MBR污水处理工艺设计说明书

1、MBR污水处理工艺设计一、课程设计题目度假村污水处理工程设计二、课程设计的原始资料1、污水水量、水质(1) 设计规模某度假村管理人员共有200人，另有大量外来人员和游客，由于旅游区污水水量季节性变化大，初步统计高峰期水量约为300m3 / d,旅游淡季水量低于70m3 / d,常年水量为100150m3 / d,自行确定设计水量。(2) 进水水质处理的对象为餐饮废水和居民区生活污水。进水水质:项目C0DBOD5ssPHnh3-nTP含量/ (mg / L)150-25090-150200-240、污水处理要求污水处理后水质应优于城市污水再生利用景观环境用水水质(GB18921-2002)项目B

2、OD5SSPHnh3-nTP含量/ (mg / L)610、处理工艺污水拟采用MBR工艺处理4、气象资料常年主导风向为西南风5、污水排水接纳河流资料该污水处理设施的出水需要回用于度假村内景观湖泊，最高水位为103米，常年水位为100米，枯水位为98米6、厂址及场地现状进入该污水处理设施污水管端点的地而标高为109米二、工艺流程图图1工艺流程图四、参考资料1. 水污染控制工程教材2. 城市污水再生利用景观环境用水水质(GB18921-2002)3. 给排水设计手册4. 给水排水快速设计手册5. 给水排水工程结构设计规范(GB50069-2002)6. MBR设计手册7. 膜生物反应器一一在污水处

3、理中的研究和应用顾国维、何义亮 编著8. 简明管道工手册第2版五、细格栅的工艺设计1 细格栅设计参数(1) 栅前水深h二0lm：过栅流速v二0. 6m / s;(3) 格栅间隙b细二0. 005m;(4) 栅条宽度s二0. 01m;(5) 格栅安装倾角a =60 02. 细格栅的设计计算本设计选用两细格栅，一用一备1）栅条间隙数：bhv 细格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度L丨:o.8og5iSiW 山 皿9,(取 F11)式中：n细格栅间隙数；QmaX -最大设计流量，0. 0035m3 /s b栅条间隙，；h栅前水深，取0. ImV过栅流速，取s;Q格栅倾角，取60 ；2）栅槽宽度：B二 S

4、(n_l) +bn式中：B栅槽宽度，m;S格条宽度，取0. OlmOB二X （I1-I） + XII二0 155m：（取 B 二 0. 2m）3）过栅水头损失：K取30 -（选用迎水、背水而均为半圆形的矩形）2 :勢口 3 1.67（腮一臥抄航6）栅前槽总高度：取栅前渠道超高h尸0. 3m栅前槽高H】二h+hL一二7）栅后槽总高度：Hhhh 0. 10. 3 0. 20. 6 /Z7 8）栅槽总长度：若进水渠宽Bi二0. 18m渐宽部分展开角J二20 ，则此进水渠道内的流速 Vi二0. 6m/ s,贝归L BB 0 2018 0.03.2 tan20 2 tan204) 细格栅与出水渠道连接处

5、的渐窄部位的长度L2：j n mJ n m r2 2L l Z 0.5 1.0 0.03 0.015 0.5 1.0041.8mtan60tar609)每日栅渣量：KZ 二W 一般为0. 1 -0. 01rn “，细格栅取0. 10力/10 /7710 m0. 02 刃 d4 (符合)L/h?二2二8 (符合)(7) 污泥区的容积V” :对于已知污水悬浮固体浓度与去除率,污泥区的容积可按下式计算:V. =Qnsx 24 Con 100 T / 1000r (100-Po)式中：CO-沉淀池进水悬浮物浓度，mg/Ln悬浮固体的去除率，取n二50%T -两次排泥的时间间隔，d,初沉池按2d考虑r污

6、泥容重，Kg/m：含水率在95%以上时，可取IOoo Kg / m3P0 -污泥含水率，;取P0 96Vf*24*240*50%*100*2/1000*1000(100-96)二1. 8 m3(8) 贮泥斗得容积VF (1/3) h4 s S, S2+(SS2)VF (1/3)+ =1. 94m3式中：V】一一贮泥斗得容积，m，;Si, S2贮泥斗得上下口面积，m2o设计 S i 二*二1 44m2S2二*二0 16m2h J 二2. 8mh/二一0129m (9)沉淀池的总高度H：H=hi 4- hz+hs+h 1 +h 1H二 一2+二5 729m式中：H沉淀池总高度，m：hi 淀池超高，

