MBR污水處理工藝設計方案設計

1、范文范例指導參考MBR虧水處理工藝設計一、課程設計題目度假村污水處理工程設計二、課程設計的原始資料1、污水水量、水質(1)設計規(guī)模某度假村管理人員共有200人，另有大量外來人員和游客，由于旅游區(qū)污水水量季節(jié)性變化大，初步統(tǒng)計高峰期水量約為300m3/d,旅游淡季水量低于70m3/d,常年水量為100150m3/d,自行確定設計水量。(2)進水水質處理的對象為餐飲廢水和居民區(qū)生活污水。進水水質：項目CODBODSSPHNH-NTP含量 /(mg/L)150-25090-150200-2407.0-7.535-554-52、污水處理要求污水處理后水質應優(yōu)于城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(GB18

2、921-2002項目BODSSPHNH-NTP含量/(mg/L)6106.0-9.050.53、處理工藝污水擬采用MBRT藝處理4、氣象資料常年主導風向為西南風5、污水排水接納河流資料該污水處理設施的出水需要回用于度假村內景觀湖泊，最高水位為103米,常年水位為100米，枯水位為98米6、廠址及場地現(xiàn)狀進入該污水處理設施污水管端點的地面標高為109米三、工藝流程圖圖1工藝流程圖四、參考資料1 .水污染控制工程教材2 .城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質 (GB18921-20023 .給排水設計手冊4、給水排水快速設計手冊5 .給水排水工程結構設計規(guī)范(GB50069-20026 .MB殿計手冊

3、7 .膜生物反應器一一在污水處理中的研究和應用顧國維、何義亮編著8 .簡明管道工手冊 第2版五、細格柵的工藝設計1 .細格柵設計參數(shù)柵前水深h=0.1m；過柵流速v=0.6m/s ;格柵間隙b細=0.005m；柵條寬度s=0.01m；(5)格柵安裝傾角a =60? ,2 .細格柵的設計計算本設計選用兩細格柵，一用一備1)柵條間隙數(shù):Qmax，sin ;bhv0.9,(取 n=11)_ 0.0035 sin600細 0.005 0.10.6式中：n細格柵間隙數(shù)；Qmax-最大設計流量,0.0035m3/sb柵條間隙，0.005;h柵前水深，取0.1mv過柵流速，取0.6/s ; 格柵彳角，取 6

4、0?;2)柵槽寬度：B=s(n 1) + bn式中：B柵槽寬度，m；S格條寬度，取0.01m。word版整理范文范例指導參考B=0.01X（11 1） +0.005 Xl1=0.155m（取 B=0.2mj）3）過柵水頭損失：K取3B=1.67（選用迎水、背水面土為半圓形的矩形）h2S 4 V2 =k - (-) 3 - b 2gsince =31.670.01 4)3 x0.0050.62sin600 = 0.2 m19.62Kz=1.5word版整理6）柵前槽總高度:取柵前渠道超高h 1=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 =0.10.3

5、 0.2 =0.6 m128）柵槽總長度：細格柵的柵前進水渠道漸寬部分長度Li：若進水渠寬B=0.18m漸寬部分展開角a 1 =20?,則此進水渠道內的流速V1=0.6m/s,則：2tan200 2tan2000.2 -0.18 八 =0.03m4）細格柵與出水渠道連接處的漸窄部位的長度L2 ：, L0.03L。= f = = 0.015222L = L L J 0.5 1.0 H1=0.03 0.015 0.5 1.00.4 = 1.8mr 2tan600tan6009)每日柵渣量：范文范例指導參考w0一般為0.1-0.01%03m3,細格柵取 0.10m3103m3Qwn3000.10w

