污水處理MBR技術(shù)方案

1、門城湖60m3/d MBR污水處理項(xiàng)目技 術(shù) 方 案2013年04月目 錄1概 述41.1工程建設(shè)規(guī)模41.2設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)41.3設(shè)計(jì)原則41.4范圍劃分42工藝流程62.1工藝流程62.2外置壓力式MBR工藝描述72.3外置壓力式MBR與浸沒式MBR的比較83工藝設(shè)計(jì)123.1現(xiàn)有設(shè)施的利用和新增設(shè)施12現(xiàn)有設(shè)施的利用12新增設(shè)施123.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)123.3工藝設(shè)計(jì)12污水格柵12化糞池13調(diào)節(jié)池13可移動(dòng)式MBR裝置134運(yùn)行及自動(dòng)控制154.1設(shè)計(jì)原則154.2儀表配置要求15在線流量表15壓力表15液位計(jì)154.3控制系統(tǒng)的構(gòu)成和功能15控制方式15控制系統(tǒng)的功能165耗定額、

2、化學(xué)品規(guī)格及產(chǎn)品成本175.1消耗定額175.2化學(xué)品規(guī)格17檸檬酸17次氯酸鈉175.3產(chǎn)品成本17基礎(chǔ)數(shù)據(jù)17產(chǎn)品成本186設(shè)備清單191 概 述1.1 工程建設(shè)規(guī)模根據(jù)要求，本項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模為，設(shè)計(jì)進(jìn)水流量60m3/d。設(shè)計(jì)進(jìn)水溫度12-25（其它相關(guān)的指標(biāo)見進(jìn)出水水質(zhì)）。1.2 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)如表1-1所示：表1-1進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)項(xiàng) 目單位進(jìn)水產(chǎn)水CODmg/L40050BODmg/L18010SSmg/L27010氨氮mg/L355溫度12251.3 設(shè)計(jì)原則本項(xiàng)目設(shè)計(jì)遵循以下原則（1） 關(guān)鍵產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到GB18918一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，具體見表1-1；（2） 嚴(yán)格遵守國家

3、關(guān)于環(huán)保、職業(yè)安全衛(wèi)生、消防和節(jié)能等方面的規(guī)定；（3） 采用合理的工藝和控制水平，確保出水水質(zhì)和生產(chǎn)安全可靠；（4） 貫徹節(jié)約用地，節(jié)約投資的原則；（5） 合理布置，精心設(shè)計(jì)，節(jié)省工程建設(shè)投資，加快工程建設(shè)進(jìn)度。1.4 范圍劃分乙方范圍：乙方負(fù)責(zé)粗格柵、調(diào)節(jié)池水泵、可移動(dòng)式MBR裝置（含生化池、MBR機(jī)組）等相關(guān)設(shè)備，以及供貨設(shè)備（粗格柵除外）以及設(shè)備與設(shè)備之間的管道的安裝、調(diào)試，具體供貨設(shè)備詳見第6章：設(shè)備清單。甲方范圍：粗格柵的安裝；提供可移動(dòng)式MBR機(jī)組的地面平整工作；負(fù)責(zé)提供380V電源至可移動(dòng)式MBR裝置內(nèi)配電柜。MBR產(chǎn)水從可移動(dòng)式MBR裝置至門城湖公園的管道安裝。2 工藝流程2.

4、1 工藝流程本項(xiàng)目采用金科藍(lán)泰MBR凈水機(jī)組，總體工藝為外置壓力式MBR工藝。膜-生物反應(yīng)器（Membrane-Bioreactor,簡稱MBR）是一種將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)污水生物處理工藝有機(jī)結(jié)合的新型高效污水處理與回用工藝，近年來在國際水處理技術(shù)領(lǐng)域日益得到廣泛關(guān)注。在國內(nèi)再生水處理工程中也得到了較大的推廣和應(yīng)用。膜生物反應(yīng)器具有如下特點(diǎn)：l 產(chǎn)水率高，處理后出水可全部回用；l 處理效率高，出水水質(zhì)優(yōu)良穩(wěn)定，處理出水幾乎不含SS，極其清澈，感觀好?？芍苯幼鳛樯铍s用水回用；l 運(yùn)行靈活，對水質(zhì)水量的變化適應(yīng)性很強(qiáng)。尤其對于一些新建社區(qū)或季節(jié)性的度假場所，即使進(jìn)水量遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)水量，通過PLC編程

