AAO浸沒式MBR課程設(shè)計

1、學(xué)校代碼：10128學(xué) 號：201120303009水污染控制工程課程設(shè)計說明書題 目：生物膜懸浮生長聯(lián)合工藝處理生活污水工藝設(shè)計學(xué)生姓名: 康博學(xué) 院：能源與動力工程學(xué)院系 別：環(huán)境科學(xué)與工程系專 業(yè)：環(huán)境工程班 級：環(huán)工11-2 指導(dǎo)教師：李桂蘭 摘要生活污水主要是城市生活中使用的各種洗滌劑和污水、垃圾、糞便等，多為無毒的無機鹽類，生活污水 中含氮、磷、硫多，致病細菌多。而且生活污水可以導(dǎo)致病原體污染、富營養(yǎng)化污染、酸、堿、鹽污染。由于家庭用水，初期雨水、洗滌等用水，使廢水中的N,P嚴重超標，而且COD,BOD的值也在增加，為了減少這些指標的含量，我采用了A2/O工藝浸沒式MBR來對廢水中

2、的N,P的去除。膜生物反應(yīng)器（MBR）是以酶、微生物或動植物細胞為催化劑進行化學(xué)反應(yīng)或生物轉(zhuǎn)化，同時借助膜分離技術(shù)裝置不斷的分離出反應(yīng)產(chǎn)物并截留催化劑而進行反應(yīng)的裝置。污水處理中的MBR法是將膜分離技術(shù)中的超、微濾技術(shù)和活性污泥法有機結(jié)合的污水處理高新技術(shù)，主要有膜組件、生物反應(yīng)器、物料輸送三部分組成，其運行原理是利用反應(yīng)器內(nèi)大量的微生物有效地降解污水中各種有機物，使水質(zhì)得到凈化，并通過膜分離裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝中的二沉池，提高固液分離的效率，從而得到優(yōu)質(zhì)的出水，基本解決了傳統(tǒng)的活性污泥法存在的污泥膨脹、污泥濃度低等因素造成的出水水質(zhì)達不到中水回用要求的問題。關(guān)鍵詞：生活污水、MBR、A2/O工藝

3、 Abstract Sewage is mainly used in all kinds of detergents and city life sewage, trash, waste, etc., are non-toxic inorganic salts, sewage containing nitrogen, phosphorus, sulfur, disease-causing bacteria. Can lead to pathogens and sewage pollution and eutrophication pollution, acid, alkali, salt po

4、llution.Early because of the household water, rain water, washing with water, make the waste water of N, P exceeds bid badly, and COD, BOD values are also on the increase, in order to reduce the content of these indicators, I adopted the A2 / O process immersion of MBR to wastewater N, P removal. Me

5、mbrane bioreactor (MBR) is the enzymes, microbial or plant and animal cells as a catalyst for chemical or biological transformation, at the same time with the help of separating the reaction product of membrane separation technology units is increasing continuously and intercept catalysts and reacti

6、on devices. MBR method of wastewater treatment of membrane separation technique is super, microfiltration technology and activated sludge process organic combination of high and new technology for sewage treatment membrane module, bioreactor, material conveying of three parts, its operation principl

7、e is the use of the microorganisms in the reactor effectively degrade various organic matter in sewage, the purified water quality, and through membrane separation device to replace the traditional process of the second pond, improve the efficiency of solid-liquid separation, and the effluent qualit

8、y, basically solved the traditional activated sludge process, low sludge concentration, sludge bulking factor existing in the effluent water quality can not meet the water reuse demand caused by the problem. Key words: sewage, MBR, A2 / O process 目錄第一章 設(shè)計概述11.1設(shè)計內(nèi)容及要求1設(shè)計內(nèi)容11.1.2 設(shè)計要求11.2 設(shè)計參數(shù)11.2.1