6、二0 二1000* Kz 1000*1.5=。.02%4 (符合)L/h2=16.2/2=8.1 8 (符合)(7)污泥區(qū)的容積V對于已知污水懸浮固體濃度與去除率，污泥區(qū)的容積可按下式計算：V月Qax. 24c0.4- 100- T/1OO0r(1(-p0)式中：C0沉淀池進水懸浮物濃度，mg/L 懸浮固體的去除率，取 4=50%T兩次排泥白時間問隔，d,初沉池按2d考慮r污泥容重，Kg/4,含水率在95%Z上時，可取1000 Kg/m3p0污泥含水率，取p0=96V w=12.5*24*240*50%*100*2/1000*1000(100-96)=1.8 m 3(8)貯泥斗得容積V:V1=

7、 (1/3) - V Si+$+(Si 2)0.5V1= (1/3) 2.81.44+0.16+(1.440.16) 0.5=1.94m3式中：V1貯泥斗得容積，m3;S 1,j一一貯泥斗得上下口面積，m2。設計 S=3.6*0.4=1.44m 2一一 一 一 一 2S 2=0.4*0.4=0.16mh4/ =(3.6-0.4)*tan60 ? /2=2.8mh4H =(16.2+0.3-3.6)*0.01=0.129m(9)沉淀池的總高度H:H=h1+m+m+h4/ +h4H=0.3+2+0.5+2.8+0.129=5.729m式中：H沉淀池總高度，mh 1淀池超高，m 一月取0.3 m；h

8、2沉淀區(qū)的有效水深，mh3一一緩沖層高度，m無機械刮泥設備時為0.5m,有機械刮泥設備時，其上緣應高出刮板0.3m；h/ 貯泥斗高度，m；h 4一 一一梯形部分的高度，s(10)貯泥斗以上梯形部分的污泥容積 V2：V2=0.5* (L1+L2) - h - b3V 2=0.5*(17+3.6)*0.129*0.4=0.53m式中：Li=16.2+0.3+0.5=17mL 2=3.6mb=0.4m污泥斗和梯形部分污泥容積3Vi+V2=1.94+0.53=2.47m七、調節(jié)池的設計由于本例是旅游區(qū)，污水量季節(jié)性變化大，淡季時水量低于70m/d ,高峰期 又能達到300 m3/d,設計連續(xù)高峰水量的

9、時長為 2d。該MBR!藝設備取用設計 流量為200 m/d。當出現(xiàn)連續(xù)高峰水量時，調節(jié)池可用來蓄水。但當出現(xiàn)淡季水 量時，調節(jié)池中的水又過少。所以為了保證污水處理設施在最高水量或最低水量 的情況下都能正常運行。擬設計總體積為210m的調節(jié)池，分三格，每格設計體積為70n3。當水量小于設計流量時，調節(jié)池單格運行，當水量大于設計流量時， 可采用雙格運行或三格運行起到蓄水作用。1.單格調節(jié)池設計設計流量Q=8.4 m3/h,停留時間T=7.0 h ,采用穿孔管空氣攪拌，氣水比為 4:1 (1)單格調節(jié)池有效容積 _ _3 V=QT=8.4 7.0=58.8 m(2)單格調節(jié)池尺寸調節(jié)池平面形狀為矩

10、形，其有效水深采用h2=3.0m,調節(jié)池面積為：一一 一一一 一一 2F=V/ h 2=58.8/3.0=19.6 m池寬B取4.0 m,則池長為L=F/B=19.6/4.0=4.9 m 取 L=5.0m保護高hi=0.5m 池總高 H=0.5+3.0=3.5m則單格調節(jié)池的尺寸為5.0*4.0*3.5=70 m 3在調節(jié)池內布置曝氣管，氣水比為4:1 ,空氣量為Q=8.4 m 4=0.0094 m3/s 。利用氣體的攪拌作用使來水均勻混合，同時達到預曝氣的作用。空氣總管D取30mm管內流速Vi為4QS4 0. 0094V1= -2 =2 =13.3m/s二D123. 140. 032Vi在1

