1、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，由于旅游區污 水水量季節性變化大，初步統計高峰期水量約為300m3/d，旅游淡季水量低于70m3/d,常年水量為 100 150m3/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生活污水。進水水質:工程CODBOD5SSpHNH3-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于城市污水再生利用景觀環境用水水質(GB

2、18921-2002工程BOD5SSpHNH3-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103M常年水位為 100M 枯水位為 98M6 廠址及場地現狀進入該污水處理設施污水管端點的地面標高為109M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范(GB50069-20026.MBR

3、 設計手冊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. 細格柵設計參數柵前水深 h=0.1m；(2)過柵流速 v=0.6m/s；(3)格柵間隙 b 細=0.005m；(4)柵條寬度 s=0.01m；(5)格柵安裝傾角a=6?。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：仏 4bhv0.0035 sin600.005 0.10.6式中：n細格柵間隙數;Qmax最大設計流量，0.0035m3sb柵條間隙，0.005;h- 柵前水深，取 0.1mv過柵流速，取 0.6/s；a柵傾角，取 60?；2）柵槽寬度：

4、B=s（ n 1） + bn式中：B柵槽寬度，m；S格條寬度，取 0.01m。B=0.01*111）+0.005X1=0.155m；（取 B=0.2m）3）過柵水頭損失：K 取 3B=1.67 選用迎水、 背水面均為半圓形的矩形）h2=kP（s）43hsin =3 漢 1.67（01）4sin60= 0.2 m2b 2g0.00519.626） 柵前槽總高度：取柵前渠道超高 h1=0.3m柵前槽高 H1=h+h1=0.1+ 0.3=0.47） 柵后槽總高度：H =h h1h2巾10.3 0.2 76 m8） 柵槽總長度：細格柵的柵前進水渠道漸寬部分長度 L 仁若進水渠寬 B1=0.18m 漸寬

5、部分展開角a=20?，則此進水渠道內的流速&10.9,（取n=11）v1=0.6m/s,則：4)細格柵與出水渠道連接處的漸窄部位的長度L2:丄叫0.0152 2L 0.5 1.0 也 0.03 0.015 0.5 1.0 -041.8m12tan600tan6009）每日柵渣量：Kz=1.5w般為 0.1-0.01mn3 3,細格柵取 0.10m3仆30103m3103m3Qw 300 漢 0.10 w01000* Kz 1000*1.5故采用人工清渣六、初沉池設計(1) 沉淀區的表面積 A :A=Qmax/qA=12.5/2=6.25m式中：A沉淀區表面積，m2;Qmax-最大設計流

6、量，m3/h；q-表面水力負荷，m3/(m2h);取 q=2(2) 沉淀區有效水深 h2：h2=q tb=2*1.0=2.0m式中：h2-沉淀區有效水深，m；t沉淀時間，初沉池一般取 0.52.0 h; 二沉池一般取 1.54.0 h。沉淀區的有效水深 h2通常取 2.04.0 m。取 t=1.0h(3) 沉淀區有效容積 V :V=A h2B-B2-週0.03口2ta nZO02ta n20二0.2叫0.叭3V=6.25*2.0=12.5 m3式中：V 沉淀池有效容積，m3。( 4)沉淀池長度 L ：L=3.6v tL=3.6*4.5*1.0=16.2m式中：L沉淀池長度，m；V 最 大設計

7、流 量時 的水 平流 速， mm/s， 一般 不大 于 5mm/s。 取v=4.5mm/s( 5)沉淀池的總寬度 B：B=A/LB=6.25/16.2=0.4m式中：B沉淀區的總寬度，m。(6) 沉淀池的數量 n：n=B/b式中：n-沉淀池數量或分格數；此例設計 n=1 單斗排泥校核：L/B=16.2/0.4=40.5 4 (符合)L/h2=16.2/2=8.18 (符合)( 7)污泥區的容積 Vw：對于已知污水懸浮固體濃度與去除率，污泥區的容積可按下式計算：Vw=Qmax24 con，100T/1000r(p0)0式中：C0沉淀池進水懸浮物濃度，mg/Ln浮固體的去除率，取n=50%T兩次排

