MBR污水處理工藝設計說明書

1污水處理工藝設計一、課程設計題目度假村污水處理工程設計二、課程設計的原始資料1、污水水量、水質(1)設計規(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,自行確定設計水量。(2)進水水質處理的對象為餐飲廢水和居民區(qū)生活污水。進水水質：項目含量/(mg/L)2、污水處理要求污水處理后水質應優(yōu)于《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質》項目含量/(mg/L)污水擬采用MBR工藝處理常年主導風向為西南風5、污水排水接納河流資料該污水處理設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)狀進入該污水處理設施污水管端點的地面標高為109米2三、工藝流程圖進水進水格柵初沉池調節(jié)池MBR反應池出水圖1工藝流程圖2.《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質》(GB18921-2002)5.《給水排水工程結構設計規(guī)范》(GB50069-2002)7.《膜生物反應器——在污水處理中的研究和應用》顧國維、何義亮編著五、細格柵的工藝設計(1)柵前水深h=0.1m;3Qmax最大設計流量，0.0035m3/s1柵前水深，取0.1mv過柵流速，取0.6/s;α——格柵傾角，取60;B=s(n-1)+bnS—_格條寬度，取0.01m。B=0.01×(11-1)+0.005×11=0.155m;(取B=0.2m)3)過柵水頭損失：β=1.67(選用迎水、背水面均為半圓形的矩形)取柵前渠道超高h?=0.3m柵前槽高H?=h+h?=0.1+0.3=0.47)柵后槽總高度：H=h+h.+h=0.1+0.3+0.2=0.6m8)柵槽總長度：細格柵的柵前進水渠道漸寬部分長度L?:若進水渠寬B?=0.18m漸寬部分展開角α?=20,則此進水渠道內(nèi)的流速V?=0.6m/s,則：4故采用人工清渣六、初沉池設計(1)沉淀區(qū)的表面積A:A=12.5/2=6.25m2(2)沉淀區(qū)有效水深h?:h?=q:th?=2*1.0=2.0m 沉淀時間，初沉池一般取0.5～2.0h:二沉池一般取1.5～4.0h。沉淀區(qū)的有效水深h?通常取2.0～4.0m。取t=1.0h(3)沉淀區(qū)有效容積V:V=6.25*2.0=12.5m35(4)沉淀池長度L:L=3.6v·tV最大設計流量時的水平流速，mm/s,一般不大于5mm/s。取v=4.5mm/s(5)沉淀池的總寬度B:B=A/L(6)沉淀池的數(shù)量n:n=B/b式中：n——沉淀池數(shù)量或分格數(shù)；此例設計n=1單斗排泥L/h?=16.2/2=8.1>8(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)的容積可按下式計算：n懸浮固體的去除率，取η=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1000Kg/m3po——污泥含水率，%;取po=96Vw=12.5*24*240*50%*100*2/[1000*1000(100-96)]=1.8m3(8)貯泥斗得容積V?:V?=(1/3)·h?′[S?+S?+(S?·S?)?]V?=(1/3)·2.8[1.44+0.16+(1.44:0.16)°5]6設計S?=3.6*0.4=1.44m2S?=0.4*0.4=0.16m2h?'=(3.6-0.4)*tan60/2=2.8mh?"=(16.2+0.3-3.6)*0.01=0.129m(9)沉淀池的總高度H:H=0.3+2+0.5+2.8+0.129=5.729mh沉淀區(qū)的有效水深，m;h緩沖層高度，m,無機械刮泥設備時為0.5m,有機械刮泥設備時，其上緣應高出刮板0.3m;(10)貯泥斗以上梯形部分的污泥容積V?:V?=0.5*(L?+L?)·h?"·bV?=0.5*(17+3.6)*0.129*0.4=0.53m3L?=3.6mb=0.4m污泥斗和梯形部分污泥容積V?+V?