0.3+0.5=17mL2=3.6mb=0.4m污泥斗和梯形部分污泥容積3V1+V2=1.94+0.53=2.47m七、調(diào)節(jié)池的設(shè)計由于本例是旅游區(qū)，污水量季節(jié)性變化大，淡季時水量低于70m3/d，高峰期又能達(dá)到300 m3/d，設(shè)計連續(xù)高峰水量的時長為 2d。該MBR工藝設(shè)備取用設(shè) 計流量為200 m3/d。當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)高峰水量時，調(diào)節(jié)池可用來蓄水。但當(dāng)出現(xiàn)淡季 水量時，調(diào)節(jié)池中的水又過少。所以為了保證污水處理設(shè)施在最高水量或最低水量的情況下都能正常運行

9、。擬設(shè)計總體積為210m3的調(diào)節(jié)池，分三格，每格設(shè)計 體積為70m3。當(dāng)水量小于設(shè)計流量時，調(diào)節(jié)池單格運行，當(dāng)水量大于設(shè)計流量 時，可采用雙格運行或三格運行起到蓄水作用。1 單格調(diào)節(jié)池設(shè)計設(shè)計流量Q=8.4 m3/h,停留時間T=7.0 h,采用穿孔管空氣攪拌，氣水比為 4:1(1) 單格調(diào)節(jié)池有效容積3V=QT=8.47.0=58.8 m(2) 單格調(diào)節(jié)池尺寸調(diào)節(jié)池平面形狀為矩形，其有效水深采用h2=3.0 m，調(diào)節(jié)池面積為：2F=V/ h2=58.8/3.0=19.6 m2池寬B取4.0 m,則池長為L=F/B=19.6/4.0=4.9 m 取 L=5.0m保護(hù)高h(yuǎn)1=0.5m池總高 H=

10、0.5+3.0=3.5m則單格調(diào)節(jié)池的尺寸為5.0*4.0*3.5=70 m32 空氣管計算在調(diào)節(jié)池內(nèi)布置曝氣管，氣水比為4:1,空氣量為Qs=8.4 4=0.0094 m3/s。利用氣體的攪拌作用使來水均勻混合，同時達(dá)到預(yù)曝氣的作用?？諝饪偣蹹1取30mm，管內(nèi)流速V1為=13.3m/s4QS4 x 0. 0094V1=2 =JiD-i3. 14 x 0. 03V1在1015m/s范圍內(nèi)，滿足規(guī)范要求空氣支管D2：共設(shè)4根支管，每根支管的空氣流量 q為:q=1 Qs = ；0. 0094 =0.00235m3/s44支管內(nèi)空氣流速V2應(yīng)在510m/s范圍內(nèi)，選V2=8m/s則支管管徑D2為

11、穿孔徑D3：每根支管連接兩根穿孔管，則每根穿孔管的空氣流量為=0.0193m=19.3mm取 D2=20mm,則 V2=40.00235二 0. 0202=7.48m/s3qi=0.001175m /s,取 V3=7m/sD3 =40.001175Y八7=0.0146m.取 D3=15mm.則 V 為V3 =40.001175n x 0. 0152=6.65m/s3 孔眼計算孔眼開于穿孔管底部與垂直中心線成 45。處，并交錯排列，孔眼間距 b=100mm,孔徑=2mm穿孔管長一般為4m,孔眼數(shù)m=74個，則孔眼流速v為V=q1-2m40. 00117520. 7850. 002274=5.06

12、m/s八、MBR池設(shè)計數(shù)量：1座 構(gòu)筑物：鋼砼結(jié)構(gòu)池容積：4.3 43 3.5m水力停留時間：5h(1)膜組件數(shù)量1組規(guī)格2.8 為.51 )2 m清洗36個月清洗一次(2)曝氣系統(tǒng)數(shù)量：1套組成：羅茨風(fēng)機(jī)（2臺，一用一備）、曝氣器、管路閥門等膜組件有效容積計算設(shè)計參數(shù)：a. MBR 進(jìn)水 BOD5 S。=114 mg/Lb. 設(shè)計處理水流量Qd=200 m3/dc. MBR對BOD5的去除率達(dá)到95%98%，出水BODsSeW 5.7 mg/L1. 膜組件選型本設(shè)計的膜選用日本久保田（Kubota）公司生產(chǎn)的液中膜，膜技術(shù)參數(shù)表如 下：序號名稱特性參數(shù)1材質(zhì)聚氯乙烯2膜孔直徑0.4 ym3過

13、濾方式重力過濾/吸引過濾4最大過濾壓力重力過濾：12kpa/吸引過濾：20kpa5耐化學(xué)藥品性耐酸耐堿性強(qiáng)(PH值212)6膜支架尺寸510型寬 高厚：490m 1000m 6mm7膜支架有效面 積20.8 m /張8膜通量0.4 0.8 m3/m2.d1.膜支架張數(shù)計算(按每天24小時運行計算)n = Qd*n /24 G8=200 G4 乞4/24 8= 625 張式中：n膜支架張數(shù)，張；n膜通量，一般取 0.40.8 m3/m2d；t每天運行時間，h；0.8膜支架有效面積，m2 /張同一膜生物反映器內(nèi)應(yīng)選同型號的膜組件，膜組件分為AS型、FF型、ES 型三種：AS形適用于大型市政排水處理

