MBR污水處理工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1污水處理工藝設(shè)計(jì)一、課程設(shè)計(jì)題目度假村污水處理工程設(shè)計(jì)二、課程設(shè)計(jì)的原始資料1、污水水量、水質(zhì)(1)設(shè)計(jì)規(guī)模某度假村管理人員共有200人，另有大量外來(lái)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(jì)高峰期水量約為300m3/d,旅游淡季水量低于70m3/d,常年水量為100—150m3/d,自行確定設(shè)計(jì)水量。(2)進(jìn)水水質(zhì)處理的對(duì)象為餐飲廢水和居民區(qū)生活污水。進(jìn)水水質(zhì)：項(xiàng)目含量/(mg/L)2、污水處理要求污水處理后水質(zhì)應(yīng)優(yōu)于《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》項(xiàng)目含量/(mg/L)污水?dāng)M采用MBR工藝處理常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(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(chǎng)地現(xiàn)狀進(jìn)入該污水處理設(shè)施污水管端點(diǎn)的地面標(biāo)高為109米2三、工藝流程圖進(jìn)水進(jìn)水格柵初沉池調(diào)節(jié)池MBR反應(yīng)池出水圖1工藝流程圖2.《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》(GB18921-2002)5.《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50069-2002)7.《膜生物反應(yīng)器——在污水處理中的研究和應(yīng)用》顧國(guó)維、何義亮編著五、細(xì)格柵的工藝設(shè)計(jì)(1)柵前水深h=0.1m;3Qmax最大設(shè)計(jì)流量，0.0035m3/s1柵前水深，取0.1mv過(guò)柵流速，取0.6/s;α——格柵傾角，取60;B=s(n-1)+bnS—_格條寬度，取0.01m。B=0.01×(11-1)+0.005×11=0.155m;(取B=0.2m)3)過(guò)柵水頭損失：β=1.67(選用迎水、背水面均為半圓形的矩形)取柵前渠道超高h(yuǎn)?=0.3m柵前槽高H?=h+h?=0.1+0.3=0.47)柵后槽總高度：H=h+h.+h=0.1+0.3+0.2=0.6m8)柵槽總長(zhǎng)度：細(xì)格柵的柵前進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度L?:若進(jìn)水渠寬B?=0.18m漸寬部分展開(kāi)角α?=20,則此進(jìn)水渠道內(nèi)的流速V?=0.6m/s,則：4故采用人工清渣六、初沉池設(shè)計(jì)(1)沉淀區(qū)的表面積A:A=12.5/2=6.25m2(2)沉淀區(qū)有效水深h?:h?=q:th?=2*1.0=2.0m 沉淀時(shí)間，初沉池一般取0.5～2.0h:二沉池一般取1.5～4.0h。沉淀區(qū)的有效水深h?通常取2.0～4.0m。取t=1.0h(3)沉淀區(qū)有效容積V:V=6.25*2.0=12.5m35(4)沉淀池長(zhǎng)度L:L=3.6v·tV最大設(shè)計(jì)流量時(shí)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(6)沉淀池的數(shù)量n:n=B/b式中：n——沉淀池?cái)?shù)量或分格數(shù)；此例設(shè)計(jì)n=1單斗排泥L/h?=16.2/2=8.1>8(符合)(7)污泥區(qū)的容積Vw:對(duì)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(jì)算：n懸浮固體的去除率，取η=50%T——兩次排泥的時(shí)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(shí)，可取1000Kg/m3po——污泥含水率，%;取po=96Vw=12.5*24*240*50%*100*2/[1000*1000(100-96)]=1.8m3(8)貯泥斗得容積V?:V?=(1/3)·h?′[S?+S?+(S?·S?)?]V?=(1/3)·2.8[1.44+0.16+(1.44:0.16)°5]6設(shè)計(jì)S?=3.6*0.4=1.44m2S?=0.4*0.4=0.16m2h?'=(3.6-0.4)*tan60/2=2.8mh?"=(16.2+0.3-3.6)*0.01=0.129m(9)沉淀池的總高度H:H=0.3+2+0.5+2.8+0.129=5.729mh沉淀區(qū)的有效水深，m;h緩沖層高度，m,無(wú)機(jī)械刮泥設(shè)備時(shí)為0.5m,有機(jī)械刮泥設(shè)備時(shí)，其上緣應(yīng)高出刮板0.3m;(10)貯泥斗以上梯形部分的污泥容積V?:V?=0.5*(L?+L?)·h?"·bV?