5、調(diào)節(jié)運(yùn)行周期，使運(yùn)行不受影響；l 工藝流程簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，占地少，適用于任何場合；l 易于完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，無需專人負(fù)責(zé)運(yùn)行維護(hù)；l 剩余污泥產(chǎn)量低。來水先經(jīng)過粗格柵預(yù)處理后，進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量均衡。調(diào)節(jié)池出水用泵提升至生化部分，生化池內(nèi)的活性污泥混合液經(jīng)進(jìn)水循環(huán)泵送入膜組件，風(fēng)機(jī)在膜組件內(nèi)進(jìn)行曝氣，形成錯(cuò)流循環(huán)。膜出水在出水泵的作用下，進(jìn)入膜產(chǎn)水箱。為減緩膜污染的發(fā)展，出水泵運(yùn)行一定時(shí)間后，啟動(dòng)反沖洗泵，對膜組件進(jìn)行反沖洗。當(dāng)膜污染發(fā)展到一定程度后，分別投加一定量的檸檬酸和次氯酸鈉，對膜組件進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化清洗。MBR出水先進(jìn)入膜產(chǎn)水箱，膜產(chǎn)水箱兼作反洗水箱用；MBR工藝產(chǎn)生的污泥量非常少，定

6、期將污泥排到附近的化糞池；排空水定期排至附近的化糞池。2.2 外置壓力式MBR工藝描述好氧池內(nèi)的活性污泥混合液經(jīng)進(jìn)水循環(huán)泵送入膜組件，風(fēng)機(jī)在膜組件內(nèi)進(jìn)行曝氣，形成錯(cuò)流循環(huán)。膜出水在出水泵的作用下，進(jìn)入膜產(chǎn)水箱；而循環(huán)液則回到好氧池。由于回流活性污泥回流至缺氧區(qū)，已硝化的混合液再回流到缺氧池前端，在這里部分硝酸鹽通過反硝化轉(zhuǎn)化成為氮?dú)庖赃_(dá)到除氮的目的。為了提高生物反硝化的效果，缺氧池設(shè)計(jì)成推流形式。FIRAir循環(huán)泵生化池鼓風(fēng)機(jī)膜組件反洗水箱及反洗泵產(chǎn)水泵MBR系統(tǒng)示意圖MBR工程照片在外置壓力式MBR的運(yùn)行中，生化曝氣池內(nèi)的活性污泥混合液經(jīng)進(jìn)水循環(huán)泵送入膜組件，風(fēng)機(jī)在膜組件內(nèi)進(jìn)行曝氣，形成錯(cuò)流

7、循環(huán)。膜出水在出水泵的作用下，進(jìn)入膜產(chǎn)水箱。為減緩膜污染的發(fā)展，出水泵運(yùn)行一定時(shí)間后，啟動(dòng)反沖洗泵，對膜組件進(jìn)行反沖洗。當(dāng)膜污染發(fā)展到一定程度后，分別投加一定量的檸檬酸和次氯酸鈉，對膜組件進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化清洗。系統(tǒng)全自動(dòng)化運(yùn)行，設(shè)有流量傳感器、壓力傳感器等，對運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。出水管路設(shè)置在線濁度儀，監(jiān)測系統(tǒng)出水水質(zhì)的變化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)預(yù)警。工藝特色1膜組件強(qiáng)度高，不易出現(xiàn)斷絲，出水水質(zhì)穩(wěn)定。相對于其他廠商的中空纖維膜組件，Airlift MBR膜組件，膜絲間有堅(jiān)固的支撐層，強(qiáng)度高，不易出現(xiàn)斷絲、破裂和脫落，從而確保了出水水質(zhì)的穩(wěn)定。2外置式設(shè)計(jì)，美觀大方，便于膜組件的清洗、更換等，運(yùn)行管理方便。

8、外置式膜-生物反應(yīng)器，膜組件與生物反應(yīng)器分開，便于膜組件的清洗、更換等，維護(hù)操作簡單安全，易于控制。2.3 外置壓力式MBR與浸沒式MBR的比較膜生物反應(yīng)器有兩種形式：壓力式和浸沒式，對于這兩種形式的比較如下：膜污水處理水污水處理水膜圖1壓力式膜生物反應(yīng)器圖2浸沒式膜生物反應(yīng)器（1）給水方式外置壓力式MBR超濾膜安裝在好氧生物反應(yīng)池的外部，因此循環(huán)給水泵供給每個(gè)超濾單元的水質(zhì)是一致的。 浸沒式MBR超濾膜組件浸沒在好氧生物反應(yīng)池中，給水管設(shè)置了水池的一端，因此在運(yùn)行時(shí)浸沒式膜的給水呈推流式，靠近給水側(cè)的膜組件的給水中污染物濃度低，隨著給水不斷抽吸進(jìn)入產(chǎn)水端，距給水側(cè)越遠(yuǎn)，膜組件的給水中污染濃度

