某小區(qū)生活污水回用設(shè)計(jì)

1、 某小區(qū)生活污水回用 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師 2014年 6月25日 目錄1. 設(shè)計(jì)概要21.1 設(shè)計(jì)資料21.1.1 水質(zhì)21.1.2 廢水處理要求21.2 工藝選擇21.4 工藝說(shuō)明41.4.1 進(jìn)水41.4.2 集水池41.4.3 膜生物反應(yīng)器5運(yùn)行維護(hù)71.4.5 出水81.4.6 出水消毒91.4.7 清水池91.4.8 剩余污泥92.工程設(shè)備材料與評(píng)估92.1 設(shè)備表92.2 構(gòu)筑物92.3 膜反應(yīng)池內(nèi)膜組件及填料102.4 工程評(píng)估：102.5 占地面積評(píng)估103.設(shè)計(jì)圖紙113.1帶基點(diǎn)工藝流程圖11參考文獻(xiàn)：111. 設(shè)計(jì)概要 1.1 設(shè)計(jì)資料1.1.1

2、水質(zhì)污水水量（噸）BOD5（mg/l）CODCr（mg/l）SS色度PH150080010004003006.8最大設(shè)計(jì)水量Qmax=62.5m3/h 1.1.2 廢水處理要求廢水處理后需要達(dá)到生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（CJ/T48-1999）中所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。主要控制指標(biāo)如下表項(xiàng)目色PH臭污染物（mg/l）COD BOD SS總大腸桿菌群指標(biāo)<25無(wú)明顯現(xiàn)象< 40<8<103個(gè)/L要求處理效率如下表：項(xiàng)目BODCODSS最小效率99%96%96.7% 1.2 工藝選擇進(jìn)水水質(zhì)中BOD/COD=800/1500=0.53 B、C比較大，可以用生化處理。生化處理的方法有活性污泥

3、法和生物膜法。由于是小區(qū)生活污水，水量較小，地皮較少，還要達(dá)到回用水的高標(biāo)準(zhǔn)，所以傳統(tǒng)的活性污泥法都不合適。傳統(tǒng)的生物膜法的COD處理效率比較低，難以達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái)，為了滿足污水的再生與回用，國(guó)內(nèi)外興起了一種膜生物反應(yīng)器（MBR），MBR具有高效，實(shí)用，節(jié)省占地面積和簡(jiǎn)化工藝等優(yōu)點(diǎn)。此外，MBR具有傳統(tǒng)活性污泥法工藝不能實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)：污泥齡（SRT）和水利停留時(shí)間(HRT)可完全分開(kāi)，因此MBR可在低HRT和長(zhǎng)SRT條件下運(yùn)行避免了污泥流失問(wèn)題。由于較長(zhǎng)的SRT和膜的截留作用使得MBR工藝具有較高的污泥濃度，提高了處理效率，因此反應(yīng)器的體積也較小。其中MBR又分為常規(guī)膜生物反應(yīng)器（CMB

4、R）和復(fù)合式膜生物反應(yīng)器（HMBR）。常規(guī)膜生物反應(yīng)器就是在活性污泥法的基礎(chǔ)上，用分離代替二沉池的泥水分離，出水水質(zhì)較好，而復(fù)合式膜生物反應(yīng)器是在常規(guī)膜生物反應(yīng)器的基礎(chǔ)上，在膜生物反應(yīng)池內(nèi)投加了填料，反應(yīng)器內(nèi)會(huì)同時(shí)存在兩種類型的微生物：懸浮性微生物（活性污泥）和附著微生物（生物膜），從而使反應(yīng)池內(nèi)的污泥濃度降低，利于膜污染防治,出水水質(zhì)好，色度低，SS基本沒(méi)有，大腸桿菌群也基本監(jiān)測(cè)不出。下表為傳統(tǒng)活性污泥法與膜生物反應(yīng)期的比較：優(yōu)勢(shì)傳統(tǒng)活性工藝MBR工藝運(yùn)行管理方便高污泥負(fù)荷下會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，使得泥水分離難，出水不達(dá)標(biāo)。用膜吸作用進(jìn)行泥水分離，污泥膨脹不會(huì)影響泥水分離，運(yùn)行方便占地面積小傳