9、設(shè)計污水流量11.3 設(shè)計原則2第二章 工藝流程的確定32.1 污水中水質(zhì)的分析32.2 工藝比選32.2.1 生物接觸氧化池工藝32.2.2 MBR工藝52.2.3氧化溝工藝7第三章 A2/O工藝浸沒式MBR設(shè)計計算103.1 A/A/O設(shè)計參數(shù)103.2 設(shè)計計算10第四章 污水處理流程工藝設(shè)計134.1 工藝流程設(shè)計及計算134.1.1 工程概況134.1.2 工程構(gòu)筑物134.2工藝流程圖17總結(jié)18參考文獻19第一章 設(shè)計概述本次課程設(shè)計主要是對某處理規(guī)模為120000 m3/d污水處理廠的曝氣池進行設(shè)計計算，原水水質(zhì)如下表：表1-1進出水水質(zhì)單位mg/L項目CODMnBOD5SST

10、NTP進水650-940470-8807008212出水602020151該水經(jīng)處理以后，要求水質(zhì)應(yīng)符合城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準GB8978-20021.1設(shè)計內(nèi)容及要求設(shè)計內(nèi)容對污水處理廠的各個構(gòu)筑物進行去除效率計算，根據(jù)生活的水質(zhì)特點對所擬處理工藝的工作原理、工藝流程、運行特點等對生物膜-懸浮生長聯(lián)合工藝在生活污水處理方法中的優(yōu)越性進行對比論證，確定處理工藝。 設(shè)計要求本次課程設(shè)計為工藝設(shè)計，具體要求如下：1工藝設(shè)計：給出污水處理工藝流程圖，并說明理由。2對MBR池進行設(shè)計計算，畫出其設(shè)備構(gòu)造圖1.2 設(shè)計參數(shù) 設(shè)計污水流量由設(shè)計資料可知，該污水處理廠平均每日污水量為： Qa=1200

11、00 m3/d=5000 m3/h (1-1) 1.3 設(shè)計原則 1）出水水質(zhì)達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準GB8978-2002中的1級B標準；2）工藝可靠，處理效果穩(wěn)定；3）投資省，設(shè)備簡單，操作簡單，運行費用低；4）既要去除BOD5，COD,又要處理污水中的氮、磷。第二章 工藝流程的確定2.1 污水中水質(zhì)的分析 根據(jù)表1可知，各污染物的去除率應(yīng)達到以下數(shù)值： COD去除率=（940-60）/940=93.6 BOD 去除率=（880-20）/880=97.7 TN 去除率=（82-15）/82=81.7 TP 去除率=（12-1）/12=91.72.2 工藝比選2.2.1 生物接觸氧化

12、法 1、工藝簡介由于醫(yī)院污水與城市污水水質(zhì)類似，比單純的生活污水水質(zhì)濃度要低，可生化性強，同時考慮到要去除氨氮和磷，擬主要采用生物接觸氧化法進行處理，有生物接觸氧化法主要是去除有機物，及脫氮，但純生物接觸氧化法的除磷效果不能滿足排放要求，需要加入除磷劑，生物接觸氧化法是活性污泥法于生物膜法的結(jié)合，曝氣池中填充填料，采用鼓風(fēng)曝氣，經(jīng)曝氣的廢水流經(jīng)填料層使填料表面長滿生物膜，微生物部分固著、部分懸浮，廢水和生物膜接觸，在生物膜的生化作用下，氨氮進一步分解。2、工藝流程圖廢水格柵調(diào)節(jié)池提升水泵生物接觸氧化池二沉池集泥間污泥濃縮池接觸消毒池排放加藥間污泥脫水間化糞池圖2-1 生物接觸氧化法工藝流程圖3

13、、工藝特點優(yōu)點：a、由于填料的比表面積大，池內(nèi)充氧條件好，生物接觸氧化池內(nèi)單位容積的生物量都高于活性污泥法曝氣池和生物濾池，因此生物接觸氧化池具有較高的容積負荷；b、不存在污泥膨脹問題，抗沖擊符合強；c、由于相當(dāng)一部分微生物附著生長在填料表面，生物接觸氧化法不需要設(shè)有污泥回流系統(tǒng)，也不存在污泥膨脹問題，運行管理簡便；d、由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流屬于完全混合型，因此生物接觸氧化池對水質(zhì)水量的驟變有較強的適應(yīng)能力。e、采用的半軟性填料，由變性聚乙烯塑料制成，既具有一定的剛性，也具有一定的柔性，能保持一定的形狀，同時又有一定的變形能力。具有良好的傳質(zhì)效果，對有機物去除效果高，耐腐蝕，不