9、越高，因此超濾膜絲截留污染物是不均勻分布的；浸沒式MBR超濾膜組件由許多中空纖維膜絲組成，外壓式設(shè)計(jì)導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生膜絲集束問題，大量膜絲由于污染物堆積在膜絲間造成部分膜絲相互黏附在一起，導(dǎo)致實(shí)際過濾面積變小，膜通量比實(shí)際設(shè)計(jì)通量大。（2）反洗方式外置壓力式MBR超濾組件膜絲截留的污染物分布均勻，而且運(yùn)行時(shí)采用循環(huán)錯(cuò)流方式，膜表面污染物不易堆積。大流量的普通水力加氣反洗就可以完全去除機(jī)械截留和部分吸附的污染物，反洗沒有死角存在。浸沒式MBR超濾膜組件由于其膜絲截留污染物分布不均以及膜絲間污染物堆積產(chǎn)生集束問題，即使每次反洗時(shí)需要進(jìn)行氣沖洗來增強(qiáng)反洗效果，但是這樣堆積在膜絲和接口之間的污染物仍然

10、很難去除。（3）化學(xué)清洗方式外置壓力式MBR超濾膜組件采用定期進(jìn)行化學(xué)增強(qiáng)反洗的方式，清洗劑限制在MBR超濾系統(tǒng)的小空間內(nèi)，不影響好氧生物反應(yīng)池中微生物的生長繁殖，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。化學(xué)增強(qiáng)反洗步驟：水力反洗加入清洗液浸泡水力反洗，過程簡單，耗時(shí)少。浸沒式MBR超濾膜組件采用定期化學(xué)清洗方式，為了不影響MBR好氧生物反應(yīng)池內(nèi)微生物的生長繁殖，需要將超濾膜組件從生化池中取出放入專用清洗水池中進(jìn)行化學(xué)清洗，清洗劑需要充滿整個(gè)專用水池，浪費(fèi)大量清洗液?；瘜W(xué)清洗步驟：將膜組件從生化池中取出加入清洗液浸泡反洗排放清洗液將膜組件放回生化池中，過程復(fù)雜，耗時(shí)長，工作量很大。（4）設(shè)備維護(hù)和檢修外置壓力式MBR

11、超濾設(shè)備維護(hù)和檢修方便。在不需要拆卸膜組件的情況下，完整性檢測可以通過壓力衰減法快速定位存在破損膜絲的膜組件，膜組件中存在破損的膜絲可以通過簡單的產(chǎn)水側(cè)水壓進(jìn)水側(cè)水流方法快速找到。浸沒式MBR超濾設(shè)備只用壓力衰減法。如果出現(xiàn)膜絲破損需要用起重機(jī)將整個(gè)膜模塊從水池中吊出然后將一個(gè)膜模塊中的所有膜組件依次進(jìn)行檢測，工作量大。（5）投資成本壓力式MBR超濾系統(tǒng)土建投資成本低，無需特殊的土建設(shè)計(jì)，適合各種生化處理池，而且，根據(jù)不同時(shí)期，不同生產(chǎn)的要求進(jìn)行設(shè)備的安裝和設(shè)置，靈活性好，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)備的添加和減少。浸沒式超濾系統(tǒng)需要在建設(shè)初期設(shè)計(jì)特殊的土建，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資較大。設(shè)備的應(yīng)變能力差，不

12、能隨著水量和水質(zhì)的變化進(jìn)行調(diào)整設(shè)計(jì)，一旦設(shè)備安裝完成，改造和擴(kuò)建的可能性較差。若水量進(jìn)行調(diào)整時(shí)，無法達(dá)到經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行模式。此外，綜合整個(gè)設(shè)備的投資（包括膜，曝氣頭、鼓風(fēng)機(jī)、真空泵等設(shè)備）比較大，運(yùn)行管理要求高。（6）運(yùn)行成本外置壓力式MBR超濾系統(tǒng)運(yùn)行成本（電耗費(fèi)用+清洗藥劑費(fèi)+人工費(fèi)）較低，其中電耗費(fèi)用（水泵運(yùn)行費(fèi)）為0.35Kw/噸水。并且，由于采用了先進(jìn)的膜絲生產(chǎn)工藝和膜絲的制造材料（聚醚砜），膜絲的耐腐蝕性能和抗老化能力大大提高，在運(yùn)行過程中斷絲率非常低。正常的工況條件下，膜絲在使用生命周期內(nèi)（一般為5-7年）斷絲率幾乎接近于零。而浸沒式超濾系統(tǒng)的電耗費(fèi)用較高，這是由于它不僅要負(fù)擔(dān)水泵的

