MBR小區(qū)中水回用工藝設(shè)計畢業(yè)論文

1、第一章 總論1.1設(shè)計的任務(wù)和內(nèi)容1.1.1設(shè)計任務(wù)設(shè)計mbr小區(qū)中水回用工藝。要求了解小區(qū)生活污水及回用處理技術(shù)特點及機理，通過眾多方案（至少3種）的對比論證（工藝流程、運行特點、經(jīng)濟性）確定本項目水處理工藝流程及系統(tǒng)設(shè)計工藝流程；并對經(jīng)濟效益進行分析比較。1.1.2設(shè)計范圍對污水處理廠的主要污水處理構(gòu)筑物的工藝進行設(shè)計，包括格柵，調(diào)節(jié)池，曝氣沉砂池，精細格柵，缺氧池，池，清水池等處理設(shè)備，并計算它們的尺寸，完成設(shè)計說明書。1.1.3設(shè)計原則1、回用水水質(zhì)基本要求（1）回用水的水質(zhì)符合回用對象的水質(zhì)控制指標；（2）回用系統(tǒng)運行可靠，水質(zhì)水量穩(wěn)定；（3）對人體健康、環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)保護不產(chǎn)生不良

2、影響；（4）回用于生產(chǎn)目的時，對產(chǎn)品質(zhì)量無不良影響；（5）對使用的管道、設(shè)備等不產(chǎn)生腐蝕、堵塞、結(jié)垢等損害；（6）使用時沒有嗅覺和視覺上的不快感。2、回用水水質(zhì)標準回用于工業(yè)用水執(zhí)行城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)（gb/t 19923-2005），部分指標見表1-1?；赜糜诔鞘须s用水執(zhí)行城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)（gb/t 18920-2002），部分指標見表1-2?；赜糜诰坝^環(huán)境用水執(zhí)行城市污水再生利用 景觀環(huán)境用水水質(zhì)（gb/t 18921-2002），部分指標見表1-3。當再生水同時用于多用途時，其水質(zhì)標準應(yīng)該按最高標準要求確定。表1-1 城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)項目回用于工

3、業(yè)用水城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)（gb/t 19923-2005）冷卻用水洗滌用水鍋爐補給水工業(yè)與產(chǎn)品用水直流式敞開式色度（度）30臭ph6.09.06.58.56.09.06.58.5-60-6030103010ss60-60-濁度（ntu）-5-5氨氮-10-10總磷-1.0-1.0總氮-石油類-1.0-1.0大腸桿菌（個/l）2000表1-2 城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)項目回用于城市用水城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)（gb/t18920-2002）沖廁道路清掃消防城市綠化車輛沖洗建筑施工色度（度）30臭-ph6.09.0-1015201015ss-濁度（ntu）5101052

4、0氨氮1010201020總磷-總氮-石油類-大腸桿菌（個/l）3表1-3 城市污水再生利用 景觀環(huán)境雜用水水質(zhì)項目回用于景觀環(huán)境用水城市污水再生利用 景觀環(huán)境用水水質(zhì)（gb/t 18921-2002）觀賞性景觀環(huán)境用水娛樂性景觀環(huán)境用水河道類湖泊類水景類河道類湖泊類水景類色度（度）30臭-ph-1066ss2010-濁度（ntu）-5氨氮5總磷1.00.50.5總氮15石油類1.0大腸桿菌（個/l）100002000500不得檢出1.1.4設(shè)計成果1、設(shè)計說明書、計算書一份。設(shè)計計算說明書采用a4打印紙打印，說明書和設(shè)計圖紙，是反映設(shè)計成果的技術(shù)文件，應(yīng)滿足以下要求：（1）應(yīng)說明水處理廠的工

5、藝流程。（2）說明設(shè)計參數(shù)，并列出數(shù)值。（3）應(yīng)列出采用的計算公式和采用的計算數(shù)據(jù)，應(yīng)附相應(yīng)計算圖。（4）說明各處理構(gòu)件的主要工作過程和主要參數(shù)。（5）設(shè)計計算說明書應(yīng)有封頁、目錄和封底。（6）說明書應(yīng)內(nèi)容完整、條理清楚、簡明扼要、文句通順，用計算機打印。2、設(shè)計圖紙：中格柵、平流式沉砂池、膜組件、膜生物反應(yīng)器、流程圖、高程圖、平面布置圖各一張，共計7張。（1） 注明設(shè)備的名稱。（2） 作圖比例。（3） 必要的文字說明。（4） 標出設(shè)備的頂、底及水面標高，管徑的大小，地面的標高等。（5） 圖紙中文字一律用仿宋體書寫。標示方法應(yīng)符合一般規(guī)定和制圖標準。圖紙應(yīng)注明圖標欄及圖名。圖紙應(yīng)清潔美觀、主次

