MBR污水處理工藝方案設計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上MBR污水處理工藝方案設計(DOC)專心-專注-專業(yè)MBR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(zhì)（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100150m3/d，自行確定設計水量。（2）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CODBOD5SSpHNH3-NTP含量/(mg/L)150-25090-150200-2407.0-7.535-554-52、污水處理

2、要求污水處理后水質(zhì)應優(yōu)于城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)（GB18921-2002）項目BOD5SSpHNH3-NTP含量/(mg/L)6106.0-9.050.53、處理工藝污水擬采用MBR工藝處理4、氣象資料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)（GB18921-2002）3.給排水設計手冊4、給水排水快速設計手冊5

3、給水排水工程結(jié)構(gòu)設計規(guī)范（GB50069-2002）6.MBR設計手冊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8簡明管道工手冊 第2版五、細格柵的工藝設計1.細格柵設計參數(shù)(1)柵前水深h=0.1m；(2)過柵流速v=0.6m/s；(3)格柵間隙b 細=0.005m；(4)柵條寬度 s=0.01m；(5)格柵安裝傾角=60。2.細格柵的設計計算本設計選用兩細格柵，一用一備1)柵條間隙數(shù)：,9.10.6.01.0005.060sin0035.00細´´=n（取n=11）式中：n 細格柵間隙數(shù)；Qmax最大設計流量，0.0035m³/sb柵條間隙，

4、0.005；h柵前水深，取0.1mv過柵流速，取0.6/s；格柵傾角，取60；2)柵槽寬度：B=s(n1)bn式中：B柵槽寬度，m；S格條寬度，取0.01m。B=0.01×(111)0.005×11=0.155m；（取B=0.2m）3)過柵水頭損失：K取3=1.67(選用迎水、背水面均為半圓形的矩形)mgvbskh2.060sin62.196.0005.001.067.13sin2)(0234234=´´´=）（2ab6)柵前槽總高度：取柵前渠道超高 h1=0.3m柵前槽高H1=h+h1=0.10.3=0.47) 柵后槽總高度：mhhhH6.0

5、2.03.01.01=+=+=28) 柵槽總長度：細格柵的柵前進水渠道漸寬部分長度L1：若進水渠寬 B1=0.18m漸寬部分展開角1 =20，則此進水渠道內(nèi)的流速v1=0.6m/s,則： mBBL03.020tan218.02.020tan20011=-=-=4) 細格柵與出水渠道連接處的漸窄部位的長度L2：LL015.0203.0212=m8.160tan4.00.15.0015.003.0tan600.15.000121=+=+=HLLL9) 每日柵渣量：Kz=1.533333301010.0,1001.0-1.0wmmmm細格柵取一般為dmdmQw3302.002.01000*1.510

6、.03001000*Kzw=´=故采用人工清渣六、初沉池設計（1）沉淀區(qū)的表面積A： A=Qmax /q A=12.5/2=6.25m2式中：A沉淀區(qū)表面積，m2； Qmax最大設計流量，m3/h； q表面水力負荷，m3/(m2·h)；取q=2（2）沉淀區(qū)有效水深h2: h2=q·t h2=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0.52.0 h；二沉池一般取1.54.0 h。沉淀區(qū)的有效水深h2通常取2.04.0 m。取t=1.0h（3）沉淀區(qū)有效容積V： V=A·h2 V=6.25*2.0=12.5 m3式中：V沉

7、淀池有效容積，m3。（4）沉淀池長度L： L=3.6v·t L=3.6*4.5*1.0=16.2m式中：L沉淀池長度，m； V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 B=6.25/16.2=0.4m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)；此例設計n=1單斗排泥校核：L/B=16.2/0.4=40.54（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)的容積可按下式計算： Vw=Qmax·

8、24·c0··100·T/1000r(100-p0)式中：c0沉淀池進水懸浮物濃度，mg/L懸浮固體的去除率，取=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=96 Vw=12.5*24*240*50%*100*2/1000*1000(100-96)=1.8 m3（8）貯泥斗得容積V1： V1=（1/3）·h4S1+S2+(S1·S2)0.5 V1=（1/3）·2.81.44+0.16+(1.44·0.16)0.5=