13、電耗，還要折算上鼓風(fēng)機(jī)的電耗費(fèi)用。同時(shí)，由于浸沒式超濾系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式注定了斷絲率較高，膜絲的使用壽命短，更換周期短，使用成本高。3 工藝設(shè)計(jì)3.1 現(xiàn)有設(shè)施的利用和新增設(shè)施門頭溝門城湖公園現(xiàn)有的污水處理裝置為簡單的沉淀處理裝置，由于周邊人口和商業(yè)活動(dòng)的增加，現(xiàn)有的處理設(shè)施已經(jīng)不能滿足使用要求，經(jīng)常造成溢流或幾乎兩天就需要采用車將污水運(yùn)至污水處理廠，造成運(yùn)行成本大幅度增加，勞動(dòng)強(qiáng)度大，需要新增處理設(shè)施，將污水處理至排放標(biāo)準(zhǔn)，最終排入門城湖公園內(nèi)。3.1.1 現(xiàn)有設(shè)施的利用門城湖公園現(xiàn)有的污水處理裝置可利用的設(shè)施有：1、 將沉淀池利用為新處理設(shè)施的預(yù)處理化糞池和調(diào)節(jié)池；2、 充分利用現(xiàn)有的重力流，

14、減少水力提升3.1.2 新增設(shè)施新增的設(shè)施有：1、 粗格柵：利用現(xiàn)有的重力流條件，設(shè)置粗格柵；2、 增加2臺(tái)提升泵，將污水提升至生化反應(yīng)池；3、 新增生化反應(yīng)池和MBR膜裝置。3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)系列數(shù)：1個(gè)系列平均處理量：60m3/d短時(shí)峰值時(shí)流量：4m3/h（四小時(shí)以內(nèi)）混合液設(shè)計(jì)濃度：MLSS 8,000 mg/l；3.3 工藝設(shè)計(jì)3.3.1 污水格柵格柵渠內(nèi)設(shè)機(jī)械粗格柵一臺(tái)，以截取污水中較大的漂浮物及雜質(zhì)，保護(hù)后續(xù)水工構(gòu)筑物及設(shè)備正常運(yùn)行；柵渣排入手推小車，定期外運(yùn)。粗格柵的設(shè)計(jì)參數(shù)為：格柵數(shù)量：1臺(tái)格柵形式：回轉(zhuǎn)式格柵設(shè)計(jì)處理量：100m3/h格柵間隙：2mm格柵寬帶：500m設(shè)計(jì)過

15、柵流速：0.6mm/s3.3.2 化糞池化糞池利用現(xiàn)有設(shè)施。廢水經(jīng)格柵攔污后，進(jìn)入化糞池。3.3.3 調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池利用現(xiàn)有設(shè)施污水自化糞池自流進(jìn)入均質(zhì)調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)潛污泵2臺(tái)（1用1庫備），廢水經(jīng)加壓提升后輸送至生化反應(yīng)池。潛污泵設(shè)計(jì)參數(shù)為：形式：潛污泵流量：4m3/h揚(yáng)程：15m功率：0.37KW材質(zhì)：鑄鐵3.3.4 可移動(dòng)式MBR裝置可移動(dòng)式MBR裝置內(nèi)布置生化池、MBR膜機(jī)組以及相應(yīng)的配電及控制。生化池采用不銹鋼拼接水箱，停留時(shí)間為7小時(shí)；采用曝氣頭進(jìn)行充氣曝氣。生化曝氣池內(nèi)的活性污泥混合液經(jīng)膜進(jìn)水泵送入膜組件，膜鼓風(fēng)機(jī)在膜組件內(nèi)進(jìn)行曝氣，形成錯(cuò)流循環(huán)。膜出水在膜產(chǎn)水泵的作用下，進(jìn)入