14、堵塞，易于安裝，易于掛膜。f、操作簡單、運行方便，易于維護管理，不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，也不產(chǎn)生濾池蠅。g、生物接觸氧化處理技術(shù)具有多種凈化功能，除有效地去除有機污染物外，對脫氮和除磷也有一定的效果。缺點：a、填料上生物膜實際數(shù)量隨BOD負荷而變，BOD負荷高，則生物膜數(shù)量多，反之亦然。b、生物膜量隨負荷的增加而增加，負荷過高，則生物膜量過厚，在某些填料中易于堵塞c、由于填料設(shè)置氧化池的構(gòu)造較為復(fù)雜，曝氣設(shè)備的安裝和維護不如活性污泥法方便d、填料選用不當(dāng)，會嚴重影響接觸氧化法工藝的正常使用4、處理效果預(yù)計分析 表2-2 進出水預(yù)計分析水質(zhì)指標CODMnBOD5SSTP進水9408807007.6生

15、化池去除率70%80%10%70%出水2821766302.28二沉池去除率30%30%60%-出水197.4123.2252接觸氧化池去除率出水2.2.2 MBR工藝膜生物反應(yīng)器是用超濾膜代替二沉池進行污泥固液分離的污水處理裝置，為膜分離技術(shù)與活性污泥法的有機結(jié)合。超濾膜孔徑一般在0.10.4m,出水水質(zhì)相當(dāng)于二沉池再加超濾膜的效果。膜生物反應(yīng)器不僅提高污染物的去除率，在很多情況下可作為再生水直接回用，在將來的污水處理領(lǐng)域膜生物反應(yīng)器將會得到較多應(yīng)用。膜生物反應(yīng)器在一個處理構(gòu)建物內(nèi)可以完成生物降解和固液分離功能，生物反應(yīng)區(qū)的混合液固體濃度可以比活性污泥法高幾倍。膜生物反應(yīng)器的優(yōu)點是：容積負荷

16、高、水力停留時間短；污泥齡較長，剩余物理量減少；避免因為污泥絲狀膨脹或其他污泥沉降問題而影響抱起反應(yīng)區(qū)的MLSS濃度；在低濃度溶解氧濃度運行時，可同時進行硝化和反硝化；出水有機物濃度、懸浮固體濃度、濁度均很低，甚至致病微生物都可能被截留，出水水質(zhì)好；污水處理設(shè)施占地面積小。但膜造價高，使膜-生物反應(yīng)器的基建投資高于傳統(tǒng)污水處理工藝；膜污染容易出現(xiàn)，給操作管理帶來不便；能耗高。醫(yī)院污水格柵提升泵調(diào)節(jié)池MBR反應(yīng)器集泥池排放污泥濃縮池污泥脫水間加藥間接觸消毒池毒間 圖2-2 MBR工藝流程圖表2-4出水預(yù)計分析 水質(zhì)指標CODMnBOD5SSTP進水94088070012去除率95.2%99.6%

17、-出水45.123.52氧化溝工藝 1 工藝介紹 氧化溝是延時曝氣法的一種特殊形式，一般采用圓形或橢圓形廊道，池體狹長，池深較淺，在溝槽中設(shè)有機械曝氣和推進裝置。池體的布置和曝氣、攪拌裝置都有利于廊道內(nèi)的混合液單向流動。具有較長的水力停留時間、較低的有機負荷和較長的污泥齡。因此相比傳統(tǒng)活污泥法、可以省略調(diào)節(jié)池、初沉池、污泥消化池、有的還可以省略二沉池。氧化溝能保證較好的處理效果，這主要是因為曝氣裝置特定的定位布置是氧化溝具有獨特水力學(xué)特征和工作特性。而且流程簡單、操作靈活、適應(yīng)性強、處理效率穩(wěn)定、操作管理方便，是連續(xù)運行、連續(xù)進水連續(xù)出水，污泥沉降性能好，污泥在氧化溝內(nèi)有一定好氧穩(wěn)定性，無需進

