MBR污水处理工艺方案设计DOC.docx
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MBR污水处理工艺方案设计DOC.docx
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MBR污水处理工艺方案设计DOC
MBR亏水处理工艺设计
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
7.0-7.5
35-55
4-5
2、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
6.0-9.0
5
0.5
3、处理工艺
污水拟采用MBRT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面标高为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•《膜生物反应器一一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
⑴栅前水深h=0.1m;
(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a=6?
。
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:
n尼丄
bhv
&10.9,
(取n=11)
0.0035sin60°
0.0050.10.6
式中:
n——细格栅间隙数;
Qmax——最大设计流量,0.0035m3s
b――栅条间隙,0.005;
h栅前水深,取0.1m
v――过栅流速,取0.6/s;
a――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0.01m。
B=0.01*11—1)+0.005X1=0.155m;(取B=0.2m)
3)过栅水头损失:
K取3
B=1.67选用迎水、背水面均为半圆形的矩形)
s、4v20.01、40.620
h2=kP(—)3—sina=3K1.67()3汽sin600=0.2m
2b2g0.00519.62
6)栅前槽总高度:
取栅前渠道超高h1=0.3m
栅前槽高H1=h+h1=0.1+0.3=0.4
7)栅后槽总高度:
H=hh1h2巾10.30.276m
8)栅槽总长度:
细格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度L1:
若进水渠宽B1=0.18m渐宽部分展开角a1=20?
,则此进水渠道内的流速
V1=0.6m/s,则:
L厂虽—0^80.03m
12tan2002tan200
4)细格栅与出水渠道连接处的渐窄部位的长度L2:
丄二阿=0.015
22
1_羊J0.51.0tan600=0.030.0150.51.0tan600=「亦
9)每日栅渣量:
Kz=1.5
w二匹=300吐=0.02md<0.2m3.1000*Kz1000*1.5dd
故采用人工清渣
六、初沉池设计
(1)沉淀区的表面积
A=Qmax/q
2
A=12.5/2=6.25m
式中:
A――沉淀区表面积,m2;
Qmax最大设计流量,m3/h;
32
q表面水力负荷,m/(mh);取q=2
(2)沉淀区有效水深h2:
h2=qth2=2*1.0=2.0m
式中:
h2——沉淀区有效水深,m;
t――沉淀时间,初沉池一般取0.5〜2.0h;二沉池一般取1.5〜4.0h。
沉
淀区的有效水深h2通常取2.0〜4.0m。
取t=1.0h
(3)沉淀区有效容积V:
V=A•h2
V=6.25*2.0=12.5m
式中:
V——沉淀池有效容积,m3。
(4)沉淀池长度L:
L=3.6vt-
L=3.6*4.5*1.0=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/s。
取
v=4.5mm/s
(5)沉淀池的总宽度B:
B=A/L
B=6.25/16.2=0.4m
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=1单斗排泥
校核:
L/B=16.2/0.4=40.5>4(符合)
L/h2=16.2/2=8.1>8(符合)
(7)污泥区的容积Vw:
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:
Vw=Qmax24C0100•T/[1000r-p00
式中:
C0——沉淀池进水悬浮物浓度,mg/L
n浮固体的去除率,取n=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/m3,含水率在95%以上时,可取1000Kg/m3
P0――污泥含水率,%;取p0=96
3
Vw=12.5*24*240*50%*100*2/[1000*1000(100-96)]=1.8m3
(8)贮泥斗得容积V仁
05
V1=(1/3)h4/[S什S2+(S1S2)]
053
V1=(1/3)2.8[1.44+0.16+(1.440.16)]=1.94m3
式中:
V1贮泥斗得容积,m3;
Si,S2――贮泥斗得上下口面积,m2。
设计Si=3.6*0.4=1.44m2
2
S2=0.4*0.4=0.16m
h4/=(3.6-0.4)*tan60?
/2=2.8m
h4"=(16.2+0.3-3.6)*0.01=0.129m
(9)沉淀池的总高度H:
H=hi+h2+h3+h4/+h4"
H=0.3+2+0.5+2.8+0.129=5.729m
式中:
H——沉淀池总高度,m;
h1淀池超高,m,—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;
h4z――贮泥斗高度,m;
h4"――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=0.5*(L1+L2)h4Hb
3
V2=0.5*(17+3.6)*0.129*0.4=0.53m3
式中:
L1=16.2+0.3+0.5=17m
L2=3.6m
b=0.4m
污泥斗和梯形部分污泥容积
3
V1+V2=1.94+0.53=2.47m
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70m3/d,高峰
期又能达到300m3/d,设计连续高峰水量的时长为2d。
该MBR工艺设备取用设计流量为200m3/d。
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210m3的调节池,分三格,每格设计体积为70m3。
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,可采用双格运行或三格运行起到蓄水作用。
1•单格调节池设计
设计流量Q=8.4m3/h,停留时间T=7.0h,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
3
V=QT=8.47.0=58.8m
(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=3.0m,调节池面积为:
2
F=V/h2=58.8/3.0=19.6m2
池宽B取4.0m,则池长为
L=F/B=19.6/4.0=4.9m取L=5.0m
保护高h1=0.5m
池总高H=0.5+3.0=3.5m
则单格调节池的尺寸为5.0*4.0*3.5=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Qs=8.44=0.0094m3/s。
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D1取30mm,管内流速V1为
V1在10〜15m/s范围内,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=1Qs=-0.0094=0.00235m3/s
44
支管内空气流速V2应在5〜10m/s范围内,选V2=8m/s则支管管径D2为
D2=4q=40.00235=0.0193m=19.3mm
nv2\nx8
穿孔径D3:
每根支管连接两根穿孔管,则每根穿孔管的空气流量为
3
qi=0.001175m/s,取V3=7m/s
=0.0146m.取D3=15mm.则V为
D=Ux0.001175
3=「-:
7
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=100mm,
孔径①=2mm穿孔管长一般为4m,孔眼数m=74个,则孔眼流速v为
八、MBR池设计
数量:
1座构筑物:
钢砼结构
池容积:
4.343>3.5m
水力停留时间:
5h
(1)
膜组件
数量
1组
规格
2.8为.51)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:
a.MBR进水BOD5S。
=114mg/L
b.设计处理水流量Qd=200m3/d
c.MBR对BOD5的去除率达到95%〜98%,出水BODsSeW5.7mg/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
0.4ym
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>高>厚:
490mM1000mrX6mm
7
膜支架有效面积
2
0.8m/张
8
膜通量
0.4〜0.8m3/m2.d
1.膜支架张数计算(按每天24小时运行计算)
n=Qd*n*t/24宁0.8
=200G4乞4/24<8=625张
式中:
n——膜支架张数,张;
n膜通量,一般取0.4〜0.8m3/m2d;
t――每天运行时间,h;
0.8膜支架有效面积,m2/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:
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