11、015m/s范圍內，滿足規(guī)范要求空氣支管D:共設4根支管，每根支管的空氣流量q為:113q=-Qs = -0. 0094 =0.00235m/s4 s 4D2=支管內空氣流速V2應在510m/s范圍內，選*=8m/s,則支管管徑。為4 0. 00235 , =0.0193m=19.3mm二 8-40. 00235取 D2=20mmV=彳=7.48m/s二 0.0202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 _qi=0.001175m/s,取 M=7m/s4 0 001175,D3=4 0. 001175=0.0146m.取 D=15mm0U M為二 74

12、0.001175g- =6.65m/s二 0. 01523.孔眼計算孔眼開于穿孔管底部與垂直中心線成 45o處，并交錯排列，孔眼間距 b=100mm,孔徑=2mm穿孔管長一般為4m,孔眼數(shù)m=74個，則孔眼流速v為V40. 00117520. 7850. 002274m=5.06m/s八、MBR也設計數(shù)量：1座構筑物：鋼碎結構池容積：4.3 X 4.3 X 3.5m水力停留時間：5h（1）膜組件數(shù)量：1組規(guī)格：2.8 X 0.51 X2 m清洗：36個月清洗一次（2）曝氣系統(tǒng)數(shù)量：1套組成：羅茨風機（2臺，一用一備）、曝氣器、管路閥門等膜組件有效容積計算設計參數(shù)：a.MBRa水 BODS0 =

13、114 mg/Lb.設計處理水流量 Q=200 m3/dc. MBR對BOD勺去除率達到95%- 98% 出水BOD&w 5.7 mg/L1 .膜組件選型本設計的膜選用日本久保田（Kubota）公司生產的液中膜，膜技術參數(shù)表如廳P名稱特性參數(shù)1材質聚氯乙烯2膜孔直徑0.4 pm3過濾方式重力過濾/吸引過濾4最大過濾壓力重力過濾：12kpa/吸引過濾：20kpa5耐化學藥品性耐酸耐堿性強（PH值212）6膜支架尺寸510 型寬 X高X厚：490m佛 1000mM 6mm7膜支架后效回 積0.8 m2 /張8膜a#0.4 0.8 m3/m2.d1 .膜支架張數(shù)計算(按每天24小時運行計算)n =

14、Qd+4+t/24 +0.8=200 + 0.4 + 24/24 + 0.8= 625式中：n膜支架張數(shù)，張；-膜通量，一般取 0.40.8 m3/m2.d ;t每天運行時間，h;0.8膜支架有效面積，m2 /張同一膜生物反映器內應選同型號的膜組件，膜組件分為AS型、FF型、ES 型三種：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 理工藝。故膜組件選用ES200 (怵=200)N=n 0=625+ 200=3.12ffl,取 4 組2 .膜生物反應器池有效容積計算：(1)按膜組件安裝尺寸計算D.3X U3XU3

15、X0.3Y膜組件國組件0 30 3Y膜蛆件ES200a1也不南30盜3陽限琉在n3.0m加 膜生物反應器有效容積：V=4.3X 4.3 X 3=55.5 m3取保護高度0.5m,則總容積V總=4.3 義 4.3 義 3.5m64.7 m3(2)取BO昭積負荷勵為1.0 kg/(m 3.d)W bod= QdX8X 10 = 200X114X0=23 kg.BOD5/d3V= W bod*n = 23 + 1.0= 23 m由于根據BOD容積負荷算出的池有效容積小于膜平面布置所得的池容積, 故MBR也容積及尺寸按膜組件安裝尺寸確定。3 .膜生物反應器池所需空氣量計算(1)膜裝置洗凈所需空氣：MB

16、RT需鼓風量 G = NXfiX q = 800 X 12 =9.6 m3 /min式中：q每張膜洗凈所需空氣量，一般為 1015L/min(2)生物處理所需空氣量：需氧量 Od = aLr + bS a = a Qd (S 0- Se) +bVXf式中：a系數(shù)，一般為0.421.0;Lr BODS除量，Lr= S 0- Se ;b 污泥自身氧化需氧率，一般為 0.110.18 kgO2/kgMLVSS d;Sa反應器內MLVSS勺量；VMBRk容積，n3;XMBRk內 MLSS&度取 12000mg/L;f混合液MLVSS/MLSS一般為0.70.8 ;O d = 200 X 0.5 義(1