18、行污泥消化。2 工藝流程圖：廢水泵房細格柵沉砂池二沉池氧化溝污泥濃縮池接觸消毒池排放加藥間粗格柵貯砂池3、工藝特點優(yōu)點：a、在流態(tài)上，氧化溝的流態(tài)介于完全混合式和推流式之間，從水流流動形式上屬于推流式，但由于回流比較大，剛進入池內(nèi)的污水易于與溝內(nèi)混合液混合嗎，溝內(nèi)污泥濃度和污染物濃度基本保持一致，所以，從這個意義上講，氧化溝接近完全混合式，對水質(zhì)水量的波動具有較強的適應(yīng)性。b、污泥齡長，是傳統(tǒng)活性污泥法的3-6倍有機物，因而有機物可以在溝內(nèi)獲得較徹底的降解，且由于污泥負荷率低，一般能得到穩(wěn)定。c、污泥齡長，適合于硝化細菌生長，且由于溝中氧含量呈一定濃度梯度變化，可以造成缺氧環(huán)境，因而能夠提高脫

19、氮效果。缺點：a、濾料間水流緩慢，水力沖刷力?。?b、生物膜只能自行脫落，剩余污泥不易排走，滯留在濾料之間易引起水質(zhì)惡化，影 響處理效果；4、出水預(yù)計分析表2-3 出水預(yù)計分析水質(zhì)指標CODMnBOD5SSTP進水94088070012氧化溝去除率81.35%88.87%89.72%73.68%出水175.3197.94471.963.1584二沉池去除率30%30%60%-出水122.71768.528.784接觸氧化池去除率出水 綜上所述，任何一種方法，都能達到去除有機物和降磷脫氮的效果，且出水水質(zhì)良好，氧化溝和生物接觸氧化池的操作管理復(fù)雜，而MBR對氮，磷的去除效率很高，出水水質(zhì)更好，故

20、采用MBR法第三章 A2/O工藝浸沒式MBR設(shè)計計算 3.1 A/A/O設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量： Qa=120000m3/d = 5000m3/h （3-1） 污泥齡： （3-2） 污泥產(chǎn)率系數(shù)： Y=0.6 （3-3）3.2 設(shè)計計算（1）膜組件數(shù)量 膜組件產(chǎn)水量q=400m3/d膜組件用n為=300 （3-4） 好氧池分為10格 每格30個共計300個 為3列，10排單格好氧池的寬度B=3×2+4×0.8=9.2m單格好氧池的長度L0=10×2.7+9×0.4+2×0.8=32.2m生物池平均水深H1=5mV0=10B L0 H1=10×

21、;9.2×32.2×5=14812 m3 （3-5）（2）工藝參數(shù)復(fù)核 1 好氧池的水力停留時間 HRT0= V0/Qa=14812/5000=3 h （3-6） 2 污泥齡 3 好氧池污泥濃度。好氧池中活性污泥揮發(fā)比fX=0.7 產(chǎn)率系Y=0.6 污泥衰減系數(shù)Kd=0.05d-1，進水BOD濃度 S0=880mg/L 出水BOD全部為溶解性有機物，考慮到安全系數(shù)，Se=10mg/L 好養(yǎng)池揮發(fā)性活性污泥濃度為X0V= （3-7）MLSS濃度=X0V/fX=7698/0.7=10984 取11000mg/L 4 確定回流比 進水TN =82mg/L 出水TN濃度 =15mg

22、/L 回流比為 （3-8）設(shè)計值取R=500，其中厭氧池回流比R 1=250，缺氧池回流比R 2=250 5 厭氧池污泥濃度 （3-9）6 缺氧池污泥濃度 （3-10）(3) 厭氧池計算 厭氧池停留時間HRTA1=1.5 h 厭氧池容積VA1=QHRTA1=5000×1.5=7500 m3 厭氧池分為10格每格寬7.5m，深同好氧池5m LA1= （3-11） (4) 缺氧池的計算 進水TN =82mg/L 出水TN濃度 =15mg/L 脫氮速率k=0.025kgBOD5/kgMLSS 缺氧池容積 （3-12） 分10格 每格寬7.5m 深5m LA2=按照15m計算 缺氧池水力停留

