150吨AO+MBR污水处理方案.doc

中水回用工程中水回用工程 设设 计计 方方 案案 有限公司有限公司 2014 年十月年十月 目目录录 一 工程概况一 工程概况 1 二 二 设计标设计标准及准及规规范范 1 三 三 设计设计原原则则 1 四 四 设计设计范范围围 2 五 五 设计设计条件条件 2 5 1 进水水量 水质 2 5 2 出水水量 水质 2 六 工六 工艺艺流程及流程及说说明明 2 6 1 工艺流程图 2 6 2 工艺流程说明 3 6 3 技术 设备 特点 3 七 各七 各处处理理单单元功能及技元功能及技术术参数参数 10 7 1 调节池 10 7 2 缺氧池 11 7 3 好氧池 12 7 4 MBR 膜池 12 7 5 消毒渠 15 7 6 清水池 16 7 7 污泥池 16 7 8 设备间 16 八 运行八 运行费费用用 17 九 工程九 工程预预算算 17 10 1 构筑物一览表 17 10 2 设备一览表 18 十 十 处处理效果 效益分析理效果 效益分析 19 11 1 处理效果分析 19 11 2 环境效益和影响分析 19 十一 售后服十一 售后服务务 19 1 一 工程概况一 工程概况 本项目排污水水源为办公楼的综合生活污水处理新增项目 原排污管网 经化粪池处理后直接接入市政管网 园区绿化面积大 对绿化用水的需求量 大 而生活污水经处理后可满足绿化喷灌的需求 院区决定对生活污水进行 处理用于绿化 达到节水的目的 中水处理站的设置既可减少院区污染物的 排放 又可减少对市政给水的需求 从而达到环境效益和经济效益的双赢 二 二 设计标设计标准及准及规规范范 室外排水设计规范 GBJ14 87 建筑给水排水设计规范 GBJ15 88 污水再生利用工程设计规范 GB T50335 2002 工业建筑防腐蚀设计规范 GB50046 95 建筑结构荷载设计规范 GBJ9 87 给水排水工程结构设计规范 GBJ69 84 工业企业噪声控制设计规范 GBJ87 85 工业与民用供配电系统设计规范 GB50052 95 低压配电装置及线路设计规范 GB50054 95 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB50060 92 通用用电设备配电设计规范 GB50055 93 污水综合排放标准 GB8978 1996 城市污水处理厂污水污泥排放标准 CJ3025 93 城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准 CJJ31 89 工业企业设计卫生标准 TJ36 79 膜生物反应器相关技术规程 三 三 设计设计原原则则 采用技术先进 运行可靠 操作管理简单 适用于项目的工艺 使先进性 和可靠性有机地结合起来 采用目前国内成熟先进技术 尽量降低工程投资和运行费用 平面布置和工程设计时 布局力求合理 通畅尽量节省占地 2 污水处理设施应尽量使操作运行与维护管理简单方便 为确保工程的可 靠性及有效性 提高自动化水平 降低运行费用 减少日常维护检修工作量 改善工人操作条件 采用现代化技术手段 实现自动化控制和管理 做到技 术可靠 经济合理 尽量减少废水提升高度和提升次数 以节约能源 四 四 设计设计范范围围 本设计主要对污水处理工艺流程 处理构筑物及相关设备进行设计 五 五 设计设计条件条件 5 1 进进水水量 水水水量 水质质 根据业主提供的基础数据 污水水量为 150m3 d 计 7 m3 h 污水由洗漱 水 冲厕水等组成 其水质为典型的生活污水 进水水质根据经验按下表设 计 表 1 进水水质 单位 mg L 污染物化学需氧量 CODCr 