5、統(tǒng)的活性污泥工藝的活性污泥濃度教低，需要二沉池，占地面積大污泥濃度較高，不需要生化沉淀池，大大減少了占地面積和土建投資處理水質(zhì)穩(wěn)定處理后出水水質(zhì)的好壞同組成活性污泥的微生物的種類、數(shù)量。出水水質(zhì)不穩(wěn)定。能夠截留幾乎所有生物，尤其是針對(duì)難以沉淀的增值速度慢的微生物，使污泥的訓(xùn)化、增量的過(guò)程大大縮短?？箾_擊能力得以加強(qiáng)，處理水質(zhì)穩(wěn)定。HMBR 中膜對(duì)有機(jī)物的去除機(jī)理主要概括為以下三個(gè)方面的內(nèi)容 :第一，膜孔的機(jī)械和篩濾的作用; 第二，膜孔以及膜表面對(duì)污染物的吸附作用; 第三，膜表面形成的凝膠層對(duì)污染物有篩濾、吸附的作用。 膜對(duì)溶解性有機(jī)物的降解去除，一個(gè)是通過(guò)膜孔的本身對(duì)這些有機(jī)物的的截留;二是通

6、過(guò)了膜組件中膜孔以及膜表面的吸附的作用;三則是通過(guò)了表面形成的沉積層的篩濾和吸附的作用對(duì)溶解性的有機(jī)物的去除。對(duì)于溶解性的有機(jī)物中的分子量相對(duì)大于膜的截留的分子量的大分子性的有機(jī)物的去除則主要要依靠膜的篩濾作用，而膜孔和膜的表面以及膜表面的沉積層的吸附和篩濾的作用對(duì)大量的分子量相對(duì)小于膜的孔徑的有機(jī)物的去除起著主要作用。膜組件有效的提高了膜生物反應(yīng)器整體的穩(wěn)定性，這主要是由于濾膜的表面的孔徑的大小是一定的，它對(duì)污染物質(zhì)的機(jī)械截留的作用不受進(jìn)水的各種變化而變化，提高了整個(gè)反應(yīng)器系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷的能力。此外，微生物和一些大分子的難降解的有機(jī)物因?yàn)槟さ慕亓糇饔枚涣粼诹朔磻?yīng)器內(nèi)，這樣它們?cè)诜磻?yīng)器里的

7、停留的時(shí)間就相對(duì)較長(zhǎng)，也就增加了微生物和有機(jī)物之間相互接觸作用的時(shí)間，從而使處理單元中的難降解的物質(zhì)有充分的時(shí)間得以氧化分解，提高了出水的水質(zhì) 1.3 工藝流程圖：清水池集水池膜生物反應(yīng)器 膜清洗 進(jìn)水 泵提升 消毒 供水 剩余污泥1.4 工藝說(shuō)明1.4.1 進(jìn)水由于該污水是小區(qū)的生活污水，都是經(jīng)過(guò)化糞池停留一定時(shí)間后才處理的水，化糞池本身就是一個(gè)預(yù)處理池子，起到沉淀等作用，所以從化糞池抽出來(lái)的污水比較少無(wú)機(jī)顆粒，無(wú)需再處理就可以直接進(jìn)水。1.4.2 集水池用于臨時(shí)貯存從化糞池抽上來(lái)的污水，集中供給下一構(gòu)筑物，便于連續(xù)進(jìn)水。設(shè)計(jì)參數(shù)為：停留時(shí)間T=4h設(shè)計(jì)尺寸：池子容積V=62.5*4=251