23、時間 HRTA2= VA2/Q=1.04h 總水力停留時間HRT=3+1.5+1.04=5.54 h （3-13）第四章 污水處理流程工藝設(shè)計4.1 工藝流程設(shè)計及計算 工程概況 污水經(jīng)集水井進入格柵截留大顆粒有機物和漂浮物后，再由提升泵進入沉砂池，依次進入初沉池、厭氧池、缺氧池、好氧池。然后經(jīng)過二沉池，一部分經(jīng)過硝化液回流，然后經(jīng)過消毒出水。 工程構(gòu)筑物1集水井原水在集水井中匯集，儲存?zhèn)溆谩?格柵格柵是由一組平行的金屬柵條、塑料齒鉤或金屬篩網(wǎng)、框架及相關(guān)裝置制成，傾斜安裝在污水渠道、泵房集水井的進口處或污水處理廠的前端，用以截留污水中較大的懸浮物或漂浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、果皮、蔬菜、塑料

24、制品等，防止堵塞和纏繞水泵機組、曝氣器、管道閥門、處理構(gòu)筑物配水設(shè)施、進出水口，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負荷，并使之正常進行。被截留的物質(zhì)稱為柵渣。按格柵柵條間距的大小不同,格柵分為粗格柵(50100mm)、中格柵(1040mm)和細格柵(1.510mm)3類。按格柵的清渣方法，有人工格柵、機械格柵和水力清除格柵三種，目前，污水處理廠大多都采用機械格柵。3提升泵房（與中格柵合建在一起）本設(shè)計中采用中格柵和提升泵房（兩者合建在一起）。中格柵用以截留水中的較大懸浮物或漂浮物，以減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負荷，用來去除那些可能堵塞水泵機組諸管道閥門的較粗大的懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運行的裝置。

25、提升泵房用以提高污水的水位，保證污水能在整個污水處理流程過程中流過，從而達到污水的凈化。泵房進水角度不大于45度。4沉砂池沉砂池一般是設(shè)在污水處理廠生化構(gòu)筑物之前的泥水分離的設(shè)施。分離的沉淀物質(zhì)多為顆粒較大的砂子，沉淀物質(zhì)比重較大，無機成分高，含水量低。污水在遷移、流動和匯集過程中不可避免會混入泥砂。污水中的砂如果不預(yù)先沉降分離去除，則會影響后續(xù)處理設(shè)備的運行。最主要的是磨損機泵、堵塞管網(wǎng)，干擾甚至破壞生化處理工藝過程。常用的沉砂池的形式有平流式沉砂池、曝氣沉砂池和旋流沉砂池。表4-1 沉砂池的比較池型優(yōu)點缺點適用條件平流沉砂池構(gòu)造簡單、沉砂效果較好且穩(wěn)定，運行費用低，重力排砂方便 重力排砂時

26、施工困難，沉沙含有機物多，不易脫水小型、中型污水廠曝氣沉砂池構(gòu)造簡單，沉砂效果較好，沉砂清潔易于脫水、機械排砂、能起預(yù)曝氣作用占地面積大、投資大、運行費用高中型、大型污水廠旋流沉砂池沉沙效果好且可調(diào)節(jié)，適應(yīng)性強，占地少、省投資構(gòu)造復(fù)雜、運行費用高大、中、小型污水廠綜上所述曝氣沉砂池在沉砂效果相同的情況下，對流量的變化適應(yīng)能力強；可以通過曝氣量控制水流的水力停留時間或在池內(nèi)造成環(huán)流，有利于砂粒與有機物的分離。因為SS含量比較高，后續(xù)都是關(guān)于生物膜法的應(yīng)用，所以選用曝氣沉砂池，能起到曝氣與混合絮凝作用。5MBR工藝由于泥和水的分離采用了膜分離技術(shù)，使得MBR有兩個突出的優(yōu)點。 一是出水水質(zhì)好。當(dāng)采