=1.94+0.53=2.47m3七、調節(jié)池的設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,高峰期又能達到300m2/d,設計連續(xù)高峰水量的時長為2d。該MBR工藝設備取用設計流量為200m3/d。當出現(xiàn)連續(xù)高峰水量時，調節(jié)池可用來蓄水。但當出現(xiàn)淡季水量時，調節(jié)池中的水又過少。所以為了保證污水處理設施在最高水量或最低水1.單格調節(jié)池設計(1)單格調節(jié)池有效容積V=QT=8.4×7.0=58.8m3(2)單格調節(jié)池尺寸調節(jié)池平面形狀為矩形，其有效水深采用h?=3.0m,調節(jié)池面積為：F=V/h=58.8/3.0=19.6m2池寬B取4.0m,則池長為L=F/B=19.6/4.0=4.9m取L=5.0m保護高h?=0.5m池總高H=0.5+3.0=3.5m2.空氣管計算在調節(jié)池內(nèi)布置曝氣管，氣水比為4:1,空氣量為Q?=8.4×4=0.0094m3/s。利用氣體的攪拌作用使來水均勻混合，同時達到預曝氣的作用?？諝饪偣蹹?取30mm,管內(nèi)流速V?為V?在10～15m/s范圍內(nèi)，滿足規(guī)范要求空氣支管D?:共設4根支管，每根支管的空氣流量q為：支管內(nèi)空氣流速V?應在5～10m/s范圍內(nèi)，選V?=8m/s,則支管管徑D?為取D?=20mm,8穿孔徑D?:每根支管連接兩根穿孔管，則每根穿孔管的空氣流量為3.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φ=2mm,穿孔管長一般為4m,孔眼數(shù)m=74個，則孔眼流速v為數(shù)量：1座構筑物：鋼砼結構水力停留時間：5h(1)膜組件清洗：3～6個月清洗一次(2)曝氣系統(tǒng)數(shù)量：1套組成：羅茨風機(2臺，一用一備)、曝氣器、管路閥門等膜組件有效容積計算a.MBR進水BODsSo=114mg/Lc.MBR對BODs的去除率達到95%～98%,出水BODsSe≤5.7mg/L本設計的膜選用日本久保田(Kubota)公司生產(chǎn)的液中膜，膜技術參數(shù)表如9序號名稱特性參數(shù)材質聚氯乙烯2膜孔直徑0.4μm3過濾方式重力過濾/吸引過濾4最大過濾壓力重力過濾：12kpa/吸引過濾：20kpa5耐化學藥品性耐酸耐堿性強(PH值2～12)6膜支架尺寸510型寬×高×厚：490mm×1000mm×6mm7膜支架有效面積0.8m2/張8膜通量0.4～0.8m3/m2.d1.膜支架張數(shù)計算(按每天24小時運行計算)n=Qa÷n÷t/24÷0.8 0.8膜支架有效面積,m2/張AS形適用于大型市政排水處理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故膜組件選用ES200(no=200)N=n÷no=625÷200=3.12組，取4組2.膜生物反應器池有效容積計算：(1)按膜組件安裝尺寸計算膜生物反應器有效容積：V=4.3×4.3×3m3=55.5m3取保護高度0.5m,則總容積(2)取BODs容積負荷Nv為1.0kg/(m3.d)WBops=Qa×So×103=200×114×103=23kg.BOD?/dV=Wgops÷Ny=23÷1.0=23m3由于根據(jù)BOD?容積負荷算出的池有效容積小于膜平面布置所得的池容積，故MBR池容積及尺寸按膜組件安裝尺寸確定。3.膜生物反應器池所需空氣量計算(1)膜裝置洗凈所需空氣：MBR所需鼓風量G=N×no×q=800×12式中：q——每張膜洗凈所需空氣量，一般為10～15L(2)生物處理所需空氣量：b——污泥自身氧化需氧率，一般為0.11～0.18kgO?/kgMLVSS·d;XMBR池內(nèi)MLSS濃度取12000mg/L;=10.8+74.5=85.3kg.O?/dG=Op/(0.277e)=85.3/(0.277×0.03)=10265m3/d=7.1m3/min由于生物氧化所需空氣量小于膜洗凈所需空氣量，鼓風機的選擇應以膜洗凈所需空氣量為依據(jù)，可選送風量為9.6m3/min左右的風機或總風量相同的數(shù)臺風機并聯(lián)運行。