8、m3，取250 m3，長(zhǎng)*寬*高=7*7*5m1.4.3 膜生物反應(yīng)器 影響膜生物反應(yīng)器對(duì)有機(jī)物的去除效率的二因素有活性污泥濃度，水利停留時(shí)間及溶解氧濃度?；钚晕勰酀舛炔荒苓^(guò)大，也不能過(guò)小，常在10-20g/L之間，取15g/L。因?yàn)槲勰酀舛刃×?，微生物就少，處理效率低，活性污泥濃度大了，容易?dǎo)致膜污染，加大清洗膜的費(fèi)用。下圖為停留時(shí)間對(duì)有機(jī)物去除率的影響：由上圖可知，隨著停留時(shí)間的增大，有機(jī)物的去除率先增大后減小，因?yàn)橐婚_(kāi)始，停留時(shí)間增加，可以增大污泥含量，使具有活性的微生物量增加，但是隨著停留時(shí)間的繼續(xù)增大，會(huì)造成膜生物反應(yīng)器的污泥含量過(guò)高，微生物會(huì)因?yàn)槭澄锊蛔愣劳?，最終降低系統(tǒng)對(duì)污染物

9、的去除效率。從圖可知，當(dāng)停留時(shí)間為7h時(shí)，COD的去除效率醉倒。為98.04%所以設(shè)計(jì)參數(shù)：以停留時(shí)間算，停留時(shí)間為T(mén)=7h則膜生物反應(yīng)器的有效容積為V=62.5*7=437.5 m3 池子尺寸為：長(zhǎng)*寬*高=8*8*7m。膜生物反應(yīng)器分兩個(gè)區(qū)，一個(gè)用于掛填料，一個(gè)用于放膜組件 （1）填料掛填料的作用是使微生物附著在填料上，形成生物膜，降低膜反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度。填料的選擇為柔性聚亞胺酯填料，掛膜效果較好，強(qiáng)度大，抗沖擊性強(qiáng)。（2）膜組件膜組件是所有膜分離技術(shù)或裝置的核心部分。在將膜組裝成結(jié)合構(gòu)建的過(guò)程中，無(wú)論膜還是膜組件都必須考慮若干經(jīng)濟(jì)技術(shù)因素，這些因素與膜制作技術(shù)和組件的構(gòu)造等密切相關(guān)。一

10、些重要的經(jīng)濟(jì)技術(shù)因素列舉如下： 膜的要求 A 、 高通量、高選擇性、耐污染。B 、 具有一定機(jī)械強(qiáng)度（或力學(xué)穩(wěn)定性）和熱穩(wěn)定性C 、 低造價(jià)、制造方法可重復(fù)、能裝載成高填充密度的組件。 膜組件的要求 a 、 運(yùn)行穩(wěn)定。相對(duì)良好的機(jī)械的穩(wěn)定性、化學(xué)的穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。 b 、 造價(jià)低廉。裝填密度大、制造成本低、膜的更換費(fèi)用盡可能低。 c 、 耐污染。混合效果良好的液流、壓力損失小、容易清洗。d、 低能耗。本工藝選取中空纖維膜中空纖維膜與平板膜的比較如下：名稱過(guò)濾面積清洗所需曝氣量費(fèi)用中空纖維膜較大易于反清洗較少較便宜平板膜較小不易于反清洗較多較貴膜組件數(shù)量選用2組膜組件，運(yùn)行時(shí)，一個(gè)氮源停止了（

11、如進(jìn)行反沖洗），另一個(gè)還能繼續(xù)工作。（3膜組件的安裝方式內(nèi)置式膜組件的安裝方式也可以影響出水水質(zhì)。安裝方式有兩種，一種是外置式，另一種是內(nèi)置式。外置式是把膜組件單獨(dú)放在膜生物反應(yīng)器外；內(nèi)置式是把膜組件放在膜生物反應(yīng)器內(nèi)。本工藝選取內(nèi)置式。下表內(nèi)、外方式的比較：方式占地面積操作壓力清洗截留方式內(nèi)置式較小0.0030.03MPa方便污泥在膜的外面，容易脫落，不容易導(dǎo)致堵塞外置式較大0.10.5MPa不方便污泥在膜的里面，不容易分離，膜容易堵塞(4) 曝氣方式及曝氣量溶解氧是膜生物反應(yīng)池的主要影響因素。溶解氧不足、或過(guò)量都會(huì)導(dǎo)致微生物生存環(huán)境惡化，影響出水水質(zhì)。合適的曝氣量既能滿足微生物生存的需氧量

