MBR污水處理工藝方案設(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) 1、污水水量、水質(zhì)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，由丁旅游區(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,旅游淡季水量低丁70m3/d,常年水量為100150m3/d,自行確定設(shè)計水量。進水水質(zhì)處理的對象為餐飲廢水和居民區(qū)生活污水。進水水質(zhì):項目CODBODSSpHNH-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)丁城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)(GB18921-2002項目B

2、ODSSpHNH-NTP含量/(mg/L)6106.0-9.050.53、處理工藝污水擬采用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)施的出水需要回用丁度假村內(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(shè)施污水管端點的地面標高為109米三、工藝流程圖圖1工藝流程圖四、參考資料水污染控制工程教材城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)（GB18921-2002給排水設(shè)計手冊給水排水快速設(shè)計手冊5.給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50069-2002«MB毆計手冊.膜生物反應(yīng)器一一在污水處理中的研究和應(yīng)用

3、顧國維、何義亮編著.簡明管道工手冊第2版五、細格柵的工藝設(shè)計細格柵設(shè)計參數(shù)柵前水深h=0.1m；過柵流速v=0.6m/s;格柵間隙b細=0.005m；柵條寬度s=0.01m；格柵安裝傾角a=60?。細格柵的設(shè)計計算本設(shè)計選用兩細格柵，一用一備1）柵條間隙數(shù)：Qmax質(zhì):bhv0.0035sin6000.9,n如細0.005x0.1乂0.6（取n=11）式中：n細格柵間隙數(shù);Qmax-一最大設(shè)計流量，0.0035m3/sb柵條間隙，0.005;h柵前水深，取0.1mv過柵流速，取0.6/s;濟格柵傾角，取60?；2）柵槽寬度:B=s（n1）+bn式中：b柵槽寬度，mS格條寬度，取0.01m。B=

4、0.01X（11-1）+0.005X11=0.155m（取B=0.2n）3）過柵水頭損失：K取36二1.67（選用迎水、背水面均為半圓形的矩形）s4v20.0140.62h=仃（一）3s"=3k1.67*）乂sin600=0.2m2b2g0.00519.626）柵前槽總高度：取柵前渠道超高h1=0.3m柵前槽高H=h+h1=0.1+0.3=0.47）柵后槽總高度：H=hSf=0.1O.30.2=0.6m8）柵槽總長度：細格柵的柵前進水渠道漸寬部分長度Li：若進水渠寬B1=0.18m漸寬部分展開角成1=20?,則此進水渠道內(nèi)的流速v=0.6m/s,則:B-B0.2-0.18L=0.03

5、m4) 12tan2002tan200細格柵與出水渠道連接處的漸窄部位的長度L2:L0.03=-1=0.01522L=L"L。0.51.0H1=0.030.0150.51.00.4=1.8m12tan600tan6009）每日柵渣量：Kz=1.5W°一股為0.1-0.01m3103m3,細格柵取0.10m3103m3=0.02md<02m30.2dQw3000.10w01000*Kz1000*1.5故采用人工活渣六、初沉池設(shè)計(1) 沉淀區(qū)的表面積A:A=Qmax/q一一一一2A=12.5/2=6.25m式中：a沉淀區(qū)表面積，m；Qma最大設(shè)計流量，nVh；q表面水力

6、負荷，m/(m2-h);取q=2(2) 沉淀區(qū)有效水深h2:h2=q-th2=2*1.0=2.0m式中：h2沉淀區(qū)有效水深，m；t沉淀時間，初沉池一般取0.52.0h;二沉池一般取1.54.0h沉淀區(qū)的有效水深h2通常取2.04.0m。取t=1.0h(3) 沉淀區(qū)有效容積V:V=Ah23V=6.25*2.0=12.5m式中：V沉淀池有效容積，m3。(4) 沉淀池長度L:L=3.6v-tL=3.6*4.5*1.0=16.2m式中：L沉淀池長度，m；V 最大設(shè)計流量時的水平流速，mm/§一股不大丁5mm/s取v=4.5mm/s(5) 沉淀池的總寬度B:B=A/LB=6.25/16.2=0