14、FF型適用于地埋式小型污水處理ES型適用于生活污水、工業(yè)廢水，是常用膜組件，尤其推薦作為中水回用處 理工藝。故膜組件選用ES200 ( n0=200)N=n4.3 Bm3=55.5 m3取保護(hù)高度0.5m,則總?cè)莘eV 總=4.3 .3 .5m3=64.7 m3(2)取 BOD5容積負(fù)荷 Nv 為 1.0 kg/(m3.d)Wbod5= QdS0X10-3 = 200 H4XI0-3 =23 kg.BOD/dV= WB0D5訊V = 23 23=9.6 m /min式中：q每張膜洗凈所需空氣量，一般為1015L/min(2) 生物處理所需空氣量：需氧量 Od = aLr + bSa = a Qd

15、 (So- Se) +bVXf式中：a系數(shù)，一般為0.421.0;Lr BOD5 去除量，Lr= S0- Se；b污泥自身氧化需氧率，一般為 0.110.18 kgO2/kgMLVSSd;Sa反應(yīng)器內(nèi)MLVSS的量；VMBR池容積，m3;XMBR池內(nèi)MLSS濃度取12000mg/L;f混合液MLVSS/MLSS，般為0.70.8;Od = 200 2.5 2114-6) 10-3 + 0.12 24.7 222).8=10.8 + 74.5 =85.3kg.Q/d所需空氣量：G = Od / (0.277e ) = 85.3/ (0.277 0.03)=10265 m3/d =7.1 m3/m

16、i n式中：e溶解效率，因水深、水溫、水壓級污泥濃度而異，一般為0.020.05;由于生物氧化所需空氣量小于膜洗凈所需空氣量，鼓風(fēng)機(jī)的選擇應(yīng)以膜洗凈 所需空氣量為依據(jù)，可選送風(fēng)量為9.6 m3/min左右的風(fēng)機(jī)或總風(fēng)量相同的數(shù)臺風(fēng) 機(jī)并聯(lián)運行。風(fēng)口的壓力以池深為依據(jù)，本池深為 3.5m，考慮到風(fēng)管的阻力降， 可取風(fēng)壓P= 4000mm水柱的風(fēng)機(jī)。4. 池內(nèi)曝氣系統(tǒng)設(shè)計一般要求：曝氣管與膜組件下部距離一般為 200300mm，不能低于180 mm;崔玉川，劉振江,張紹怡.城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計計算M.北京:化學(xué)化工出 版社,2004.排氣壓計算(1)供風(fēng)管道沿程阻力以及局部阻力取曝氣干管管徑DN

17、100，每池采用一根干管與22支支管管安裝于池底(詳見 圖紙)。則干管空氣流速 V=q 氣/A 管=9.6/(3.14*0.01/4)=1222.9m/min=20.4m/s根據(jù)簡明管道工手冊，有管道沿程壓損hf=RL，局部阻力損失hj =0.3hf。 式中：R每米管長的沿程水力損失，Pa/m;L管長，m;查圓形鋼板風(fēng)管的線解圖，取 R=52 Pa/m, L=10m,計算干管壓損hf=RL=52X10=520Pa, hj=0.3h=156 Pa設(shè)計曝氣側(cè)管（支管）DN50，每支2.0m,每池22支計算得曝氣支管壓損，查簡明管道工手冊取 R=592 Pa/m總 hf=nRL=26048 Pa,總

18、 hj=0.3hf=7814.4 Pa（2）曝氣器阻力采用BSD-Q-192球冠式微孔曝氣器，主要性能參數(shù)：曝氣器尺寸D192X1 80mm適用工作空氣量0. 83m3/h 個服務(wù)面積O. 350. 8 m3/個氧利用率24 41%充氧能力O. 1 690. 294kg02/h動力效率6. 58. 8kg02/kw . h阻力損失8.4=42 m3v55.5 m3,可設(shè) 計出水時間為19h。根據(jù)MBR池水深3.5m，可確定吸程=3.5m,考慮MBR出水水質(zhì)較高，可 以滿足中水回用需要，確定抽吸泵的選擇：永嘉縣揚子江泵業(yè)有限公司生產(chǎn)的 GDF型自吸泵，具體性能如下表所示。型號流量3/(m3/h)

19、GDF50-82210數(shù)量：2臺,揚程/m二 表3-7 GDF型自吸泵 轉(zhuǎn)速f功率/kw 電壓/v吸程/mOr28002200.95504徑氣蝕余進(jìn)出口內(nèi)6.膜清洗系統(tǒng)設(shè)計圖3.6 MBR膜清洗系統(tǒng)示意圖MBR膜清洗所需藥物如下表所示。表3-8膜清洗藥劑表清洗對象藥劑種類藥劑濃度/%無機(jī)物鹽酸0.3 0.1有機(jī)物（藻類、細(xì)菌等）次氯酸鈉0.5 0.1有機(jī)物（蛋白質(zhì)、菌殘 骸等）氫氧化鈉0.2 0.5MBR清洗用泵選擇：揚子江泵業(yè)有限公司生產(chǎn)的FPZ型耐酸耐堿射流泵。表3-9 FPZ型耐酸耐堿射流泵型號型號進(jìn)口弟口/(mm) (mm)流量/3(m3/h)揚程/m轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速/r/mi n吸程/m電機(jī)