=0.5*(17+3.6)*0.129*0.4=0.53m3L?=3.6mb=0.4m污泥斗和梯形部分污泥容積V?+V?=1.94+0.53=2.47m3七、調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)由于本例是旅游區(qū)，污水量季節(jié)性變化大，淡季時(shí)水量低于70m3/d,高峰期又能達(dá)到300m2/d,設(shè)計(jì)連續(xù)高峰水量的時(shí)長(zhǎng)為2d。該MBR工藝設(shè)備取用設(shè)計(jì)流量為200m3/d。當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)高峰水量時(shí)，調(diào)節(jié)池可用來(lái)蓄水。但當(dāng)出現(xiàn)淡季水量時(shí)，調(diào)節(jié)池中的水又過(guò)少。所以為了保證污水處理設(shè)施在最高水量或最低水1.單格調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)(1)單格調(diào)節(jié)池有效容積V=QT=8.4×7.0=58.8m3(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h?=3.0m,調(diào)節(jié)池面積為：F=V/h=58.8/3.0=19.6m2池寬B取4.0m,則池長(zhǎng)為L(zhǎng)=F/B=19.6/4.0=4.9m取L=5.0m保護(hù)高h(yuǎn)?=0.5m池總高H=0.5+3.0=3.5m2.空氣管計(jì)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?=8.4×4=0.0094m3/s。利用氣體的攪拌作用使來(lái)水均勻混合，同時(shí)達(dá)到預(yù)曝氣的作用?？諝饪偣蹹?取30mm,管內(nèi)流速V?為V?在10～15m/s范圍內(nèi)，滿足規(guī)范要求空氣支管D?:共設(shè)4根支管，每根支管的空氣流量q為：支管內(nèi)空氣流速V?應(yīng)在5～10m/s范圍內(nèi)，選V?=8m/s,則支管管徑D?為取D?=20mm,8穿孔徑D?:每根支管連接兩根穿孔管，則每根穿孔管的空氣流量為3.孔眼計(jì)算孔眼開(kāi)于穿孔管底部與垂直中心線成45°處，并交錯(cuò)排列，孔眼間距b=100mm,孔徑φ=2mm,穿孔管長(zhǎng)一般為4m,孔眼數(shù)m=74個(gè)，則孔眼流速v為數(shù)量：1座構(gòu)筑物：鋼砼結(jié)構(gòu)水力停留時(shí)間：5h(1)膜組件清洗：3～6個(gè)月清洗一次(2)曝氣系統(tǒng)數(shù)量：1套組成：羅茨風(fēng)機(jī)(2臺(tái)，一用一備)、曝氣器、管路閥門等膜組件有效容積計(jì)算a.MBR進(jìn)水BODsSo=114mg/Lc.MBR對(duì)BODs的去除率達(dá)到95%～98%,出水BODsSe≤5.7mg/L本設(shè)計(jì)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9序號(hào)名稱特性參數(shù)材質(zhì)聚氯乙烯2膜孔直徑0.4μm3過(guò)濾方式重力過(guò)濾/吸引過(guò)濾4最大過(guò)濾壓力重力過(guò)濾：12kpa/吸引過(guò)濾：20kpa5耐化學(xué)藥品性耐酸耐堿性強(qiáng)(PH值2～12)6膜支架尺寸510型寬×高×厚：490mm×1000mm×6mm7膜支架有效面積0.8m2/張8膜通量0.4～0.8m3/m2.d1.膜支架張數(shù)計(jì)算(按每天24小時(shí)運(yùn)行計(jì)算)n=Qa÷n÷t/24÷0.8 0.8膜支架有效面積,m2/張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故膜組件選用ES200(no=200)N=n÷no=625÷200=3.12組，取4組2.膜生物反應(yīng)器池有效容積計(jì)算：(1)按膜組件安裝尺寸計(jì)算膜生物反應(yīng)器有效容積：V=4.3×4.3×3m3=55.5m3取保護(hù)高度0.5m,則總?cè)莘e(2)取BODs容積負(fù)荷Nv為1.0kg/(m3.d)WBops=Qa×So×103=200×114×103=23kg.BOD?/dV=Wgops÷Ny=23÷1.0=23m3由于根據(jù)BOD?容積負(fù)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(yīng)器池所需空氣量計(jì)算(1)膜裝置洗凈所需空氣：MBR所需鼓風(fēng)量G=N×no×q=800×12式中：q——每張膜洗凈所需空氣量，一般為10～15L(2)生物處理所需空氣量：b——污泥自身氧化需氧率，一般為0.11～0.18kgO?/kgMLVSS·d;XMBR池內(nèi)MLSS濃度取12000mg/L;=10.8+74.5=85.3kg.O?