7、.4m式中：B沉淀區(qū)的總寬度，m(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(shè)計n=1單斗排泥校核：L/B=16.2/0.4=40.5>4(符合)L/h2=16.2/2=8.1>8(符合)(7) 污泥區(qū)的容積Vv：對丁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：Vv=Qax24C0T100T/1000r(100-p。)式中：C0沉淀池進水懸浮物濃度，mg/L7懸浮固體的去除率，取7=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/m<含水率在95咖上時，可取1000Kg/m3P0污泥含水率，取P0=96V vf12.5*24

8、*240*50%*100*2/1000*1000(100-96)=1.8m3(8) 貯泥斗得容積V:V1=(1/3)恥/S1+S+(S1S2)0.5V1=(1/3)-2.81.44+0.16+(1.44-0.16)0.5=1.94m3式中：V1貯泥斗得容積，m3;s1,&貯泥斗得上下口面積，m。設(shè)計S1=3.6*0.4=1.44m2S2=0.4*0.4=0.16m2h4,=(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=h1+h2+h3+h4,+h4"H=0.3+2+0.5+2.8+0.1

9、29=5.729m式中：h沉淀池總高度，mh1淀池超高，m一般取0.3m；h2沉淀區(qū)的有效水深，mh3緩沖層高度，m無機械刮泥設(shè)備時為0.5m,有機械刮泥設(shè)備時，其上緣應(yīng)高出刮板0.3m；h4,一一貯泥斗高度，m；(10) h4h梯形部分的高度，m貯泥斗以上梯形部分的污泥容積V2:V2=0.5*(L1+L2)-h4"-bV2=0.5*(17+3.6)*0.129*0.4=0.53m3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V1+V=1.94+0.53=2.47m3七、調(diào)節(jié)池的設(shè)計由丁本例是旅游區(qū)，污水量季節(jié)性變化大，淡季時水量低丁

10、70m/d,高峰期乂能達到300m3/d，設(shè)計連續(xù)高峰水量的時長為2d。該MBR!藝設(shè)備取用設(shè)計流量為200m/d。當出現(xiàn)連續(xù)高峰水量時，調(diào)節(jié)池可用來蓄水。但當出現(xiàn)淡季水量時，調(diào)節(jié)池中的水乂過少。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。擬設(shè)計總體積為210m的調(diào)節(jié)池，分三格，每格設(shè)計體積為70n3o當水量小丁設(shè)計流量時，調(diào)節(jié)池單格運行，當水量大丁設(shè)計流量時，可采用雙格運行或三格運行起到蓄水作用。單格調(diào)節(jié)池設(shè)計設(shè)計流量Q=8.4m3/h,停留時間T=7.0h，采用穿孔管空氣攪拌，氣水比為4:1單格調(diào)節(jié)池有效容積-3V=QT=8.47.0=58.8m單格調(diào)節(jié)池尺寸調(diào)節(jié)池平

11、面形狀為矩形，其有效水深采用h2=3.0m,調(diào)節(jié)池面積為：1. F=V/h2=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h1=0.5m池總高H=0.5+3.0=3.5m則單格調(diào)節(jié)池的尺寸為5.0*4.0*3.5=70m3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Q=8.4乂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(yù)曝氣的作用。空氣總管D取30mm管內(nèi)流速V為V1=4Q|D140.00942=13.3m/s140.032V在1015m/s范圍內(nèi)，滿足規(guī)范要求空氣支管D:共設(shè)4根支管，每

12、根支管的空氣流量q為:113,q=1Qs=0.0094=0.00235m/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c4q40.00235rD2="=0.0193m=19.3mm-V2，一8w一m40.00235取D2=20mm則M=7.48m/s二0.0202穿孔徑:每根支管連接兩根穿孔管，則每根穿孔管的空氣流量為qi=0.001175m5/s,取V3=7m/sDb=40.001175r=0.0146m.取Ds=15mm!MV3為二740.001175_0.0152=6.65m/s3.孔眼計算孔眼開丁穿孔管底部與垂直中心線成45o處，并交錯排

13、列，孔眼間距b=100mm,孔徑中=2mm穿孔管長一般為4m孔眼數(shù)m=74個，則孔眼流速v為=5.06m/sV_q1_0.001175一.2一0.7850.002274m4八、MBR也設(shè)計數(shù)量：1座構(gòu)筑物：鋼碌結(jié)構(gòu)池容積：4.3X4.3X3.5m(1) 水力停留時間：5h膜組件數(shù)量：1組規(guī)格：2.8X0.51X2m(2) 活洗：36個月活洗一次曝氣系統(tǒng)數(shù)量：1套組成：羅茨風(fēng)機(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®水BODS0=114mg/Lb. 設(shè)計處理水流量Q_200m3/dc. MBR對BOD勺去除率達到95吟98%出水BODSeV5.7