20、功率P/kw32FPZ-11(D)30X303.411284050.757. MBR池排泥設(shè)計理論上每日的污泥量（按SS去除率計算）:2W=a （C0-S/1OOO2（1-P0）式中：Q設(shè)計流量，m3/dC0 -進(jìn)水懸浮物濃度，mg/LCl -出水懸浮物濃度，mg/LPo -污泥含水率，取為98%每日的污泥量計算得 W=20Q(1-0.98)=1.1 m3/d可以取為每天污泥產(chǎn)量1.1m3/d，可用40mm排泥管，每天排泥一次，每次 排泥20min，每次排泥流量0.0009 m3/s。九、污泥濃縮池設(shè)計及計算1 污泥濃縮池設(shè)計說明污泥濃縮的主要目的是減少污泥體積，以便后續(xù)的單元操作。污泥濃縮的

21、操作方法有間歇式和連續(xù)式兩種。 通常間歇式主要用于污泥量較小的場合，而連續(xù)式則用于污泥較大的場合。污泥濃縮的方法有重力濃縮、氣浮濃縮、和離心濃縮，其中重力濃縮應(yīng)用最廣。根據(jù)本次設(shè)計知整個工藝流程產(chǎn)泥量較小，因此選擇一個不帶中心管的間歇式重力濃縮池，其結(jié)構(gòu)如圖所示。其濃縮原理是污泥在重力濃縮池中，污泥依次通過自由沉降、絮凝沉降、區(qū)域沉降、壓縮沉降的過程 來脫去部分水分。即是通過自身重力來壓密的過程。污泥濃縮池采用鋼混結(jié)構(gòu)。11a-|-進(jìn)泥/圖3.7不帶中心管間歇式重力濃縮池示意圖2 污泥濃縮池設(shè)計計算(1) 本次設(shè)計的污泥來源：a. 初沉池產(chǎn)生的剩余污泥；b. MBR產(chǎn)生的剩余污泥。根據(jù)前面計算

22、，產(chǎn)生的污泥流量為 1.8+1.1=2.9m3/d(2) 污泥固體濃度CC= 1 - P T式中：C污泥固體濃度，kg/m3;P濃縮前含水率，取 P=96%;:污泥密度，匸=1000kg/m3。計算得：污泥固體濃度 C=(1-0.96)杓00=40kg/m3(3) 濃縮池面積A八 VCM式中：A濃縮池面積，m2;V污泥量，m3/d;C污泥固體濃度，kg/m3;M 濃縮池污泥固體負(fù)荷，取 M=30kg/(m2 d)。2計算得：濃縮池面積A=2.9*40/30=3.87 m(4) 濃縮池直徑 D=(4*3.87/3.14) 1/2=2.22m(5) 濃縮池高度計算a.濃縮池工作部分高度h1TV24

23、A式中：h1濃縮池工作部分高度，m；T濃縮時間，一般為1016h，取T=12h;V污泥量，m3/d;A濃縮池面積，m2。計算得：濃縮池工作部分高度 h1=12*2.9/(24*3.87) =0.37mb.濃縮池有效水深H1h1 h2 h3式中：H1濃縮池有效水深，m；h1 濃縮池工作部分高度，m ；h2濃縮池超高，取h2=0.3m;h3濃縮池緩沖層高度，取h3=0.3m計算得：濃縮池有效水深 H1=h1+h2+h3=0.37+0.3+0.3=0.97mC.污泥斗深度h4D ah4 =t a n2式中：h4-污泥斗深度，m；D -濃縮池直徑，m ；d-污泥斗底部直徑，取d=0.2m；a泥斗側(cè)壁傾

24、角，取:=60 計算得：污泥斗深度 h4=(2.22-0.2)*tan60/2=1.75md. 濃縮池總高度 H= H什 h4=0.97+1.75=2.72m根據(jù)污泥濃縮池的設(shè)計規(guī)范,要求濃縮池總高度3m設(shè)計Hi=1.00m,h4=2.00m,設(shè)計濃縮池總高度 H= Hi+ h4=1.00+2.00=3.00m(6) 污泥斗容積怎 h 422V14 R Rr r3式中：V1 污泥斗容積，m3;h4污泥斗深度，m；R污泥斗上部半徑，R=1.11m；r污泥斗下部半徑，r=0.10m。223污泥斗容積 V1=3.14*2.00*(1.11 +1.11*0.10+0.10)/3=2.83 m(7) 濃縮池總體積23V =2.83+1.00*3.14(2.22/2) =6.70m(8) 濃縮后污泥量V2V2V(1 P)(1 Pt)式中：V2濃縮后污泥量，m /d；V污泥量，m /d；P濃縮前含水率，取 P=96%；Pt出泥含水率，取Pt=94%