17、146)X10 + 0.12 X 64.7 X12 X 0.8=10.8 + 74.5 =85.3kg.O2/d所需空氣量：G = Od / (0.277e )= 85.3/ (0.277 X0.03)=10265 m3/d =7.1 m 3/min式中：e溶解效率，因水深、水溫、水壓級污泥濃度而異，一般為0.02 0.05 ;由于生物氧化所需空氣量小于膜洗凈所需空氣量，鼓風機的選擇應以膜洗凈 所需空氣量為依據，可選送風量為 9.6 m 3/min左右的風機或總風量相同的數(shù)臺 風機并聯(lián)運行。風口的壓力以池深為依據，本池深為 3.5m,考慮到風管的阻力 降，可取風壓P= 4000mmK柱的風機。

18、4 .池內曝氣系統(tǒng)設計一般要求：曝氣管與膜組件下部距離一般為 200300mm不能低于180 mm 崔玉川，劉振江,張紹怡.城市污水廠處理設施設計計算M.北京：化學化工出版 社,2004.排氣壓計算(1)供風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 圖紙)。則干管空氣流速 V=q氣/A 管=9.6/(3.14*0.01/4)=1222.9m/min=20.4m/s根據簡明管道工手冊，有管道沿程壓損hf=RL局部阻力損失hj =0.3hf式中：R每米管長的7ft程水力損失，Pa/m；L管長，m；查圓形鋼板風管的線解圖，取R=52 Pa/m,

19、L=10m,計算干管壓損hf=RL=52 10=520Pa, hj=0.3hf=156 Pa設計曝氣側管（支管）DN5Q每支2.0m,每池22支計算得曝氣支管壓損，查簡明管道工手冊取 R=592 Pa/m總 hf=nRL=26048 Pa,總 hj=0.3hf=7814.4 Pa（2）曝氣器阻力采用BSD-Q-192球冠式微孔曝氣器，主要性能參數(shù)：曝氣器尺寸D192X 1 80mm適用工作空氣量30. 83m/h 個服務卸積O. 350. 8 m3/個氧利用率24 41%充氧能力O. 1 69 0. 294kg02/h動力效率6. 58. 8kg02/kw. h阻力損失=3.5m,考慮MBRB

20、水水質較高，可以滿足中水回用需要，確定抽吸泵的選擇：永嘉縣揚子江泵業(yè)有限公司生產的GDF型自吸泵，具體性能如下表所示型號GDF50-8流量/(m 3/h)22| 口揚程/m一表 3-7 GDF 型吸程/mOr28000.95數(shù)量：2臺,220轉速功率/kw電壓/v6.膜清洗系統(tǒng)跡圖3.6 MBR膜清洗系統(tǒng)示意圖MB瞰清洗所需藥物如下表所示。表3-8 膜清洗藥劑表清洗對象藥劑種類藥劑濃度/%無機物鹽酸0.3 0.1有機物（藻類、細菌 等）次氯酸鈉0.5 0.1有機物（蛋白質、菌 殘骸等）氫氧化鈉0.2 0.5MBR青洗用泵選擇：揚子江泵業(yè)有限公司生產的 FPZ型耐酸耐堿射流泵。 表3-9 FPZ

21、型耐酸耐堿射流泵型號型號進口 X出口/(mm) (mm)a# /3(m/h)揚程/m轉速轉速/ r/min吸程/m電機功率P/kw32FPZ-11(D)30X303.411284050.757. MBR也排泥設計理論上每日的污泥量(按SS去除率計算)：W =QX (Ci)/1000 2 (1-P 0)式中：Q設計流量，m3/dC 0 -進水懸浮物濃度，mg/LC i -出水懸浮物濃度，mg/LP 0 -污泥含水率，% 取為98%每日的污泥量計算得 V=200X (12010)/(1000 2X (10.98)=1.1 m 3/d可以取為每天污泥產量1.1m3/d ,可用40mnB泥管，每天排泥