16、膜產(chǎn)水箱。為減緩膜污染的發(fā)展，膜產(chǎn)水泵運(yùn)行一定時(shí)間后，啟動(dòng)膜反沖洗泵，對膜組件進(jìn)行反沖洗。當(dāng)膜污染發(fā)展到一定程度后，分別定期人工投加一定量的檸檬酸和次氯酸鈉，對膜組件進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化清洗。設(shè)備技術(shù)規(guī)格表MBR供水泵（變頻控制）1臺(tái)（立式管道泵）單臺(tái)參數(shù)Q=50m3/h,H=5m,P=1.5KWMBR產(chǎn)水泵（變頻控制）1臺(tái)（立式管道泵）單臺(tái)參數(shù)Q=4m3/h,H=6m,P=0.37KWMBR反洗泵1臺(tái)（立式管道泵）單臺(tái)參數(shù)Q=20m3/h,H=15m,P=2.2KW氣提風(fēng)機(jī)1臺(tái)單臺(tái)參數(shù)Q=0.67m3/min,H=4.5m,P=2.2KW反洗Y型過濾器1臺(tái)單臺(tái)參數(shù)Q=20m3/h,過濾精度3mmMB

17、R膜組套數(shù)1套（2支膜組件）MBR系統(tǒng)單套設(shè)計(jì)處理能力60m3/d膜材質(zhì)聚偏二氟乙烯膜形式中空管式膜每支膜過濾面積33m2過濾精度0.025m管內(nèi)徑5.2 mm單支膜組件大小200 H3000 mm膜通量60L/m2/hTMP0.05-0.2 bar水溫1225MBR膜操作周期7-10min清洗歷時(shí)10s手動(dòng)CEB頻率1-2/monthCEB歷時(shí)2 h4 運(yùn)行及自動(dòng)控制4.1 設(shè)計(jì)原則根據(jù)工藝裝置的規(guī)模、特點(diǎn)及其控制要求，本系統(tǒng)控制基本為自動(dòng)控制運(yùn)行。與系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)的各工藝單元的有關(guān)溫度、液位、壓力、流量設(shè)置相應(yīng)的在線分析儀表。對控制系統(tǒng)的關(guān)鍵變量，均采取了自動(dòng)聯(lián)鎖和報(bào)警措施。對于MBR膜組等

18、部分，在現(xiàn)場設(shè)置現(xiàn)場PLC，以滿足流程實(shí)際操作需要。4.2 儀表配置要求4.2.1 在線流量表（1） MBR進(jìn)水管設(shè)在線流量計(jì)；（2） MBR產(chǎn)水設(shè)在線流量計(jì)；（3） 空氣管設(shè)在線流量計(jì)；4.2.2 壓力表（1） MBR機(jī)組；（2） 水泵及風(fēng)機(jī)進(jìn)出管4.2.3 液位計(jì)各類水池、水箱設(shè)置靜壓式液位計(jì)或液位開頭及與水泵連鎖。4.3 控制系統(tǒng)的構(gòu)成和功能4.3.1 控制方式采用操作員站進(jìn)行監(jiān)視控制，即通過CRT畫面和鍵盤（或鼠標(biāo)）對整個(gè)工藝系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視控制，控制室不再設(shè)常規(guī)控制儀表盤。整套工藝流程及測量參數(shù)、控制對象狀態(tài)、成組參數(shù)都可在CRT屏幕上顯示出來。當(dāng)參數(shù)越限報(bào)警或控制對象故障和變化時(shí)，CR

19、T以不同的顏色顯示，并配有音響提示。在每臺(tái)設(shè)備旁邊設(shè)有就地控制箱，就地控制箱上有一對一的操作開關(guān)，主要用于調(diào)試初期和緊急情況下的操作。正常情況下操作集中在控制室由PLC進(jìn)行程控操作。4.3.2 控制系統(tǒng)的功能本系統(tǒng)采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，主要用于水處理系統(tǒng)的生產(chǎn)控制、運(yùn)行操作、監(jiān)視管理?？刂葡到y(tǒng)不僅有可靠的硬件設(shè)備，還有功能強(qiáng)大、運(yùn)行可靠、界面友好的系統(tǒng)軟件、編程軟件和控制軟件。操作員站具有以下功能：1、 實(shí)現(xiàn)水處理系統(tǒng)自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)的運(yùn)行及工藝過程實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，每個(gè)工藝設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以不同顏色指示；2、 對系統(tǒng)工藝參數(shù)儀表信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、顯示、報(bào)警、提醒運(yùn)行人員注意。3、 PLC編程及參數(shù)修改；4、 工藝系統(tǒng)總畫面，此畫面可顯示整套工藝系統(tǒng)的運(yùn)行工況；5、 MBR系統(tǒng)畫面。此畫面可顯示MBR工藝系統(tǒng)的的運(yùn)行工況，包括流量、壓力等；5 耗定額、化學(xué)品規(guī)格及產(chǎn)品成本5.1 消耗定額本工程