生化需氧量 BOD5 氨氮 NH3 N 悬浮物 SS pH 排放浓度 mg L 400200302506 9 5 2 出水水量 水 出水水量 水质质 出水达到生活杂用水水质标准 见表 2 表 2 出水水质 单位 mg L 污染物化学需氧量 CODCr 生化需氧量 BOD5 氨氮 NH3 N 悬浮物 SS pH 排放浓度 mg L50108106 9 六 工六 工艺艺流程流程及及说说明明 6 1 工工艺艺流程流程图图 见工艺流程附图 3 格栅好氧池氧 池 MBR 池风机 消毒池 污泥回流 缺氧池调节池 6 2 工工艺艺流程流程说说明明 污水经调节池调节水量 均化水质 同时调节池进行了预曝气处理 一 定程度上对污水进行了降解 之后通过污水提升泵进入缺氧池 利用缺氧微 生物的降解能力将污水中较难分解的有机高分子污染物分解成较易分解的 有机低分子污染物 同时通过将 MBR 膜池泥水混合物回流至缺氧池 依靠 原水中的含碳有机物利用缺氧微生物的反硝化作用将氮氨转化为氮气 然后 污水由缺氧池进入好氧池 利用好氧微生物将污染物最终分解成二氧化碳和 水 并利用好氧微生物的聚磷作用将磷从污水中分离出来 再对有机低分子 等物质进行进一步大量消耗 污水进入 MBR 膜池 经平板膜的过滤作用实 现泥水混合物的固液分离 从而达到去除有机物 实现脱氮除磷的目的 尾水 消毒采用紫外线消毒采用紫外线消毒 6 3 技技术术 设备设备 特点 特点 MBR 膜生物反应器 Membrane bioreactor MBR 是将膜分离技术和生物 反应器的生物降解作用集于一体的生物反应系统 它以浸没式膜组件替代传 统活性污泥法中的二沉池实现泥水分离 该系统具有处理能力强 固液分离 效率高 出水水质好 占地空间小 运行管理简单等特点 由于膜的过滤作用 微生物被完全截留在生物反应器中 实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的 彻底分离 消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题 MBR 具有对污染物去除 4 效率高 硝化能力强 出水水质稳定 剩余污泥产量低 设备紧凑 操作简单 等优点 经过缺氧池进行脱氮反硝化后的污水进入膜生物反应池 进入膜池的 污水经硝化细菌的硝化作用实现脱氮作用 同时好氧微生物通过内源呼吸对 有机物进行氧化分解而达到降低 COD 的目的 浸没安装在膜生物反应池中 的 MBR 平板膜装置对泥水混合液进行过滤处理 进一步去除 SS 油 大肠 杆菌等 膜生物反应池运行稳定 清洗周期长 产水能耗低 不需投加混凝剂 助 凝剂等化学药剂 降低了运行成本 膜生物反应池内污泥浓度高 耐冲击性 能好 占地面积小 出水水质良好 相比较于传统好氧活性污泥法而言 MBR 工艺具有下列优势 紧凑合理的污水处理系统 MBR 可以在高浓度的活性污泥 传统法的 2 5 倍 条件下 仍可以进行生 物反应 也就是说 在 MBR 中 含有更多有机组分的污水在短时间内或在更 小的空间内可以被分解 生物反应速度较快 他不仅可以降解 BOD 等有机物 还具有硝化除氮的功能 而且有 MBR 中 不需要二沉池 因此相比传统的活 性污泥法来说 安装 MBR 空间要小得多 它可以适用于既有设备的扩容改 造 也可以减少新建设备的占地面积 高质量的处理水质 膜分离不可能像沉降分离那样发生悬浮物泄漏的问题 而且一些微生物 如大肠杆菌 隐孢子虫等均可被微滤膜除去 处理水的消毒过程就可以变得 相当简单 另外 处理水不需要经过特别操作就可以作为中水再利用 MBR 系统的出水水质比传统的活性污泥法要好得多 因此 MBR 系统的出水可用 