6、分明，線條粗細有別。圖紙采用a3圖。（6） 圖紙的一律按照統(tǒng)一的方法折疊，并使右下角的圖標露在外面，折成的大小尺寸為297×210 mm。所有圖紙按先后順序裝訂在參考資料的后面。注意：裝訂后的圖紙必須能自由開合，不得訂成死圖紙。1.1.5設(shè)計要求及處理工藝流程1、設(shè)計要求：要根據(jù)排放的廢水水質(zhì)指標，完成相應(yīng)的設(shè)計計算、繪制處理工藝流程圖、各構(gòu)筑物的設(shè)計計算圖、處理工藝組合平面布置圖及高程圖。2、處理工藝：本設(shè)計中采用mbr工藝，其基本流程為：中格柵水量調(diào)節(jié)池平流式沉砂池精細格柵缺氧池mbr膜生物反應(yīng)器出水進入回用管道。由于該工藝的污泥產(chǎn)量較少，因此從經(jīng)濟角度出發(fā)，污泥不進行處理，直接

7、貯存在污泥池里，定期用污泥運輸車抽走。1.2基本資料1.2.1污水處理水量與水質(zhì)1、設(shè)計流量：日處理廢水3000。2、進水水質(zhì)見表1-4。表1-4 進水水質(zhì)phcodcrbod5sstp大腸桿菌7.3 355 mg/l 210 mg/l 200 mg/l 30 mg/l 3 mg/l23800個/l1.2.2處理要求中水經(jīng)深度處理后應(yīng)符合表1-5要求。表1-5 出水水質(zhì)要求phcodcrbod5sstp大腸桿菌69 33 mg/l 5.4 mg/l 6 mg/l 9 mg/l 0.6mg/l500個/l第二章 中水回用工程概述2.1中水中水也叫再生水或回收水，是指污水經(jīng)適當處理后，達到一定的水

8、質(zhì)指標，滿足某種使用要求，可以進行有益使用的水，是經(jīng)過處理的污水回收再用。因為城市建設(shè)中將供水稱為“上水”，污水排放稱為“下水”，所以中水取其兩者之間的意思。中水有城市污水處理廠集中處理回用的，也有一個社區(qū)甚至一座單獨住房自行回用的。小區(qū)或住房小范圍的中水，一般只收集比較清潔的污水，如洗澡水、游泳池水、廚房排水等進行簡單的處理，如過濾、沉淀等。城市集中回用的中水需單獨設(shè)置管網(wǎng)，因此投資較大，但可以節(jié)約水資源，并減少污水排放量，因此可以大大地減少供水和污水處理費用。2.2中水回用技術(shù)其特點為用各種物理、化學(xué)、生物等手段對工業(yè)所排出的廢水進行不同深度的處理，達到工藝要求的水質(zhì)，然后回用到工藝中去，

9、從而達到節(jié)約水資源，減少環(huán)境污染的目的。2.2.1中水的處理方式1、中水因用途不同有三種處理方式。 （1） 一種是將其處理到飲用水的標準而直接回用到日常生活中，即實現(xiàn)水資源直接循環(huán)利用，這種處理方式適用于水資源極度缺乏的地區(qū)，但投資高，工藝復(fù)雜。（2） 另一種是將其處理到非飲用水的標準，主要用于不與人體直接接觸的用水，如便器的沖洗，地面、汽車清洗，綠化澆灑，消防，工業(yè)普通用水等，這是通常的中水處理方式。 （3）工業(yè)上可以利用中水回用技術(shù)將達到外排標準的工業(yè)污水進行再處理，一般會加上混床等設(shè)備使其達到軟化水水平，可以進行工業(yè)循環(huán)再利用，達到節(jié)約資本，保護環(huán)境的目的。2、按處理方法，中水處理工藝一