風口的壓力以池深為依據(jù)，本池深為3.5m,考慮到風管的阻力降，可取風壓P=4000mm水柱的風機。一般要求：曝氣管與膜組件下部距離一般為200～300mm,不能低于180排氣壓計算(1)供風管道沿程阻力以及局部阻力取曝氣干管管徑DN100,每池采用一根干管與22支支管管安裝于池底(詳見則干管空氣流速V=q/A=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h=RL,局部阻力損失h;=0.3hr。查圓形鋼板風管的線解圖，取R=52Pa/m,L=10m,計算干管壓損采用BSD-Q-192球冠式微孔曝氣器，主要性能參數(shù)：曝氣器尺寸D192×180mm適用工作空氣量0.8～3m3/h個服務面積氧利用率24～41%充氧能力0.169～0.294kgO?/h動力效率6.5～8.8kgO?/kw.h阻力損失設計MBR膜組件有效水深3m,則水深壓力3mH?O=29.4kPa0.52+0.156+26.05+7.81+29.4=63曝氣鼓風機的選擇：選擇RC100羅茨鼓風機，主要參數(shù)如下：轉速理論流量升壓流量軸功率配套電機機組最大重量型號功率kw根據(jù)MBR池水深3.5m,可確定吸程>=3.5m,考慮MBR出水水質較高，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)的蟲余量蟲余量進出口內(nèi)徑1型號流量/(m3/h)數(shù)量：2臺，圖3.6MBR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/%無機物鹽酸0.3～0.1有機物(藻類、細菌次氯酸鈉0.5～0.1有機物(蛋白質、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3-9FPZ型耐酸耐堿射流泵型號型號進口×出口/流量/揚程/m轉速轉速/吸程/m電機功率P/57.MBR池排泥設計理論上每日的污泥量(按SS去除率計算):W=Q×(Co-C?)/10002(1-P?)式中：C?-----進水懸浮物濃度，mg/LPo-----污泥含水率，%,取為98%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0.0009m3/s。九、污泥濃縮池設計及計算1.污泥濃縮池設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，其中重力濃縮應用最廣。根據(jù)本次設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，其結構如圖所示。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構。圖3.7不帶中心管間歇式重力濃縮池示意圖2.污泥濃縮池設計計算(1)本次設計的污泥來源：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，產(chǎn)生的污泥流量為1.8+1.1=2.9m3/d(2)污泥固體濃度CP——濃縮前含水率，取P=96%;a.濃縮池工作部分高度h?b.濃縮池有效水深H?H?=h?+h?+hh?——濃縮池工作部分高度，m;h?——濃縮池超高，取h?=0.3m;h?——濃縮池緩沖層高度，取h?=0.3m。計算得：濃縮池有效水深H?=h?+h?+h?=0.37+0.3+0.3=0.97mc.污泥斗深度h?d污泥斗底部直徑，取d=0.2m;a——泥斗側壁傾角，取α=60°。d.濃縮池總高度H=H?+h?=0.97+1.75=2.72m=1.00m,h?=2.00m,設計濃縮池總高度H=H?+h?=1.00+2.00=3.00m(6)污泥斗容積 污泥斗上部半徑，R=1.11m;r——污泥斗下部半徑，r=0.10m。(8)濃縮后污泥量V?VP——濃縮前含水率，取P=96%;P出泥含水率，取P=94%。計算得：濃縮后污泥體積V?=2.9*(1-0.96)/(1-0.94)=1.93m3/d。(9)排泥周期T=V1/V2=2.83/1.