12、，又足以把膜組件外生物膜吹脫，防止膜污染。研究表明，連續(xù)曝氣的氣水比為30：140:1，本工藝選取40:1。用羅茨鼓風(fēng)機(jī)提供氣量。采用大氣泡曝氣，可以提高湍流度，產(chǎn)生較大的剪切力，利于膜面沖刺，降低膜污染。（5）過(guò)濾方式采用恒流過(guò)濾：用抽吸泵負(fù)壓抽吸作用提供過(guò)濾所需要的驅(qū)動(dòng)壓力，選用流量恒定的方式運(yùn)行，出水流量穩(wěn)定。1.4.4運(yùn)行維護(hù)膜的污染問(wèn)題在膜生物反應(yīng)器在運(yùn)行的過(guò)程中是不可避免的，如果膜污染問(wèn)題嚴(yán)峻，水通量嚴(yán)重衰減，要依靠更換膜組件來(lái)恢復(fù)膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行，增加水通量，這顯然是非常不經(jīng)濟(jì)的措施。為了緩解膜污染的程度，可以通過(guò)對(duì)原水進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理以及定期對(duì)反應(yīng)器中的膜組件進(jìn)行清洗。對(duì)原水

13、進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理后可以有效的減緩膜的污染的程度和過(guò)程，使得水通量的衰減程度降低，但是系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間還在增加，膜組件受到的污染還是會(huì)與日俱增，運(yùn)行時(shí)間超過(guò)一定限度之后，由于膜孔道的堵塞越來(lái)越嚴(yán)重，膜的通透的能力也越來(lái)越低，系統(tǒng)的操作壓力也隨著膜的通透能力的降低而增大。依靠物理清洗和化學(xué)清洗則可以保證系統(tǒng)內(nèi)的膜組件擁有較長(zhǎng)的壽命。 膜清洗的目標(biāo)是清除膜表面的覆蓋層恢復(fù)或提高膜的水通量，可以將膜清洗看作是膜污染的逆過(guò)程。膜清洗的方式要分為物理清洗和化學(xué)清洗兩種。 物理清洗:用機(jī)械的方法將吸附在膜表面的污染物質(zhì)去除，一般不破壞污染物的分子結(jié)構(gòu)。大多情況下用水流經(jīng)膜表面，要求是低壓、高速，水流流經(jīng)膜的兩側(cè)

14、，此時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)的出水閥門(mén)，關(guān)閉出水閥門(mén)后，系統(tǒng)的透膜壓力變?yōu)榱恪Ｄけ砻娴某练e物由于膜表面的水力流動(dòng)所產(chǎn)生的巨大的剪切力而從膜表面脫落下來(lái)。 化學(xué)清洗:化學(xué)清洗能夠破壞污染物的分子結(jié)構(gòu)或改變污染物與膜分子間的吸引力，所以特別適用于吸附性污染的情況。化學(xué)清洗劑必須滿足化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、使用安全、價(jià)格低廉和容易清洗等要求，而且清洗劑應(yīng)當(dāng)足夠有效的溶解、去除沉積在膜表面的絕大多數(shù)的污染物質(zhì)，同時(shí)又不要損壞膜表面。但是化學(xué)清洗有缺點(diǎn)，就是有可能引入新的污染物。如浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器，雖然用含氯的清洗溶液清洗即可以提高膜的水透率，但是，由此產(chǎn)生了出水中有機(jī)氯化物含量升高的問(wèn)題。此外，化學(xué)藥劑如果操作處理不妥時(shí)可