10、般分為 3 種類型。（1）物理處理法膜濾法，適用于水質(zhì)變化大的情況。 采用這種流程的特點是：裝置緊湊，容易操作，以及受負荷變動的影響小。 膜濾法是在外力的作用下，被分離的溶液以一定的流速沿著濾膜表面流動，溶液中溶劑和低分子量物質(zhì)、無機離子從高壓側(cè)透過濾膜進入低壓側(cè)，并作為濾液而排出；而溶液中高分子物質(zhì)、膠體微粒及微生物等被超濾膜截留，溶液被濃縮并以濃縮形式排出。 （2）物理化學(xué)法適用于污水水質(zhì)變化較大的情況。一般采用的方法有：砂濾、活性炭吸附、浮選、混凝沉淀等。這種流程的特點是：采用中空纖維超濾器進行處理，技術(shù)先進，結(jié)構(gòu)緊湊，占地少，系統(tǒng)間歇運行，管理簡單。 （3）生物處理法 適用于有機物含量

11、較高的污水。一般采用活性污泥法、接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤等生物處理方法?；蚴菃为毷褂?，或是幾種生物處理方法組合使用，如接觸氧化 + 生物濾池；生物濾池 + 活性炭吸附；轉(zhuǎn)盤十砂濾等流程。這種流程具有適應(yīng)水力負荷變動能力強、產(chǎn)生污泥量少、維護管理容易等優(yōu)點。 2.2.2中水回用系統(tǒng)中水處理回用系統(tǒng)按其供應(yīng)的范圍大小和規(guī)模，一般有下面四大類： 1、排水設(shè)施完善地區(qū)的單位建筑中水回用系統(tǒng)該系統(tǒng)中水水源取自本系統(tǒng)內(nèi)雜用水和優(yōu)質(zhì)雜排水。該排水經(jīng)集流處理后供建筑內(nèi)沖洗便器、清洗車、綠化等。其處理設(shè)施根據(jù)條件可設(shè)于本建筑內(nèi)部或臨近外部。如北京新萬壽賓館中水處理設(shè)備設(shè)于地下室中。 2、排水設(shè)施不完善地區(qū)的單位建筑

12、中水回用系統(tǒng)城市排水體系不健全的地區(qū)，其水處理設(shè)施達不到二級處理標準，通過中水回用可以減輕污水對當?shù)睾恿髟傥廴?。該系統(tǒng)中水水源取自該建筑韌的排水凈化池(如沉淀池、化糞池、除油池等)，該池內(nèi)的水為總的生活污水。該系統(tǒng)處理設(shè)施根據(jù)條件可設(shè)于室內(nèi)或室外。 3、小區(qū)域建筑群中水回用系統(tǒng)該系統(tǒng)的中水水源取自建筑小區(qū)內(nèi)各建筑物所產(chǎn)生的雜排水。這種系統(tǒng)可用于建筑住宅小區(qū)、學(xué)校以及機關(guān)團體大院。其處理設(shè)施放置小區(qū)內(nèi)。 4、區(qū)域性建筑群中水回用系統(tǒng)該系統(tǒng)特點是小區(qū)域具有二級污水處理設(shè)施，區(qū)域中水水源可取城市污水處理廠處理后的水或利用工業(yè)廢水，將這些水運至區(qū)域中水處理站，經(jīng)進一步深度處理后供建筑內(nèi)沖洗便器、綠化等

13、用途。2.3中水的使用途徑和意義2.3.1中水的使用途徑多數(shù)國家的中水主要用于農(nóng)田灌溉，以間接使用為主；日本等少數(shù)國家的中水則主要用于城市非飲用水，以就地使用為主；新趨勢是用于城市環(huán)境“水景觀”的環(huán)境用水。 中水的用途很多，可以用于農(nóng)田灌溉、園林綠化（公園、校園、高速公路綠帶、高爾夫球場、公墓、綠帶和住宅區(qū)等）、工業(yè)（冷卻水、鍋爐水工藝用水）、大型建筑沖洗以及游樂與環(huán)境（改善湖泊、池塘、沼澤地，增大河水流量和魚類養(yǎng)殖等），還有消防、空調(diào)和水沖廁等市政雜用。 中水還可以用于地下水回灌，可用于地下水源補給、防治海水入侵、防治地面沉降。2.3.2中水回用的意義中水回用是緩解水資源短缺的有效途徑，是實