9、1.94m3式中：V1貯泥斗得容積，m3； S1，S2貯泥斗得上下口面積，m2。設計S1=3.6*0.4=1.44m2 S2=0.4*0.4=0.16m2 h4=(3.6-0.4)*tan60/2=2.8m h4=(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+0.129=5.729m式中：H沉淀池總高度，m； h1淀池超高，m，一般取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； h4貯泥斗高度，m； h4梯形

10、部分的高度，m。(10)貯泥斗以上梯形部分的污泥容積V2： V2=0.5*（L1+L2）·h4·b V2=0.5*(17+3.6)*0.129*0.4=0.53m3式中：L1=16.2+0.3+0.5=17m L2=3.6m b=0.4m污泥斗和梯形部分污泥容積 V1+V2=1.94+0.53=2.47m3七、調(diào)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300 m3/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200 m3/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)池中的水又過少。

11、所以為了保證污水處理設施在最高水量或最低水量的情況下都能正常運行。擬設計總體積為210m3的調(diào)節(jié)池，分三格，每格設計體積為70m3。當水量小于設計流量時，調(diào)節(jié)池單格運行，當水量大于設計流量時，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)池設計設計流量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V=QT=8.47.0=58.8 m3 （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=3.0m，調(diào)節(jié)池面積為：F=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

12、 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=70 m3 2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=8.44=0.0094 m3/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1取30mm，管內(nèi)流速V1為V1=13.3m/sV1在1015m/s范圍內(nèi)，滿足規(guī)范要求空氣支管D2：共設4根支管，每根支管的空氣流量q為：q=0.00235m3/s支管內(nèi)空氣流速V2應在510m/s范圍內(nèi)，選V2=8m/s,則支管管徑D2為D2=0.0193m=19.3mm取D2=20mm,則V2=7.48

13、m/s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q1=0.m3/s,取V3=7m/sD3=0.0146m.取D3=15mm.則V3為V3=6.65m/s3孔眼計算孔眼開于穿孔管底部與垂直中心線成45º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=5.06m/s八、MBR池設計數(shù)量：1座構(gòu)筑物：鋼砼結(jié)構(gòu)池容積：4.3×4.3×3.5m水力停留時間：5h（1）膜組件數(shù)量：1 組規(guī)格：2.8×0.51×2 m清洗：36個月清洗一次（2）曝氣系統(tǒng)數(shù)量：1 套組成：羅茨風機

14、（2臺，一用一備）、曝氣器、管路閥門等膜組件有效容積計算設計參數(shù)：a.MBR進水BOD5 S0 =114 mg/Lb.設計處理水流量Qd=200 m3/dc. MBR對BOD5的去除率達到95%98%，出水BOD5Se5.7 mg/L1.膜組件選型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)表如下：序號名稱特性參數(shù)1材質(zhì)聚氯乙烯2膜孔直徑0.4m3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212）6膜支架尺寸510型寬×高×厚：490mm×1000mm×6m

15、m7膜支架有效面積0.8 m2 /張8膜通量0.40.8 m3/m2.d1.膜支架張數(shù)計算(按每天24小時運行計算) n = Qd÷÷t/24÷0.8 = 200÷0.4÷24/24÷0.8= 625張 式中：n膜支架張數(shù)，張； 膜通量，一般取0.40.8 m3/m2.d； 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

16、藝。 故膜組件選用ES200（n0=200）N=n÷n0=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 ES200平面布置尺寸為：4.3×4.3m,池深為3.0m；膜生物反應器有效容積: V=4.3×4.3×3m3=55.5 m3 取保護高度0.5m,則總?cè)莘e V總=4.3×4.3×3.5m3=64.7 m3（2）取BOD5容積負荷NV為1.0 kg/(m3.d) WBOD5= Qd×S0×10-3 = 200×114×10-3 =2

17、3 kg.BOD5/d V= WBOD5÷NV = 23÷1.0 = 23 m3 由于根據(jù)BOD5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×n0×q = 800×12 = 9.6 m3 /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 (S0- Se) +bVXf式中：a系數(shù)，一般為0.421.0； LrBOD5去除量