/dG=Op/(0.277e)=85.3/(0.277×0.03)=10265m3/d=7.1m3/min由于生物氧化所需空氣量小于膜洗凈所需空氣量，鼓風(fēng)機(jī)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(jī)或總風(fēng)量相同的數(shù)臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)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=4000mm水柱的風(fēng)機(jī)。一般要求：曝氣管與膜組件下部距離一般為200～300mm,不能低于180排氣壓計(jì)算(1)供風(fēng)管道沿程阻力以及局部阻力取曝氣干管管徑DN100,每池采用一根干管與22支支管管安裝于池底(詳見(jiàn)則干管空氣流速V=q/A=9.6/(3.14*0.01/4)=1222.9m/min=20.4m/s根據(jù)《簡(jiǎn)明管道工手冊(cè)》,有管道沿程壓損h=RL,局部阻力損失h;=0.3hr。查圓形鋼板風(fēng)管的線解圖，取R=52Pa/m,L=10m,計(jì)算干管壓損采用BSD-Q-192球冠式微孔曝氣器，主要性能參數(shù)：曝氣器尺寸D192×180mm適用工作空氣量0.8～3m3/h個(gè)服務(wù)面積氧利用率24～41%充氧能力0.169～0.294kgO?/h動(dòng)力效率6.5～8.8kgO?/kw.h阻力損失設(shè)計(jì)MBR膜組件有效水深3m,則水深壓力3mH?O=29.4kPa0.52+0.156+26.05+7.81+29.4=63曝氣鼓風(fēng)機(jī)的選擇：選擇RC100羅茨鼓風(fēng)機(jī)，主要參數(shù)如下：轉(zhuǎn)速理論流量升壓流量軸功率配套電機(jī)機(jī)組最大重量型號(hào)功率kw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：永嘉縣揚(yáng)子江泵業(yè)有限公司生產(chǎn)的蟲(chóng)余量蟲(chóng)余量進(jìn)出口內(nèi)徑1型號(hào)流量/(m3/h)數(shù)量：2臺(tái)，圖3.6MBR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(duì)象藥劑種類藥劑濃度/%無(wú)機(jī)物鹽酸0.3～0.1有機(jī)物(藻類、細(xì)菌次氯酸鈉0.5～0.1有機(jī)物(蛋白質(zhì)、菌殘骸等)氫氧化鈉0.2～0.5MBR清洗用泵選擇：揚(yáng)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(hào)型號(hào)進(jìn)口×出口/流量/揚(yáng)程/m轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速/吸程/m電機(jī)功率P/57.MBR池排泥設(shè)計(jì)理論上每日的污泥量(按SS去除率計(jì)算):W=Q×(Co-C?)/10002(1-P?)式中：C?-----進(jìn)水懸浮物濃度，mg/LPo-----污泥含水率，%,取為98%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0.0009m3/s。九、污泥濃縮池設(shè)計(jì)及計(jì)算1.污泥濃縮池設(shè)計(jì)說(shuō)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(chǎng)合，而連續(xù)式則用于污泥較大的場(chǎng)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(jì)知整個(gè)工藝流程產(chǎn)泥量較小，因此選擇一個(gè)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(guò)自由沉降、絮凝沉降、區(qū)域沉降、壓縮沉降的過(guò)程來(lái)脫去部分水分。即是通過(guò)自身重力來(lái)壓密的過(guò)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(shè)計(jì)計(jì)算(1)本次設(shè)計(jì)的污泥來(lái)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(jì)算，產(chǎn)生的污泥流量為1.8+1.1=2.9m3/d(2)污泥固體濃度CP——濃縮前含水率，取P=96%;a.濃縮池工作部分高度h?b.濃縮池有效水深H?H?=h?+h?+hh?——濃縮池工作部分高度，m;h?——濃縮池超高，取h?=0.3m;h?——濃縮池緩沖層高度，取h?=0.3m。計(jì)算得：濃縮池有效水深H?=h?+h?+h?=0.37+0.3+0.3=0.97mc.污泥斗深度h?d污泥斗底部直徑，取d=0.2m;a——泥斗側(cè)壁傾角，取α=60°。d.濃縮池總高度H=H?+h?=0.97+1.75=2.72m=1.00m,h?=2.00m,設(shè)計(jì)濃縮池總高度H=H?+h?=1.00+2.00=3.00m(6)污泥斗容積 污泥斗上部半徑，R=1.11m;r——污泥斗下部半徑，r=0.10m。(8)濃縮后污泥量V?VP——濃縮前含水率，取P=96%;P出泥含水率，取P=94%。計(jì)算得：濃縮后污泥體積V?=2.9*(1-0.96)/(1-0.94)=1.93m3/d。(9)排泥周期T=V1/V2=2.83/1.