来进行灌溉或通过 RO 反渗透 进一步处理后用作一些工业用水 建设成本低 设备简单施工容易 比传统活性污泥法节省了设置面积 因此 整体建 设费便宜 短时间施工可能 运行维修管理方便 处理系统简单且耐受负荷变化 在 MBR 系统中 很少或几乎没有剩余 5 污泥流出 可以进行简单的污泥管理 装置的自动化程度高 MBR 工艺先进 能够实现运转的自动控制 运转管理方便 运转方式灵 活 在常年处理运转中能够保证出水所要求的处理程度 处理效果稳定 1 平板膜过滤出水原理 图 2 自旋回流过滤示意图 平板膜竖直放置在好氧反应池中 清水及小分子物质 如盐分 在负压引 流下垂直膜的表面透过膜 具有一定浓度的活性污泥混合液在曝气的作用下 沿平板膜向上流动 并不断冲刷平板膜表面 使污泥不容易在膜表面堆积 从而保持恒定的透水产量 2 平板膜结构 6 图 3 平板膜结构图 具有特殊结构的导流板的最外层是以聚偏二氟乙烯 PVDF 材料制作的 具有不对称结构的孔径为 0 1 微米的滤膜 经过滤膜过滤的清水从出水口被 负压吸出或重力自流 工程中一般采用负压抽吸的方式 3 平板膜组件的构造 7 图 4 膜组件结构图 平板膜组件主要由曝气系统和膜板支撑框架组成 曝气系统将从风机输 送来的空气通过曝气管进入气水混合空间 经混合均匀后到达膜片部分 保 障每一片平板膜均匀地获得气体冲刷力 膜板支撑框架通过导轨支撑膜板 使每块平板膜的空间距离一致 通过集水管把每块平板膜的出水联接在一起 膜元件可以每张取出 检查和互换都很容易 4 膜组件的曝气系统 膜组件的曝气主要有两方面的作用 a 连续不断地曝气对膜面起冲刷作用 这样就可以最大可能的减少通过 过滤作用在膜面上形成的滤饼层 尽量降低膜的污染 b 为微生物提供足够的氧气 满足微生物新成代谢的条件 膜组件中的曝气管路系统如下图所示 8 图 4 曝气管路系统图 曝气管冲洗方法 1 自吸泵停止运行 2 打开清洗用阀门 V2 通过该操作使曝气管中的污泥逆流进入 V2 阀 控制的放空管路 同空气一起被排放 3 保持阀门 V2 开一段时间后关闭阀门 V2 如果曝气稳定则曝气系统 已经正常 若曝气仍然不均匀重复上面的操作 4 自吸泵开启重新启动 MBR 系统 DF 浸没式平板膜组件通常采用恒流量间歇出水方式运行 这是因为连 续出水会加快混合污泥在膜表面堆积 形成滤饼层 采用间歇出水方式将大 大改善这种状况 当停止抽吸时 膜两侧的压差减少 以致降低为零 停止产 水期间 曝气风机正常运行 堆积在膜表面的污泥在气泡和向上涌动的液流 的搅动下脱落 达到清洗的效果 使用膜生物反应器处理污水时 一般按照以下方式运行 抽吸出水时间 8 分钟 空曝时间 2 分钟 上述抽停时间循环往复 6 平板膜的清洗 当平板膜在膜池内运行较长的时间 膜表面发生了污染 会使抽吸压力 上升 如果不采取措施会导致产水量下降 因此必须进行清洗使膜性能恢复 清洗的方式包括 在线化学清洗 离线物理清洗 和 离线化学清洗 A 在线化学清洗 膜组件设置在池内的状态下 也可使药液进行清洗 而且多组件一起运 9 行的情况下 也可对单组件或多个组件进行在线清洗 一般在线化学清洗周 期为 3 4 个月 清洗原理如下 图 7 在线化学清洗图 在线化学清洗药液 碱清洗 根据工程安装平板膜的数量首先确定安装清洗装置 连接清洗 管路 DF150 单片膜元件计算 每片膜约需 5L 的 0 5 次氯酸钠溶液浸泡 3 5 小时 酸清洗 按 0 1 配比草酸溶液 浸泡 3 5 小时 在线化学清洗方法 a 关闭出水管阀门 开启阀门 及阀门 将清洗液从高位水箱 由漏斗注入抽吸管道至膜元件 b 注入清洗液为 5L 片 注满后关闭阀门 碱洗液浸泡 3 5 小时 即可 