27、用超濾膜時，出水SS幾乎為零，使得出水COD,BOD等指標大幅度降低。根據(jù)北京市小河污水處理廠的經(jīng)驗，當(dāng)MBR（A/A/O工藝）用于以生活污水為主的城鎮(zhèn)污水處理時，其出水COD通常小于30mg/L，BOD小于5mg/L，氨氮小于1.5mg/L,TP小于0.5mg/L。二是節(jié)省占地。由于生物不會隨出水流失，生物反應(yīng)池中的污泥濃度可以大幅度提高，容積可以大幅度縮小。當(dāng)采用浸沒式MBR時，生物反應(yīng)池中的污泥濃度可達10-20g/L，比傳統(tǒng)生物處理方法的污泥濃度提高2-7倍。6二次沉淀池二沉池設(shè)在生物處理構(gòu)筑物后面，用于沉淀分離活性污泥或去除生物膜法中脫落的生物膜是整個活性污泥法系統(tǒng)中非常重要的組成部

28、分，是進行泥水分離和污泥部分壓縮的處理單元，使混合液澄清、濃縮和回流性污泥。二沉池是曝氣池出水的分離場所，是曝氣池活性污泥的來源，它的工作效果直接影響活性污泥系統(tǒng)的出水水質(zhì)和回流污泥濃度。沉淀池按構(gòu)造形式可分為平流式、輻流式和豎流式沉淀池，另外還有斜板（管）沉淀池。輻流式沉淀池一般采用對稱布置，有圓形和正方形。主要由進水管、出水管、沉淀區(qū)、污泥區(qū)及排泥裝置組成。按進出水的形式可分為中心進水周邊出水、周邊進水中心出水和周邊進水周邊出水三種類型，其中，中心進水周邊出水輻流式沉淀池應(yīng)用最廣。周邊進水可以降低進水時的流速，避免進水沖擊池底沉泥，提高池的容積利用系數(shù)。這類沉淀池多用于二次沉淀池。本設(shè)計中

29、采用機械吸泥的向心式圓形輻流沉淀池，進水采用中心進水周邊出水。7接觸池接觸池是使消毒劑與污水混合，進行消毒的構(gòu)筑物。主要功能是消毒殺菌，去除水中的有毒有害物質(zhì)。常用的消毒方法見下表:常用消毒方法比較如下圖方法優(yōu)點缺點適用對象加氯消毒效果可靠穩(wěn)定、設(shè)備投配簡單、造價運行費低可能形成有害的氯化有機物大中型污水廠漂白粉消毒漂白粉直投設(shè)備簡單、運行控制簡單含氯量低，用量多小型污水廠臭氧氧化效率高并能降解有機物、色、味等接觸時間短且不受PH與溫度影響不產(chǎn)生有害副產(chǎn)物設(shè)備復(fù)雜，投資高消耗電能多，運行費用高，需避免殘余臭氧納污水體衛(wèi)生要求高的大中小污水廠紫外線消毒效率高、接觸時間短、無氣味產(chǎn)生、不改變水的理

30、化性質(zhì)消耗電能多，運行費用高，照射燈具消耗高小型污水廠出水達到國家二級標準，消毒劑是起到保安作用的，目前大部分污水處理廠都采用加氯消毒或漂白粉消毒，再綜合上表中的比較，本次工藝選取加氯消毒。8.污泥濃縮池 污泥濃縮是降低污泥含水率，減少污泥體積的有效方法。污泥濃縮主要減縮污泥的間隙水。污泥濃縮的方法有沉降法、氣浮法和離心法。本次課設(shè)采用污泥濃縮池。在濃縮池中，固體顆粒借重力下降，水分從泥中擠出，濃縮污泥從池底排出。9.污泥脫水設(shè)備 將流態(tài)的原生、濃縮污泥脫除水分，轉(zhuǎn)化為半固態(tài)或固態(tài)泥塊的一種污泥處理方法。經(jīng)過脫水后，污泥含水率可降低到百分之五十五至百分之八十，視污泥和沉渣的性質(zhì)和脫水設(shè)備的效能而定。污泥的進一步脫水