8、泥的時間間隔，d,初沉池按 2d 考慮r污泥容重，Kg/m3,含水率在 95%以上時，可取 1000 Kg/m3p0污泥含水率，% ;取 p0=96Vw=12.5*24*240*50%*100*2/1000*1000(100-96)=1.8 m3( 8)貯泥斗得容積 V1：V1=( 1/3) h4S1+S2+(S1S2)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;S1，S2 貯泥斗得上下口面積， m2。設計 S1=3.6*0.4=1.44m2S2=0.4*0.4=0.16m2h4 =(3.6-0.4)*tan60? /2

9、=2.8m h4=(16.2+0.3-3.6)*0.01=0.129m( 9)沉淀池的總高度 H：H=h1+h2+h3+h4+h4H=0.3+2+0.5+2.8+0.129=5.729m式中：H沉淀池總高度，m；hi-淀池超高，m, 般取 0.3 m；h2 沉淀區的有效水深， m；h3-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；h4/ 貯泥斗高度，m；h4 梯形部分的高度， m。(10)貯泥斗以上梯形部分的污泥容積 V2：V2=0.5* (L1+L2) h4“ bV2=0.5*(17+3.6)*0.129*0.4=0.53m3式中： L1=16

10、.2+0.3+0.5=17mL2=3.6mb=0.4m污泥斗和梯形部分污泥容積V1+V2=1.94+0.53=2.47m3七、調節池的設計由于本例是旅游區，污水量季節性變化大，淡季時水量低于70m3/d，高峰期又能達到 300 m3/d，設計連續高峰水量的時長為 2d。該 MBR 工藝設備取用 設計流量為 200 m3/d。當出現連續高峰水量時，調節池可用來蓄水。但當出現 淡季水量時，調節池中的水又過少。所以為了保證污水處理設施在最高水量或取 D2=20mm,則 V2=40.00235二0. 0202=7.48m/s最低水量的情況下都能正常運行。擬設計總體積為 210m3的調節池，分三格, 每

11、格設計體積為 70m3。當水量小于設計流量時，調節池單格運行，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) 單格調節池有效容積V=QT=8.47.0=58.8 m3(2) 單格調節池尺寸調節池平面形狀為矩形，其有效水深采用h2=3.0 m，調節池面積為：F=V/ h2=58.8/3.0=19.6 m2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 h1=0.5m池總高 H=0.5+3.0=3.5m則單格調節池的

12、尺寸為 5.0*4.0*3.5=70 m32 空氣管計算在調節池內布置曝氣管，氣水比為4:1，空氣量為 Qs=8.4 4=0.0094m3/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 D1取 30mm，管內流速 V1為V1在 1015m/s 范圍內，滿足規范要求空氣支管 D2：共設 4 根支管，每根支管的空氣流量 q 為:q=1Qs=10. 0094=0.00235m3/s44支管內空氣流速 V2應在 510m/s 范圍內，選 V2=8m/s,則支管管徑 D2為D2=4q=40.00235=0.0193m=19.3mm 2 H X 8V1=4QSD240.0094=3

13、. 140. 032=13.3m/s穿孔徑 D3：每根支管連接兩根穿孔管，則每根穿孔管的空氣流量為qi=0.001175m3/s,取 V3=7m/sD3=、4丄0.001175=0.0146m.取 D3=15mm.則 V3為 兀 x 73 孔眼計算孔眼開于穿孔管底部與垂直中心線成 45。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 m=74 個，則孔眼流速 v 為八、MBR池設計數量：1 座構筑物：鋼砼結構池容積：4.3 43 3.5m水力停留時間：5h(1) 膜組件數量：1 組規格：2.8 %.51 )2 m清洗：36 個月清洗一次(2) 曝氣系統數量