7、m, 一般取0. 3 m：h2沉淀区的有效水深，m;h3缓冲层高度，叫无机械刮泥设备时为0. 5m,有机械刮泥设备时，其上缘应高 出刮板03m;hi 贮泥斗高度，m：h V1梯形部分的高度，mo(10)贮泥斗以上梯形部分的污泥容积V2：V?二* (L,+L2) 也” bV?二*(17+*二0. 53m3式中：L i =+=17mL23. 6mb二0. 4m污泥斗和梯形部分污泥容积V】+Vf+二2 47m3七、调节池的设计由于本例是旅游区，污水量季节性变化大，淡季时水量低于70m7d,高峰期又能达到300 m7d,设计连续高峰水量的吋长为2do该MBR工艺设备取用设计 流量为200 m7do当岀

8、现连 续高峰水量时，调节池可用来蓄水。但当岀现淡季水量时，调节池中的水又过少。所以为 了保证污水处理设施在最高水量或最低水量的情况下都能正常运行。拟设计总体积为2I0m3的调节池，分三格，每格设计体积为70n?o当水量小于设计流量时，调节池单格运行，当水量大于设计流量时，可采用双格运 行致三格运行起到蓄水作用。1. 单格调节池设计设计流量Q - 8. 4m /h,停留时间T二h,采用穿孔管空气搅拌，气水比为4:1(1) 单格调节池有效容积V二QT二 X 58. 8 Ji i 3(2) 单格调节池尺寸调节池平面形状为矩形，其有效水深采用也二3Om,调节池面积为：F二V/ h2=19 6 m2池宽

9、B取4.0 m,则池长为L二F/B=4 9 m 取 L=5. Om保护高h i二0. 5m池总高H二+二3. 5m则单格调节池的尺寸为*二70 m32. 空气管计算在调节池内布置曝气管，气水比为4:1,空气量为Q二X二0. 0094 m3/ s0利用气 体的搅拌作用使来水均匀混合，同时达到预曝气的作用。空气总管山取30mm,管內流速仏为Vi二二二 13 3m/ SrrD; 3. 14 X 0. 03VI在1015m/s范围內，满足规范要求空气支管D2：共设4根支管，每根支管的空气流量q为：q=-Qs = - X 0. 0094二0 00235m7s44支管內空气流速V?应在510m/ s范围内

10、，选V2二8m/ s,则支管管径6为取 DWO 皿则 VF 4x0. 00235=7 畑sX 0. 020 r穿孔径必：每根支管连接两根穿孔管，则每根穿孔管的空气流量为q, =0. 001175m7s,取 V3=7m / s/ 4 X 0. Poll污-0. 0146m.取 D3=I 5mm则 V3 为4x0. 0oll75N厂二 6 65m / s3 a r X 0 3. 孔眼计算孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成45。处，并交错排列，孔眼间距b =I00mnl,孔径二2mm,穿孔管长一般为4m,孔眼数IT1 - 74个，则孔眼流速V为%_0 001175-5. 06m / s4 2mi 0.

11、 785 X 0. 0022 X 74 -0 刃4八、MBR池设计数量：1座构筑物：钢於结构池容积：x X 3. 5m水力停留时间：5h(1) 膜组件数量：1组规格：X X2 m清洗：36个月清洗一次(2) 曝气系统数量：1套组成：罗茨风机(2台，一用一备)、曝气器、管路阀门等膜组件有效容积计算设计参数：进水 BODs SO =114 mg/Lb.设计处理水流量Q,二200 m7dcMBR对B0D5的去除率达到95%98%,出水BODSW mg/L1. 膜组件选型本设计的膜选用日本久保田(KUbOta)公司生产的液中膜，膜技术参数表如下:序号名称特性参数1材质聚氯乙烯2膜孔直径U m3过滤方式

12、重力过滤/吸引过滤4最大过滤压力重力过滤:12kpa /吸引过滤：20kpa5耐化学药品性耐酸耐碱性强(PH值2-12)6膜支架尺寸510型宽 X 高 X厚：490mmXI000mmX6=7膜支架有效而积0. 8 m2 /张8膜通量0. 8 m3/1.膜支架张数计算(按每天24小时运行计算)n 二 Qd 一 H 4-1 / 24-r二 200 一一 24/24 一二 625 张式中：n膜支架张数，张；Q -膜通量，一般取0. 8 m3/;t每天运行时间，h：膜支架有效而积，rV /张同一膜生物反映器内应选同型号的膜组件，膜组件分为AS型、FF型、ES型三种：AS形适用于大型市政排水处理FF型适