18、，Lr= S0- Se； b污泥自身氧化需氧率，一般為0.110.18 kgO2/kgMLVSS·d；Sa反應器內(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，一般為0.7 0.8； OD = 200× 0.5× (114-6)×10-30.12×64.7×12×0.8 = 10.8 + 74.5 =85.3kg.O2/d所需空氣量: G = OD /（0.277e ）= 85.3/（0.277×0.03） = 10265 m3/d =7.1 m3

19、/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0.020.05；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9.6 m3/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。4.池內(nèi)曝氣系統(tǒng)設計一般要求：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. 城市污水廠處理設施設計計算M.北京:化學化工出版社,2004.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

20、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；查圓形鋼板風管的線解圖，取R=52 Pa/m，L=10m, 計算干管壓損hf=RL=52×10=520Pa, hj=0.3hf=156 Pa設計曝氣側(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 hj=0

21、.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D192×1 80mm適用工作空氣量083m3h個服務面積O3508 m3個氧利用率2441充氧能力O1 690294kg02h動力效率6588kg02kwh阻力損失3200Pa按供風量計算取q=3m3/(h個)則 (個)，取198個，每支198/22=9個,平均縱橫分布于MBR池底。(3)曝氣器淹沒水頭設計MBR膜組件有效水深3m,則水深壓力3mH2O=29.4kPa所以總排氣壓為0.52+0.156+26.05+7.81+29.4=63.9kPa曝氣鼓風機的選擇：選擇RC1

22、00羅茨鼓風機,主要參數(shù)如下：轉(zhuǎn)速r/min理論流量m3/min升壓pa流量m3/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-2227305.出水系統(tǒng)設計根據(jù)設計總流量Q200m3/d=8.4m3/h，得好氧MBR出水流量8.4m3/h；水力停留時間取20%即24×0.2=4.8h，取5h,經(jīng)校核，5×8.4=42 m355.5 m3，可設計出水時間為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：生產(chǎn)的GDF型自吸泵,具體性能如下表

23、所示。表3-7 GDF型自吸泵型號流量/(m3/h)揚程/m吸程/m轉(zhuǎn)速功率/kw電壓/v氣蝕余量進出口內(nèi)徑GDF50-82210528000.95220450數(shù)量：2臺，一用一備；6.膜清洗系統(tǒng)設計圖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清洗用泵選擇：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口×出口/(mm) (mm)流量/(m3/h)揚程/m轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速/r/min

24、吸程/m電機功率P/kw32FPZ-11(D)30×303.411284050.757MBR池排泥設計理論上每日的污泥量(按SS去除率計算)： W=Q×(C0-C1)/10002 (1-P0)式中： Q -設計流量，m3/d C0 - 進水懸浮物濃度，mg/L C1 -出水懸浮物濃度，mg/L P0 - 污泥含水率，%，取為98%每日的污泥量計算得W=200×(120-10)/(10002×(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

25、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(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2污泥濃縮池設計計算(1)本次設計

26、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CC= 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，=1000kg/m3。計算得：污泥固體濃度C=(1-0.96)×1000=40kg/m3(3)濃縮池面積A 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濃縮池污泥固體負荷，取M=30kg/(m2·d)。 計算得： 濃縮池面積A=2.9*40/30=3.87 m2(4)濃縮池直徑D=(4*3.87/3.14)1/2=2

27、.22m(5)濃縮池高度計算 a. 濃縮池工作部分高度h1 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) =0.37m b.濃縮池有效水深H1 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h4 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； 泥斗側(cè)壁傾角，取°。 計算得：污泥斗深度h4=(2.22-0.2)*tan600/2=1.75m d.濃縮池總高度H= H1+ h4=0.97+1.75=2.72m根據(jù)污泥濃縮池的設計規(guī)范,要求濃縮池總高度3m,設計H1 =1.00m,h4=2.00m,設計濃縮池總高度H= H1+ h4=1.00+2.00=3.00m(6)污泥斗容積式中： 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。污泥斗容積V1=3.14*2.00*(1.112+1.11*0.10+0.102)/3=2.83