14、：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：a. MBR 進水 BOD5S。=114 mg/Lb. 設計處理水流量 Qd=200 m3/dc. MBR 對 BOD5的去除率達到 95%98%,出水 BODsSeW5.7 mg/LV3=40.001175-0. 0152=6.65m/sV=q1=: .2m 40. 0011750. 7850. 002274=5.06m/S1.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，膜技術參數表 如下：序號名稱特性參數1材質聚氯乙烯2膜孔直徑0.4ym3過濾方式重力過濾/吸引過濾4最大過濾壓

15、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 高厚：490mM1000mrX6mm7膜支架有效面 積0.8 m2/ 張8膜通量0.4 0.8 m3/m2.d1.膜支架張數計算(按每天 24 小時運行計算)n = Qd*n*t/24 寧 0.8=200 0.4 翠/24 .8= 625 張式中：n膜支架張數，張；n-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F

16、F 型適用于地埋式小型污水處理ES 型適用于生活污水、工業廢水，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 (n0=200)N=n*0=625 吃 00=3.12 組，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0.3Y0 30 3Y旅組件0.3X旅組件OJIXD.3X 0JX膜組杵販組件注：圖中0.3X和0.3赴不満300mm時，U 300mm為標準ES200 平面布置尺寸為：4.3H.3m,池深為 3.0m；膜生物反應器有效容積 :V=4.3 4.3 咫 m3=55.5 m3取保護高度 0.5m,則總容積V 總=4.3M.3%.5m3=6

17、4.7 m3(2)取 BOD5容積負荷 Nv為 1.0 kg/(m3.d) WBOD5= QdXS0X10-3= 200XI4X10-3=23 kg.BOD5/d V= WBOD5訊V= 23 化 0 = 23 m3由于根據 BOD5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 池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：MBR 所需鼓風量 G = N Xi0q = 800 2= 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 + bSa

18、= a Qd(S0- Se) +bVXf式中：a系數，一般為 0.421.0;Lr BOD5去除量，Lr= S0- Se；b污泥自身氧化需氧率，一般為 0.110.18 kgO2/kgMLVSSd;Sa 反應器內 MLVSS 的量；VMBR 池容積，m3;XMBR 池內 MLSS 濃度取 12000mg/L;f混合液 MLVSS/MLSS，般為 0.70.8;OD= 2008.5 總 14-6) 10-3+0.12 倉 4.7X2X).8= 10.8 + 74.5 =85.3kg.O2/d所需空氣量 :G = OD/ (0.277e ) = 85.3/ (0.277 0.03)= 10265

19、m3/d =7.1 m3/mii式中：e溶解效率，因水深、水溫、水壓級污泥濃度而異，一般為0.020.05;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 m3/mii 左右的風機或總風量相同的數 臺風機并聯運行。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= 4000mm 水柱的風機。4. 池內曝氣系統設計一般要求：曝氣管與膜組件下部距離一般為200300mm,不能低于 180mm；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

20、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h=0.3hf。式中：R每 M 管長的沿程水力損失，Pa/m；L-管長，m；查圓形鋼板風管的線解圖，取 R=52 Pa/m, L=10m,計算干管壓損hf=RL=52X10=520Pa, hj=0.3h=156 Pa設計曝氣側管(支管)DN50，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

21、 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：曝氣器尺寸D192X1 80mm適用工作空氣量0. 83m3/h 個服務面積O. 350. 8 m3/個氧利用率24 41%充氧能力0. 1 690. 294kg02/h動力效率6. 58. 8kg02/kw . h阻力損失8.4=42 m3v55.5 m3,可設 計出水時間為 19h。根據 MBR 池水深 3.5m,可確定吸程=3.5m，考慮 MBR 出水水質較高， 可以滿足中水回用需要，確定抽吸泵的選擇：永嘉縣揚子江泵業有限公司生產 的 GDF 型自吸泵，具體性能如下表所示。MBR 膜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 清洗用泵選擇：揚子江泵業有限公司生產的 FPZ 型耐酸耐堿射流泵。表 3-9 FPZ 型耐酸耐堿射流泵型號型號進口弟口/(mm) (mm)流量/(m3/h)揚程/m轉速轉速/r/mi n吸程/m電機功率 P/kw型號流量/(m3/h)GDF50-822吸程/mJJr6.功率/kw電壓/v0.9