14、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：名稱特性參數(shù)1材質(zhì)聚氯乙烯2膜孔直徑0.4叩3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(xué)藥品性耐酸耐堿性強(PH值212)6膜支架尺寸510型寬X高X厚：490m林1000mm6mm7膜支架有效面積0.8m2/張8膜通量0.40.8m3/m2.d膜支架張數(shù)計算(按每天24小時運行計算)n=Qd+t士t/24士0.8=200士0.4士24/24士0.8=625張式中：n膜支架張數(shù)，張；7膜通量，一般取0.40.8m3/m2.d;t每天運行時間，h；0

15、.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形適用丁大型市政排水處理FF型適用丁地埋式小型污水處理ES型適用丁生活污水、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(n°=200)N=rn0=625+200=3.12組，取4組1. 膜生物反應(yīng)器池有效容積計算：(1)按膜組件安裝尺寸計算>D.3X>0JX膜組忤國組件膜組件膜組件Y>03¥>03YY注：圖中A0.3X和0.3Y處不滿300mni時,以300mm為標睡ES200平面布置尺寸為：4.3X4.3m,

16、池深為3.0m；膜生物反應(yīng)器有效容積：V=4.3X4.3X3書=55.5m3取保護高度0.5m，則總?cè)莘eV總=4.3X4.3X3.5m3=64.7m3(2)取BOI5W積負荷N/為1.0kg/(m3.d)Wbod=QdXSqX10-3=200x114X10-3=23kg.BOD5/d3V=VBODkNv=23+1.0=23m由丁根據(jù)BOD容積負荷算出的池有效容積小丁膜平面布置所得的池容積，故MBR也容積及尺寸按膜組件安裝尺寸確定。(1) 膜生物反應(yīng)器池所需空氣量計算膜裝置洗凈所需空氣：(2) MB麗需鼓風(fēng)量G=NXnoXq=800X12=9.6m3/min式中：q每張膜洗凈所需空氣量，一般為1

17、015L/min生物處理所需空氣量：需氧量Od=aLr+bSa=aQd(Sq-Se)+bVXf式中：a系數(shù)，一般為0.421.0;LrBODS除量，Lr=Sq-Se;0.110.18kgO2/kgMLVSSd;b污泥自身氧化需氧率，一般為Sa反應(yīng)器內(nèi)MLVSS勺量；VMBF&容積，蒂；XMBF&內(nèi)MLS躲度取12000mg/L;f混合液MLVSS/MLSS一股為0.70.8;Od=200X0.5X(114-6)X10-3+0.12X64.7X12X0.8=10.8+74.5=85.3kg.O2/d所需空氣量：G=Od/(0.277e)=85.3/(0.277X0.03)=102

18、65m3/d=7.1m3/min式中：e溶解效率，因水深、水溫、水壓級污泥濃度而異，一般為0.02-0.05;由丁生物氧化所需空氣量小丁膜洗凈所需空氣量，鼓風(fēng)機的選擇應(yīng)以膜洗凈所需空氣量為依據(jù)，可選送風(fēng)量為9.6m3/min左右的風(fēng)機或總風(fēng)量相同的數(shù)臺風(fēng)機并聯(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=4000mnrK柱的風(fēng)機。2. 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不能低丁180mm崔玉JII,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

19、氣干管管徑DN100每池采用一根干管與22支支管管安裝丁池底(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=52Pa/m,L=10m,計算干管壓損hf=RL=52<10=520Pa,hj=0.3hf=156Pa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=592Pa/m總hf=nRL=26048Pa,總hj=0.3

20、hf=7814.4Pa(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D19次180mm適用工作空氣量0.83n37h個服務(wù)面積O.350.8m3/個氧利用率2441%充氧能力O.1690.294kg02/h動力效率6.58.8kg02/kw.h阻力損失<3200Pa，一一3.Q9.660按供風(fēng)重計算取q=3m/(h.個)則n=192(個)，q3取198個，每支198/22=9個，平均縱橫分布丁MBR也底。(3) 曝氣器淹沒水頭設(shè)計MBR英組件有效水深3m,則水深壓力3mbO=29.4kPa所以總排氣壓為0.52+0.156+26.05+7.81+29.