13、用于地埋式小型污水处理ES型适用于生活污水、工业废水，是常用膜组件，尤其推荐作为中水回用处 理工艺。 故膜组件选用ES200 (n。二200)N二n 4- n二625 4- 200 二组，取 4 组2. 膜生物反应器池有效容积计算：(1) 按膜组件安装尺寸计算ES200平而布置尺寸为：X4. 3m,池深为3. 0m;膜生物反应器有效容积：V二 X X 3n?二55. 5 m3取保护高度0. 5m,则总容积V 总二 X X 3. 5n?二64. 7 m3(2)取B0D5容积负荷NY为1. 0 kg /WB0OS二 QdXS0X10$ = 200X114X1(/ =23 kg. B0D5/ dV二

14、 Wb5Nv 二 23一 = 23 m3由于根据BOD5容积负荷算出的池有效容积小于膜平面布置所得的池容积，故MBR池容积 及尺寸按膜组件安装尺寸确定。3膜生物反应器池所需空气量计算(1) 膜装置洗净所需空气：MBR 所需鼓风量 G 二 NXnoXq 二 800X12二9 6 m3/ min式中：q每张膜洗净所需空气量，一般为1015L/min(2) 生物处理所需空气量：需氧量 0D 二 aLr + bSa 二 a Qd (SO- Se) 一bVXf式中：a系数，一般为；LrBODs 去除量，Lr二 S。- Se;b污泥自身氧化需氧率，一般为kgO2/ kgMLVSSd;S3及应器内MLVSS

15、的量；V - MBR 池容积，m，;X -MBR 池内 MLSS 浓度取 12000mg/L;f混合液MLVSS/MLSS, 一般为0d 二 200X X (114-6) X103+X X12X二+ =85. 3kg. 02Zd所需空气量：G 0o / () (X)二10265 m7d 二7 1 m7m i n式中：e溶解效率，因水深、水温、水压级污泥浓度而异，一般为；由于生物氧化所需空气量小于膜洗净所需空气量，鼓风机的选择应以膜洗净所需空气量为 依据，可选送风量为9. 6 m7min左右的风机或总风量相同的数台风机并联运行。风口的压力以 池深为依据，本池深为3. 5m,考虑到风管的阻力 降，

16、可取风压P二4000mm水柱的风机。4. 池内曝气系统设计一般要求：曝气管与膜组件下部距离一般为200-300mnl,不能低于180mm;崔玉川，刘振 江，张绍怡城市污水厂处理设施设计计算M.北京：化学化工岀版 社,2004.排气压计算(1)供风管道沿程阻力以及局部阻力取曝气干管管径DNIOOf每池采用一根干管与22支支管管安装于池底(详见图纸)。则干管空气流速 V二q J A j二*4)二 1222 9m/min=20 4m/s根据简明管道工手册,有管道沿程压损hf二RL,局部阻力损失hj二o式中：R每米管长的沿程水力损失，Pa/m：L一管长，m;查圆形钢板风管的线解图，取R Z1 52 P

17、a/m, L-I0m,计算干管压损hf二RL二52X10二520P&, hj=156 Pa设计曝气侧管（支管）DN50,每支2.0m,每池22支计算得曝气支管压损，查简明管道工手册取R=592 Pa/m 总 hf=nRL=26048 Pa,总 hj= Pa（2）曝气器阻力采用BSD-Q-192球冠式微孔曝气器，主要性能参数：曝气器尺寸D192 X1 80mm适用工作空气量0. 8 3m / h 个服务而积0. 35-0. 8 m3/ 个氧利用率24 41 %充氧能力0. 1 69-0. 294kg02/h动力效率6. 5 8. 8kgQ / kw. h阻力损失W3200P&按供风量计算取q二3

18、m7 （h 个）则/丨二二二192 （个）,q 3取198个，每支198/22-9个，平均纵横分布于MBR池底。（3）曝气器淹没水头设计MBR膜组件有效水深3m,则水深压力3mH：0=所以总排气压为曝气鼓风机的选择：选择RC100罗茨鼓风机，主要参数如下:转速r/mi n理论流量 m3/m i升压Pa流量 m3/mi n轴功率kw配套电机机组最大 重量 kg型号功率kw2500Y180L-2227305.出水系统设计根据设计总流 Q二200m7d=8. 4m7h,得好氧MBR出水流量& 4m7h:水力 停留时间取20% 即24X二,取5h,经校核，5X =42 m3k余r进出口内径50图MBR