c 浸泡完毕后关闭阀门 重新开启阀门 开启设备正常出水 若漏斗设置于室外 在不使用时需加盖 防止脏物跟随清洗液进入抽吸 管影响正常运行 10 B 物理清洗 一般不需要 当在线化学清洗无法解决问题时 需将膜元件从组件中取出 用高压水 枪冲洗膜表面 C 离线化学清洗 一般不需要 膜元件经过物理清洗后 再置于专用容器中 投加清洗剂 浸泡 5 小时 可使滤膜的过滤能力得到有效的恢复 七 各七 各处处理理单单元功能及技元功能及技术术参数参数 7 1 调节调节池池 用来收集生活污水 同时兼作污水提升泵集水池 该池具有调节水量 均化水质 提高整个处理系统抗冲击性能的功能 池底采用穿孔曝气 起搅 拌作用 用来均和水质 防止 SS 下沉池底 设计尺寸为 单位 mm 5000 4000 4000 停留时间 11h 材质 钢砼 数量 1 座 配置 1 格栅 主要用于拦截大颗粒的固体物质及漂浮物 防止以上物质堵塞水泵叶轮 及划破 MBR 膜池里的平板膜 格栅渠尺寸为 单位 mm 1000 2500 4000 沟宽 500mm 栅距 2mm 2 污水提升泵 污水提升泵 型号 Isg40 125 数量 2 台 一备一用 流量 11m3 h 扬程 16m 功率 1 1kW 3 预曝气系统 材质 UPVC 11 数量 一套 方式 穿孔曝气 4 液位控制系统 采用浮球液位控制实现工艺的自动控制 浮球开关不含导致故障发生和 波纹管 弹簧 密封等部件 而是采用直浮子驱动开关内部磁铁 浮球开关的 简捷的杠杆使开关瞬间动作 浮子悬臂角有限位设计 防止浮子垂直 浮球 液位开关是一种结构简单 使用方便 安全可靠的液位控制器 它比一般机 械开关速度快 工作寿命长 与电子开关相比 它又有抗负载冲击能力强的特 点 一只产品可以实现多点控制 型号 FK 型 数量 2 套 7 2 缺氧池缺氧池 主要作用是依靠污水中的有机物做为碳源将回流至该池泥水混合物 中的硝酸盐 亚硝酸盐利用反硝化细菌的反硝化作用转化为氮气 从而实现 脱氮作用 同时由于脱氮时也消耗了污水中的有机物所以也降低了 COD 有效尺寸 单位 mm 3000 4000 4000 停留时间 6 5h 材质 钢砼 数量 1 座 配置 1 填料 型号 YID 150 材质 PP 数量 38m3 2 填料支架 材质 Q235 螺纹钢防腐 数量 16 m2 3 曝气系统 材质 UPVC 12 数量 一套 方式 穿孔曝气 7 3 好氧池好氧池 好氧池的作用是让活性污泥进行有氧呼吸 进一步把有机物分解成无机 物 去除污染物的功能 数 量 1 座 单池尺寸 单位 mm 3700 4000 4000 水力停留时间 8 45h 结 构 地下矩形钢混结构 内 设 弹性填料 120m3 旋切式曝气器 50 套 填料支架 1 套 配套设备 混合液回流泵 2 台 1 用 1 备 QW10 16 1 5 4 流 量 10m3 h 扬 程 16m 运行功率 1 5kW 7 4 MBR 膜池膜池 MBR 膜池既实现了 MBR 膜支架的安装 又是传统意义上的好氧池 同 时又利用 MBR 平板膜的泥水分离特性实现了泥水分离 所以 MBR 膜池是 本工艺的核心部分 首先好氧微生物在氧气的作用下 以好氧池里的有机物 作为碳源维持正常的生命活动 另一方面硝化菌将氨氮转化为硝态氮 为反 硝化提供必要的前提条件 膜生物反应器 Membrane Bioreactor MBR 是一种将高效膜分离技术 与传统活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺 它用膜组件代替传统活 性污泥法中的二沉池 大大提高了系统固液分离的能力 从而使系统出水水 质和容积负荷都得到大幅度提高 