21、4=63.9kPa曝氣鼓風(fēng)機的選擇：選擇RC100羅茨鼓風(fēng)機，主要參數(shù)如下：轉(zhuǎn)速r/min理論流量nm/min升壓pam3/min軸功率kw配套電機機組最大重量kg型號功率kw250013.7868.610.517.5Y180L-2227303. 出水系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)設(shè)計總流量牛200帚d=8.4m3/h，得好氧MB削水流量8.4m3/h;水力停留時間取20啊324X0.2=4.8h，取5h，經(jīng)校核，5X8.4=42m3<55.5m3,可設(shè)計出水時間為19h。根據(jù)MBR也水深3.5m,可確定吸程>=3.5m,考慮MBRB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

22、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/(m3/h)GDF50-8221數(shù)量：2臺,Itr揚程/m表3-7GDF型乎吸程/mOr6.膜活洗系統(tǒng)設(shè)1土一X-乂0528000.95轉(zhuǎn)速f功率/kw電壓/v圖3.6MBR膜活洗系統(tǒng)示意圖MBR賣清洗所需藥物如下表所示。表3-8膜活洗藥劑表活洗對象藥劑種類濃度/%無機物鹽酸0.30.1有機物（藻類、細菌等）次氯酸鈉0.50.1有機物（蛋白質(zhì)、菌殘骸等）氫氧化鈉0.20.5MBR青洗用泵選擇：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X出口/(mm)(mm)/(m3/h)揚程/m轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速/

23、r/min吸程/m電機功率P/kw32FPZ-11(D)30x303.411284050.75MBR也排泥設(shè)計理論上每日的污泥量(按SS去除率計算)：W=QX(C0-Ci)/10002(1-P0)式中：Q設(shè)計流量，m3/dC0-進水懸浮物濃度，mg/LC1-出水懸浮物濃度,mg/LP0-污泥含水率，取為98%每日的污泥量計算得W:200X(120-10)/(10002X(1-0.98)=1.1m3/d可以取為每天污泥產(chǎn)量1.1m3/d，可用40mnB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(shè)計及計算污泥濃縮池設(shè)計說明污泥濃縮的主要目的是減少污泥體

24、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。通常間歇式主要用丁污泥量較小的場合，而連續(xù)式則用丁污泥較大的場合。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)。圖3.7不帶中心管間歇式重力濃縮池示意圖1. 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

25、。根據(jù)前面計算，產(chǎn)生的污泥流量為1.8+1.1=2.9m3/d污泥固體濃度C式中：C-一污泥固體濃度，kg/m3；濃縮前含水率，取P=96%P污泥密度，P=1000kg/m3。計算得：污泥固體濃度C=(1-0.96)x1000=40kg/m3濃縮池面積AA=VCM式中：a濃縮池面積，m；v污泥量，m/d；C污泥固體濃度，kg/m3；d）。濃縮池污泥固體負荷，取M=30kg/(m2計算得：濃縮池面積A=2.9*40/30=3.87m2濃縮池直徑D=(4*3.87/3.14)1/2=2.22m濃縮池高度計算a.濃縮池工作部分高度hih_TVh1-24A式中：hi濃縮池工作部分高度，gT濃縮時間，一

26、般為1016h,取T=12h;V污泥量，ni/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HiH=hh2hi式中：H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H=h1+h2+h3=0.37+0.3+0.3=0.97mc. 污泥斗深度h4uD-dh4=tan.2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)壁傾角，取a=60°。計算得：污泥斗深度h4=(2.22-0.2)*

27、tan60°|/2=1.75md. 濃縮池總高度H=H+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H=1.00m,h4=2.00m,設(shè)計濃縮池總高度H=H+h4=1.00+2.00=3.00m污泥斗容積VR2Rrr23式中：V1污泥斗容積，m3；h4污泥斗深度，mR-一污泥斗上部半徑，R=i.iimr污泥斗下部半徑，r=0.10m。污泥斗容積Vi=3.14*2.00*(1.112+1.11*0.10+0.102)/3=2.83m3濃縮池總體積=2.83+1.00*3.14(2.22/2)2=6.70m3濃縮后污泥量V_V(1-P)2(1-