22、一次，每次排 泥20min,每次排泥流量 0.0009 m3/s。九、污泥濃縮池設計及計算1 .污泥濃縮池設計說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合，而連續(xù)式則用于污泥較大的場合。污泥濃縮的方法有重力濃縮、 氣浮濃縮、和離心濃 縮，其中重力濃縮應用最廣。根據本次設計知整個工藝流程產泥量較小，因此選擇一個不帶中心管的間歇式重力濃縮池，具結構如圖所示。其濃縮原理是污泥在重力濃縮池中，污泥依次通過自由沉降、絮凝沉降、區(qū)域沉降、壓縮沉降的過程 來脫去部分水分。即是通過自身重力來壓密的過程。污泥濃縮池采用鋼混

23、結構。圖3.7不帶中心管間歇式重力濃縮池示意圖2 .污泥濃縮池設計計算(1)本次設計的污泥來源：a.初沉池產生的剩余污泥；b.MBR產生的剩余污泥。根據前面計算，產生的污泥流量為 1.8+1.1=2.9m3/d(2)污泥固體濃度CC=1-P ：式中：C污泥固體濃度，kg/m3;P濃縮前含水率，取P=96%: 污泥密度,=1000kg/m3o計算得：污泥固體濃度 C=(1-0.96) x 1000=0kg/m3(3)濃縮池面積AA=VCM式中：a濃縮面積，m；v污泥量，m/d ；C污泥固體濃度，kg/m3;濃縮池污泥固體負荷，取 M=30kg/(m2 - d) o計算得：濃縮池面積A=2.9*4

24、0/30=3.87 m 2 濃縮池直徑 D=(4*3.87/3.14) 1/2=2.22m(5)濃縮池高度計算a.濃縮池工作部分高度hihiTV24A式中：hi濃縮池工彳部分高度，m；T濃縮時間，一般為1016h,取T=12h;v污泥量，m/d ；a濃縮池面積，m。計算得：濃縮池工作部分高度hi=12*2.9/(24*3.87) =0.37mb.濃縮池有效水深HiH1 = h h2 h3式中：H濃縮池有效水深，m；h1濃縮池工彳部分高度，m；h2濃縮池超高，取h2=0.3m；h 3濃縮池緩沖層局度，取 h3=0.3mio計算得：濃縮池有效水深 H =h1+h2+h3=0.37+0.3+0.3=

25、0.97mc.污泥斗深度h4, D -d, h4 =tan-2式中：h4污泥斗深度，miD濃縮7A直徑，md污泥斗底部直徑，取d=0.2m；a 泥斗側壁彳K角，取a = 60 。計算得：污泥斗深度 h4=(2.22-0.2)*tan600/2=1.75md.濃縮池總高度 H= H+ h4=0.97+1.75=2.72m根據污泥濃縮池的設計規(guī)范，要求濃縮池總高度3m,設計H =1.00m,h4=2.00m,設計濃縮池總高度 H= H+ h 4=1.00+2.00=3.00m(6)污泥斗容積-h 422V14 R2 Rr r23. .3式中： V 1污泥斗容積，m；h 4污泥斗深度，m；R污泥斗上部半徑，R=1.11m；r 污泥斗下部半徑，r=0.10m。污泥斗容積 Vi=3.14*2.00*(1.11 2+1.11*0.10+0.10 2)/3=2.83 m (7)濃縮池總體積V =2.83+1.00*3.14(2.222=6.70m3(8)濃縮后污泥量V2(1 -Pt)式中：V2濃縮后污泥量，m3/d ;V污泥量，m3/d ;P濃縮前含水率，取P=96%Pt出泥含水率，取R=94%計算得：濃縮后污泥體積V2=2.9* (1-0.9