出水可以作为中水回用 由于膜的过滤作 用 微生物被完全截留在生物反应器中 实现了水力停留时间与活性污泥泥 龄的彻底分离 消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题 MBR 具有对污染物去除效率高 硝化能力强 出水水质稳定 剩余污泥产 量低 设备紧凑 操作简单等优点 应用与处理量大面广的有机生活污水 实 现污水资源化具有很大的潜力 13 根据实际处理水量和MBR产品类型 设计选用DF80 120组件 每个组件 包含壳体 曝气管 产水集合管和120片膜元件 设计选用的膜组件数量 4组 膜组件的详细技术规格及其外形尺寸如下所示 有效膜面积 m2 片 0 8 外形尺寸 宽 高 厚 mm 490 1000 7 重量 Kg 3 5 膜孔径 um 0 1 滤膜材质 PVDF 产水量 升 片 天 40 60 出水浊度 NTU 1 0 出水悬浮物 SS mg l 5 MBR池中采用的MBR膜组件型号为DF80 120 本工程中设计MBR膜组 件1块 共设1个MBR池 池中放置MBR膜组件1块 设计参数 水力停留时间 6 5h 外形尺寸 3000mm 4000mm 4000mm 配套设备 1 鼓风机 型号 3L22WD 风量 3 09m3 min 风压 39 2kpa 电机功率 4kW 数量 2台 一备一用 2 出水泵 出水泵前一定要安装负压真空表 观察平板膜污染的程度 阀门 控制 出水流量 膜组件正常运行的负压为0 30KPa 负压超过或接近30KPa时膜元 件属于严重污染 则需要清洗 自吸泵后一定要安装出水流量计 确定膜组 件的出水水量 型号 25ZW8 15 14 数量 2台 一备一用 流量 8m3 h 扬程 15米 功率 1 5kW 水泵运行设定 抽吸时间8min 停抽时间2min 水泵吸程 5m 3 污泥泵 型号 WQ25 7 8 0 55 P 1 1kW 4 液位控制系统 采用浮球液位控制实现工艺的自动控制 浮球开关不含导致故障发生和 波纹管 弹簧 密封等部件 而是采用直浮子驱动开关内部磁铁 浮球开关的 简捷的杠杆使开关瞬间动作 浮子悬臂角有限位设计 防止浮子垂直 浮球 液位开关是一种结构简单 使用方便 安全可靠的液位控制器 它比一般机 械开关速度快 工作寿命长 与电子开关相比 它又有抗负载冲击能力强的特 点 一只产品可以实现多点控制 型号 FK 型 数量 4 套 5 污泥回流泵 型号 50QW10 15 1 5 流量 10m3 h 扬程 15 m 功 率 1 5 KW 数量 2 台 一用一备 6 清洗系统 当平板膜在膜池内运行较长的时间 膜表面发生了污染 会使抽吸压力 上升 如果不采取措施会导致产水量下降 因此必须进行清洗使膜性能恢复 清洗的方式包括 在线化学清洗 离线物理清洗 和 离线化学清洗 1 次氯酸清洗 15 清洗药箱 清洗药箱容积 5 0m3 次氯酸加药泵 型号 MPH 400CV5 D 流量 150L min 扬程 8m 功率 0 37kw 2 草酸清洗 清洗药箱 清洗药箱容积 5 0m3 草酸加药泵 型号 MPH 400CV5 D 流量 150L min 扬程 8m 功率 0 37kw 7 5 消毒渠消毒渠 数 量 1 座 有效尺寸 单位 mm 4000 2000 4000 水力停留时间 4 2h 结 构 地下矩形钢混结构 配置 1 紫外线消毒器 紫外线消毒器杀菌率高 杀菌速度极快 对细菌 病毒的杀菌在 1 2 秒内 即可完成 杀菌率达 99 99 9 紫外线消毒器专业广泛用于生活用水 水产养殖用水 自来水给水 楼 宇供水 市政污水 医院污水 工业污水 雨水 生活废水 地表水 井水 河 水 地下水 