MBR污水处理工艺设计说明书.docx

MBR污水处理工艺设计说明书.docx

《MBR污水处理工艺设计说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MBR污水处理工艺设计说明书.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

MBR污水处理工艺设计说明书

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100—150m3∕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

COD

BOD5

SS

PH

NH3-N

TP

含量/（mg∕L）

150-250

90-150

200-240

、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

BOD5

SS

PH

NH3-N

TP

含量/（mg∕L）

6

10

、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

三、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——在污水处理中的研究和应用》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O.1m：

（2）过栅流速v=0.6m∕s;

（3）格栅间隙b细=0.005m;

（4）栅条宽度s=0.01m;

（5）格栅安装倾角α=60°0

2.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

0.0035Si∏6O^InOn≈10.9,

0.0050.10.6（取n=11）

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0.1m

V过栅流速，取s;

α——格栅倾角，取60°；

2）栅槽宽度：

B=S（n-1）+bn

式中：

B——栅槽宽度，m;

S——格条宽度，取0.0ImO

B=×（Il-I）+×11=0.155m：

（取B二0.2m）

3）过栅水头损失：

K取3

0二（选用迎水、背水面均为半圆形的矩形）

hkG）-~Sin31.67（~~）——-Sin600.2m

b2g0.00519.62

6）栅前槽总高度：

取栅前渠道超高h尸0.3m

栅前槽高H1=h+h1=÷=

7）栅后槽总高度：

Hhhh0.10.30.20.6m8）栅槽总长度:

细格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度L∣:

若进水渠宽Bi=O.18m渐宽部分展开角J=20°,则此进水渠道内的流速

Vi=O.6m∕s,则：

LBB

2tan20

020180.03.

2tan20

4）细格栅与出水渠道连接处的渐窄部位的长度L2:

L

0.03C…

L—

——0.015

2

2

LL

L0.51.0——0.030.0150.51.0041.8m

tan60tar60

9）每日栅渣量：

KZ=

W一般为0.1-0.01rn“，细格栅取0.10力∕ιn

/10/7710m

故采用人工清渣

六、初沉池设计

（1）沉淀区的表面积A:

A二∕q

A=2=6.25m2

式中：

A——沉淀区表面积，m2;

QnaK最大设计流量，m3∕h:

q表面水力负荷，m7（mz∙h）:

取q=2

（2）沉淀区有效水深h2：

h2=q∙t

h2=2*=2.Om

式中：

h2——沉淀区有效水深，m;

t沉淀时间，初沉池一般取〜h;二沉池一般取〜ho沉淀区的有效

水深h?

通常取〜4.0m。

取t=

（3）沉淀区有效容积V:

V=A・h2

V=*=12.5m3

式中：

V——沉淀池有效容积，m3o

（4）沉淀池长度L:

L=・t

L=**=16.2m

式中：

L沉淀池长度，m：

V最大设计流量时的水平流速，mm∕s,—般不大于5mm∕so取v=4.5mm∕s

（5）沉淀池的总宽度B：

B=A∕L

B==O.4m

式中：

B——沉淀区的总宽度，m。

（6）沉淀池的数量n:

n=B∕b

式中：

n沉淀池数量或分格数；此例设计n=单斗排泥

校核：

L∕B==>4（符合）

L∕h2=2=>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・C。

・η・100・T∕[1000r（IOO-P0）]

式中：

CO沉淀池进水悬浮物浓度，mg/L

η——悬浮固体的去除率，取η=50%

T两次排泥的时间间隔，d,初沉池按2d考虑

r——污泥容重，Kg/m：

含水率在95%以上时，可取IOooKg∕m3

PO污泥含水率，%;取PO二96

Vw=*24*240*50%*100*2/[1000*1000（100-96）]=1.8m3

（8）贮泥斗得容积

VF（1/3）・h4,[S,÷S2+（S1∙S2）]

VF（1/3）・[++・]=1.94m3

式中：

Vl——贮泥斗得容积，m';

Si,S2——贮泥斗得上下口面积，m2o

设计Sι=*=1.44m2

S2=*=0.16m2

hJ=2.8m

h4"=÷0.129m（9）沉淀池的总高度H：

H=h1÷h2+h3+h4'+h4

H=÷2+++=5.729m

式中：

H——沉淀池总高度，m：

hi淀池超高，m,一般取0.3m：

h2——沉淀区的有效水深，m;

h3——缓冲层高度，m,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0.3m;

h4,——贮泥斗高度，m：

h√,——梯形部分的高度，m。

（10）贮泥斗以上梯形部分的污泥容积V2：

V2=*（L,+L2）・也”・b

V2=*（17+**=0.53m3

式中：

Lι=++=17m

L2=3.6m

b=0.4m

污泥斗和梯形部分污泥容积

V1+V2=+=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300m7d,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200m7do当出现连续高峰水量时，调节池可用来蓄水。

但当出现淡季水量时，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2IOm3的调节池，分三格，每格设计体积为70m3o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二8.4m'∕h,停留时间T=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=QT=×58.8πι3

（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h2=3.Om,调节池面积为：

F=V/h2==19.6m2

池宽B取4.0m,则池长为

L=F∕B==4.9m取L=5.Om

保护高hι=0.5m

池总高H二+二3.5m

则单格调节池的尺寸为**二70m3

2.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=×=0.0094m3∕so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===13.3m∕s

τrD;3.14×0.03-

Vl在10〜15m∕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=-X0.0094=0.00235m7s

44

支管內空气流速V?