15、能會(huì)對(duì)工人的健康、安全等造成或大或小危害?；瘜W(xué)清洗的方法所采用的各種清洗劑種類繁多，包括酸、堿、表面活性劑、鰲合劑、氧化劑和還原劑等。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗的過(guò)程中可用 1%草酸清洗，次氯酸鈉常用濃度為 0.5%一 1%(質(zhì)量)。本工藝采用物理與化學(xué)相結(jié)合，使用在線清洗的方法，即每隔0.5h用處理后的水加低濃度（0.3%）化學(xué)藥劑進(jìn)行反沖洗，隔一段時(shí)間,當(dāng)膜間壓差超過(guò)30kPa時(shí)，用濃度大點(diǎn)（1.5%）的化學(xué)藥劑清洗，化學(xué)藥劑用次氯酸鈉。這樣可以減少化學(xué)藥劑的使用，減輕回用水的氯的污染。清洗的方法是：通過(guò)計(jì)量泵加藥，把藥和反沖洗水混合均勻。然后停止過(guò)濾運(yùn)行，關(guān)閉透水閥門(mén)（保留連續(xù)曝氣），打開(kāi)反沖洗

16、泵，清洗2分鐘1.4.5 出水 HMBR對(duì)色度的處理有較好的效果，下圖為HMBR對(duì)色度的處理效果。由上圖可以看出，盡管進(jìn)水的色度有交大的波動(dòng)，出水的色度基本都是可以達(dá)到回用水的標(biāo)準(zhǔn)。另外，實(shí)驗(yàn)證明，系統(tǒng)對(duì)SS的去除率也很高，基本撿測(cè)不出來(lái)1.4.6 出水消毒本工藝自身出水的大腸桿菌群就低，所以可以在出水管道上安裝紫外消毒就可以。1.4.7 清水池用于貯存處理好的水，便于對(duì)外供水。設(shè)計(jì)尺寸為：長(zhǎng)*寬*高=5*4*4m1.4.8 剩余污泥本工藝的剩余污泥量很少，基本不用排泥。減少污泥處理設(shè)施。2.工程設(shè)備材料與評(píng)估2.1 設(shè)備表名稱型號(hào)數(shù)量（臺(tái)）價(jià)格（元）總價(jià)格（萬(wàn)元）提升泵150WLZ-5.44

17、5000*418羅茨鼓風(fēng)機(jī)3L14WD230000*2真空抽吸泵ZF-2250000*22.2 構(gòu)筑物名稱數(shù)量（座）尺寸（長(zhǎng)*寬*高/m）投資（元）總投資（萬(wàn)元）集水池17*7*510000025膜生物反應(yīng)池18*8*7100000清水池15*4*4500002.3 膜反應(yīng)池內(nèi)膜組件及填料名稱一次投資（元）聚丙烯中空纖維膜組件10000柔性聚亞胺酯填料5000次氯酸鈉10002.4 工程評(píng)估：如下表：項(xiàng)目投資（萬(wàn)元）年更新及維修費(fèi)用（萬(wàn)元）構(gòu)筑物255設(shè)備185材料10其他小的設(shè)備大概需要20萬(wàn)。所以第一年大概的投資費(fèi)用為100萬(wàn)每年的設(shè)備維修與更新及其他費(fèi)用需要30萬(wàn)。電費(fèi)每年需要10萬(wàn)請(qǐng)3個(gè)工人，共需要10萬(wàn)的年薪?；赜玫乃梢怨┙o小區(qū)洗車，綠化等2.5 占地面積評(píng)估構(gòu)筑物集水池膜生物反應(yīng)池清水池辦公室道路及綠化占地面積7*7=498*8=645*4=203*3=950總占地面積1923.設(shè)計(jì)圖紙3.1帶基點(diǎn)工藝流程圖參考文獻(xiàn)：1 薛姣姣.改裝MBR工藝對(duì)處理城市污水的特性研究D.環(huán)境科學(xué)，太原理工，2011.2 高延林，胡津利.MBR法生活污水回用處理.科技傳播，2011年11期.3 周理君，曾石 ，楊奕，池曉峰.生活污水回用工程MBR工藝設(shè)計(jì)及運(yùn)行.污染防治技術(shù)，2010年05期.4 高軍鋒，毛玉虹.膜反