19、膜清洗系统示意图MBR膜清洗所需药物如下表所示。表3-8膜清洗药剂表清洗对彖药剂种类药剂浓度/%无机物盐酸有机物（藻类、细菌等）次氯酸钠有机物（蛋白质、蔺残骸等）氢氧化钠MBR清洗用泵选择：扬子江泵业有限公司生产的FPZ型耐酸耐碱射流泵。 表3-9 FPZ型耐酸耐碱射流泵型号型号进口 X岀口/(mm) (mm)流量/ (m3 / h)扬程/m转速转速/r/mi n吸程/m电机功率P/kw32FPZ-11 (D)30X3011284057. MBR池排泥设计理论上每日的污泥量（按SS去除率计算）：W二QX （Co-Ci） /10002 （I-Po） 式中:Q 设计流量，m/dCo进水悬浮物浓度，

20、mg/LCi出水悬浮物浓度，mg/LPo污泥含水率，取为98%每日的污泥量计算得 W二200 X (120-10)/(1 0002X )-1. 1 m7d可以取为每天污泥产量1. Im7d,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 m7so九、污泥浓缩池设计及计算匚污泥浓缩池设计说明污泥浓缩的主要目的是减少污泥体积，以便后续的单元操作。污泥浓缩的操作方法有间歇式 和连续式两种。通常间歇式主要用于污泥量较小的场合，而连续式则用于污泥较大的场合。污泥浓缩的方法有重力浓缩、乞浮浓缩、和离心浓 缩，其中重力浓缩应用最广。根据本次设 计知整个工艺流程产泥量较小，

21、因此选择一个不带中心管的间歇式重力浓缩池，其结构如图 所示。其浓缩原理是污泥在重力浓缩池中，污泥依次通过自由沉降、絮凝沉降、区域沉降、 压缩沉降的过程 来脱去部分水分。即是通过自身重力来压密的过程。污泥浓缩池采用钢混结 构。图不带中心管间歇式重力浓缩池示意图2.污泥浓缩池设计计算(1) 本次设计的污泥来源：a.初沉池产生的剩余污泥；产生的剩余污泥。根据前面计算，产生的污泥流量为+二29m7d(2) 污泥固体浓度CC=(I-P)P式中：C污泥固体浓度，kg/mlP浓缩前含水率，取P二96%;P-污泥密度，P=I000kg / m3o计算得：污泥固体浓度C二X1000M0kg/m3(3) 浓缩池面

22、积AM式中：A -浓缩池面积，mlV污泥量，m7d;C污泥固体浓度，kg / m;M浓缩池污泥固体负荷，取M=30kg / (m2 - d)0计算得：浓缩池面积A二*40 / 30二387 m2浓缩池直径D二(4*=二222m(5) 浓缩池高度计算a.浓缩池工作部分高度hTVhi 二24A式中：hi浓缩池工作部分高度，m：T浓缩时间，一般为1016h,取T二12h：V污泥量，m7d;A浓缩池面积，m?。计算得:浓缩池工作部分高度h,二12* (24*二0. 37mb浓缩池有效水深RHi hi +112 +I13式中：H1 -浓缩池有效水深，m;ht浓缩池工作部分高度，m：h2浓缩池超高，取h2

23、二0. 3m;th 浓缩池缓冲层咼度，取h3=0 3nio计算得：浓缩池有效水深H】二h】+h?+h3二+二0. 97mC.污泥斗深度mi D-dh二t ana4 2式中：h4污泥斗深度，m;D浓缩池直径，m：d污泥斗底部直径，取d二0.2m;a-泥斗侧壁倾角，取Q二60c o计算得:污泥斗深度hF： 1.75m d.浓缩池总高度H二H】+ h“二+二272m根拯亏泥浓缩池的设计规范，要求浓缩池总高度M3m,设计Hi1. 00m, hi2. 00m,设计浓缩池总高度H二H】+ h尸+二3. 00m(6) 污泥斗容积V,二学 (r2 +Rr + f)式中：VI污泥斗容积，m，;h.!污泥斗深度，m;R污泥斗上部半