应在5〜10m∕s范围内，选V2=8m∕s,则支管管径6为

取DWO皿则VF4x0.0Q235=748m/s

π×0.020「

∣4XO.OoIl污

Vπ×1

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

二O.0146m.取D3=I5mm.则V3为

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=IOOmn1,

孔径Φ=2mm,穿孔管长一般为4m,孔眼数ITl二74个，则孔眼流速V为

-5.06m∕s

%_0.001175

2Ml0.785X0.0022X74-φm

4

八、MBR池设计

数量：

1座

构筑物：

钢於结构

池容积：

××3.5m

水力停留时间：

5h

（1）膜组件

数量：

1组

规格：

××2m

清洗：

3〜6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BOD5SO=114mg/L

b.设计处理水流量Qα=200m7d

c.MBR对BOD5的去除率达到95%〜98%,出水BOD5Se≤mg/L

1.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

μm

3

过滤方式

重力过滤/吸引过滤

4

最大过滤压力

重力过滤:

12kpa∕吸引过滤：

20kpa

5

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：

49OmmXIOOOmmX6≡

7

膜支架有效面

积

0.8m2/张

8

膜通量

〜0.8m3/

1.膜支架张数计算（按每天24小时运行计算）

n二Qd÷η÷t∕24÷

二200÷÷24/24÷=625张

式中：

n——膜支架张数，张；

η膜通量，一般取〜0.8m3/;

t——每天运行时间，h：

——膜支架有效而积，r√∕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（no=2OO）

N=n÷n0=625÷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平面布置尺寸为：

X4.3m,池深为3.Om;

膜生物反应器有效容积：

V=××3m3=55.5m3

取保护高度0.5m,则总容积

V总二XX3.5m3=64.7m3

（2）取BOD5容积负荷NY为1.0kg∕

WBOOS=QdXSOXlO$=200×114×10^3=23kg.B0D5∕d

V=WB∞5÷Nv=23÷=23m3

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NXn0Xq二800X12

=9.6m3∕min

式中：

q——每张膜洗净所需空气量，一般为10〜15L∕min

（2）生物处理所需空气量：

需氧量OD二aLr+bSa=aQd（SO-Se）÷bVXf

式中：

a系数，一般为〜；

Lr——BODs去除量，Lr=SO-Se;

b——污泥自身氧化需氧率，一般为〜kgO2∕kgMLVSS・d;

S3——及应器内MLVSS的量；

VMBR池容积，m';

XMBR池内MLSS浓度取12000mg∕L;

f——混合液MLVSS/MLSS,一般为〜；

OD=200×X（114-6）×10^3+××12×

=+=85.3kg.O2Zd

所需空气量：

G=O0/（）=（X）

=10265m7d=7.1m7min

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9.6m7min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，可取风压P=400Omm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200〜30Omn1,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：

化学化工出版社,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DNlOOf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=q√Aj=*4）=1222.9m∕min=20.4m∕s

根据《简明管道工手册》，有管道沿程压损hf=RL,局部阻力损失hj=o

式中：

R——每米管长的沿程水力损失，Pa/m：

L—管长，m;

查圆形钢板风管的线解图，取R二52Pa/m,L=IOm,计算干管压损

hf=RL=52×10=520Pa,hj==156Pa

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=592Pa/m

总hf=nRL=26048Pa,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

D192×180mm

适用工作空气量

0.8〜3m'/h个

服务而积

0.35〜0.8m3/个

氧利用率

24〜41%

充氧能力

0.169〜0.294kg02/h

动力效率

6.5〜8.8kg02/kw.h

阻力损失

≤3200Pa

按供风量计算取q=3m7（h•个）则∕∣=-=^^=192（个）,q3

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3mH20=

所以总排气压为

曝气鼓风机的选择：

选择RClOO罗茨鼓风机，主要参数如下:

转速

r/min

理论流

量

m3∕min

升压

Pa

流量

m3∕min

轴功率

kw

配套电机

机组最大重量

kg

型号

功率kw

2500

Y180L-2

22

730

5.出水系统设计

根据设计总流⅛Q=200m7d=8.4m7h,得好氧MBR出水流量&4m7h:

水力停留时间取20%即24×=,取5h,经校核，5X=42m3<55.5m3,可设计出水时间为19h0

根据MBR池水深3.5m,可确定吸程>二3.5m,考虑MBR出水水质较高，可以满足中水回用需要，确定抽吸泵的选择：

永嘉县扬子江泵业有限公司生产的GDF型自吸泵，具体性能如下表所示。

表3-7GDF型自吸泵

图MBR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

清洗对象

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

/-X-Z

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3-9FPZ型耐酸耐碱射流泵

型号型号

进口X出口/

（mm）（mm）

流量/

（m3∕h）

扬程/

m

转速转速/

r/min

吸程/

m

电机功率P/

kw

32FPZ-11（D）

30×30

11

2840

5

7.MBR池排泥设计

理论上每日的污泥量（按SS去除率计算）:

W=QX（CO-CI）/1OOO2（I-PO）式中：

Q设计流量，m'/d

Co进水悬浮物浓度，mg/L

CI出水悬浮物浓度，mg/L

PO污泥含水率，%,取为98%

每日的污泥量计算得W=200×（120-10）/（1OOO2X）=1.1m7d

可以取为每天污泥产量1.1m7d,可用40mm排泥管，每天排泥一次，每次排泥20min,每次排泥流量0.0009m7s0

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，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+=2.9m7d

（2）污泥固体浓度C

C=（I-P）P

式中：

C——污泥固体浓度，kg∕m3;

P——浓缩前含水率，取P=96%;

P污泥密度，P=IOOOkg∕m3o

计算得：

污泥固体浓度C=X1000=40kg∕m3

（3）浓缩池面积A

M

式中：

A浓缩池面积，ml

V——污泥量，m7d;

C——污泥固体浓度，kg∕m3;

M——浓缩池污泥固体负荷，取M=30kg∕（m2・d）o

计算得：

浓缩池面积A=*40∕30=3.87m2

（4）浓缩池直径D=（4*,z2=2.22m

（5）浓缩池高度计算

a.浓缩池工作部分高度h

TV

h1=

24A

式中：

h1——浓缩池工作部分高度，m：

T——浓缩时间，一般为10〜16h,取T=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,=12*（24*=0.37m

b.浓缩池有效水深R

HI=h1+h2+h3

式中：

Hl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=0.3m;

h3——浓缩池缓冲层高度，取h3=0.3m0

计算得：

浓缩池有效水深H1=h1+h2+h3=++=0.97m

C.污泥斗深度m

ID-d

h.=tana

42

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α=60co

计算得:

污泥斗深度h4=[1.75md.浓缩池总高度H二H1+h4=+=2.72m

根据污泥浓缩池的设计规范，要求浓缩池总高度M3m,设计HI

=1.00m,h4=2.OOm,

设计浓缩池总高度H=H1+h4=+=3.OOm

（6）污泥斗容积

VI=学（r2+Rr+f）

式中：

VI污泥斗容积，m';

h4——污泥斗深度，m;

R——污泥斗上部半径，R=1.11m：

r——污泥斗下部半径，r=0.IOmO污泥斗容积v,=**+*+∕3=2.83m3

（7）浓缩池总体积

V=+*2）2=6.70m3

（8）浓缩后污泥量£

式中：

V2——浓缩后污泥量，m3∕d;

V——污泥量，m7d:

P——浓缩前含水率，取P二96%;

Pt——出泥含水率，取Pt=94%0计算得：

浓缩后污泥体积

V2=*O/=1.93m7do

（9）排泥周期T二V1∕V2=,即浓缩池排泥周期T=35ho

因污泥量极少，加上有足够的时间使污泥沉淀、浓缩，故浓缩池上清液可不设计流出堰，用污泥自吸泵反抽回初沉池，对排泥管进行反冲洗。

污泥螺杆泵的选择

表3T0I-1B3型螺杆泵

型号

流量/（m7h）

扬程/m

功率∕kw

进出口径∕mm

I-1B3

5

100

3.污泥脱水设计

污泥量较少，污泥经螺杆泵送至污泥脫水间，脱水设备选择板框压滤机，规格如下所示。

表3-11板框压滤机

型号

过滤面

积/

m2

过滤压

力/

MPa

螺杆顶紧力/kN

质量/

kg

外形尺寸/

mm

备注

BMS2/320

2

200

520

1240×550×6

10

铸铁板

框

污泥经脱水后运输至垃圾填埋场进行填埋处置。

泵的扬程选择:

H=H++（〜）

废水处理构筑物水头损失的估计表4-2

构筑物名称

水头损失（米）

构筑物名称

水头损失（米）

格栅

装有回转布水器的生物滤池（其工作高度为H）

H+

沉砂池

/-X-/

装有喷洒式布水器的生物滤池

（其工作高度为

H）

H+

除油池

/"*w√

鼓风曝气池

平流式沉淀池

/-X-Z

力U速曝气池

竖流式沉淀池

/-X-Z

混合池

辐射式沉淀池

/-X-Z

接触池

（1）污水提升泵的扬程确定:

H=++=

（2）MBR池进水泵的扬程确定:

H=++=

石家庄水泵厂KWP型无拥堵离心泵

泵型

流量

m3∕h

扬程m

电动机转速r/min

功率kw

叶轮外径

mm

效率％

KWPk40-250

8〜24

1450

〜4

170〜260

51