纯水 景观水 游泳池水 海水 啤酒厂用水 饮料厂用水等等水 处理行业 对其用水进行杀菌 消毒 除藻 紫外线消毒器设备集光学 机械 化学 电子 流体力学等综合科学为一 16 体 采用高效的紫外线 UV 光照射水流 当水中的细菌 病毒等受到紫外线 UV 光 253 7nm 照射后 其细胞 DNA 及结构被破坏 细胞无法再生 达到杀 菌和净化 紫外线消毒器杀菌率高 杀菌速度极快 对细菌 病毒的杀菌在 1 2 秒内 即可完成 杀菌率达 99 99 9 紫外线消毒器具有杀菌速度快 不用添加 任何化学药剂 不会对水体和周围环境造成二次污染 不会改变水中的任何 成分 运行维护成本低 在千吨水处理量水平 消毒器的成本只有氯消毒的 1 2 紫外线消毒器安装方便 设备由腔体 进水口和出水口组成 与流水管 道通过法兰对接即可 型 号 紫外线消毒设备 PE USQ 500 流 量 200m3 h 运行功率 0 56kW 7 6 清水池清水池 数 量 1 座 有效尺寸 单位 mm 4000 2000 4000 水力停留时间 3 2h 结 构 地下矩形钢混结构 内 设 反冲洗泵 1 台 QW20 25 16 1 5 流 量 20m3 h 扬 程 16m 运行功率 1 5kW 7 7 污污泥池泥池 数 量 1 座 单池尺寸 单位 mm 2000 2000 4000 结 构 地下矩形钢混结构 内 设 泥斗 排泥系统 配套设备 污泥回流泵 1 台 AS30 2CB 流 量 8m3 h 扬 程 12m 17 运行功率 0 75kW 7 8 设备间设备间 1 值班间 有效尺寸 长 宽 高 mm 4000 4000 4000 材质 砖混结构 数量 1 座 2 设备间 主要用于安装鼓风机 出水泵 控制系统 清洗药剂 供水机组及现场工 作所必须的工具 有效尺寸 长 宽 高 mm 7000 4000 4000 材质 砖混结构 数量 1 座 八 八 运行运行费费用用 运行成本分析运行成本分析 直接运行成本按电耗和药剂消耗计算 1 电费 按 0 5 元 KW h 计 功率因子取 0 8 则 10 4 8 0 5 0 8 150 0 22 元 吨水 2 药剂费用 1 次氯酸钠清洗药液费用 该处理工艺中主要用 0 5 的次氯酸钠溶液进行化学清洗膜元件 一般 情况下膜的清洗周期为两个月 则 一次需要 4Kg 分析纯的次氯酸钠大约为 528 元 则 52 8 2 30 150 0 005 元 吨废水 3 人工费 该系统采用自动化控制 一般只需要 1 个工人即可 工资按 1000 月计算 则直接运行费用合计 1000 1 30 150 0 15 18 处理每吨废水每天需要的费用为 0 22 0 005 0 15 0 375 元 九 工程九 工程预预算算 10 1 构筑物一构筑物一览览表表 人民币 万元 序号名称型号规格数量总价备注 1调节池5000 4000 40001 座钢混 2格栅池1000 2500 40001 座钢混 3缺氧池3000 4000 40001 座钢混 4好氧池3700 4000 40001 座钢混 5MBR 膜池3000 4000 40001 座钢混 6消毒渠4000 2000 40001 座钢混 7清水池2000 2000 40001 座钢混 8污泥池2000 2000 40001 座钢混 9值班间4000 4000 4000 1 间砖砌 10 设备间 7000 4000 4000 1 间砖砌 46 9 10 2 设备设备一一览览表表 序 号 名称规格型号数量单位 总价 万元 备注 1机械格栅HZGS 4001台2mm 2提升泵Isg40 1252台1 用 1 备 3鼓风机3L22WD2台1 用 1 备 4液位