14、現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的主要環(huán)節(jié)，還能帶來可觀的經(jīng)濟效率。它與開發(fā)其它水資源相比，具有比遠距離引水便宜、比海水淡化經(jīng)濟和可以取得顯著的社會效益等優(yōu)勢。污水再生利用還有助于改善生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)水生態(tài)的良性循環(huán)。2.4中水的利用可行性分析2.4.1污水再生利用優(yōu)勢中水，它的水質(zhì)介于污水和自來水之間，是城市污水、廢水經(jīng)凈化處理后達到國家標準，能在一定范圍內(nèi)使用的非飲用水，可用于城市景觀和百姓生活的諸多方面。為了解決水資源短缺問題，城市污水再生利用日益顯得重視。城市污水再生利用與開發(fā)其他水源相比具數(shù)量巨大、穩(wěn)定、不受氣候條件和其它自然條件的限制，并且可以再生利用等優(yōu)勢。2.4.2技術(shù)可行性在技術(shù)方面，中水在

15、城市中的利用不存在任何技術(shù)問題，目前的水處理技術(shù)可以將污水處理到人們所需要的水質(zhì)標準。城市污水所含雜質(zhì)少于0.1%，采用的常規(guī)污水深度處理，例如濾料過濾、微濾、納濾、反滲透等技術(shù)。經(jīng)過預(yù)處理，濾料過濾處理系統(tǒng)出水可以滿足生活雜用水，包括房屋沖廁、澆灑綠地、沖洗道路和一般工業(yè)冷卻水等用水要求。微濾膜處理系統(tǒng)出水可滿足景觀水體用水要求。反滲透處理系統(tǒng)出水水質(zhì)遠遠好于自來水水質(zhì)標準。2.4.3經(jīng)濟可行性中水是城市的第二水源。城市污水再生利用是提高水資源綜合利用率，減輕水體污染的有效途徑之一。中水合理回用既能減少水環(huán)境污染，又可以緩解水資源緊缺的矛盾，是貫徹可持續(xù)發(fā)展的重要措施。污水的再生利用和資源化

16、具有可觀的社會效益，環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，已經(jīng)成為世界各國解決水問題的必選。第三章 中水回用工藝的選擇3.1幾種常用的處理工藝3.1.1 de型氧化溝技術(shù) de型氧化溝工藝流程如圖3-1所示：圖3-1 de型氧化溝工藝流程該工藝由格柵、曝氣沉砂池、選擇池、氧化溝、二沉池和接觸池等構(gòu)筑物組成。由于具有較長的水力停留時間，較低的有機負荷和較長的污泥齡，因此相比傳統(tǒng)活性污泥法，省略了調(diào)節(jié)池，初沉池，污泥消化池。該工藝具有以下優(yōu)點：（1）有很強的耐沖擊負荷能力，對不易降解的有機物也有較好的處理能力。 （2）有明顯的溶解氧濃度梯度，有利于節(jié)省能耗和減少甚至免去硝化過程中需要投加的化學(xué)藥品數(shù)量。 （3）氧化

17、溝溝內(nèi)功率密度的不均勻配備，有利于氧的傳質(zhì)，液體混合和污泥絮凝，因而可以改善污泥的絮凝性能。 （4）氧化溝的整體功率密度較低，可節(jié)約能源。據(jù)國內(nèi)外統(tǒng)計資料顯示，與其他污水生物處理方法相比，氧化溝具有處理流程簡單，超作管理方便；出水水質(zhì)好，工藝可靠性強；基建投資省，運行費用低等特點。 該工藝也具有以下不足：（1）在同一溝中好氧區(qū)與缺氧區(qū)各自的體積和溶解氧濃度很難準確地加以控制，因此對除氮的效果是有限的，而對除磷幾乎不起作用。（2）在傳統(tǒng)的單溝式氧化溝中，微生物在好氧缺氧好氧短暫的經(jīng)常的環(huán)境變化中使硝化菌和反硝化菌群并非總是處于最佳的生長代謝環(huán)境中，由此也影響單位體積構(gòu)筑物的處理能力。該工藝的去除

18、率見表3-1所示：表3-1 de型氧化溝工藝的去除率及本設(shè)計的處理要求sstp去除率91%96%94%98%91%96%45%65%88%97%處理要求97.4%97%90.7%90.7%70%該工藝中，tp的去除率未達到要求，因此不可取。3.1.2 iceas工藝iceas 工藝流程見圖3-2所示：圖3-2 iceas 工藝流程圖該工藝由格柵、沉砂池，iceas反應(yīng)池等構(gòu)筑物組成，屬于生物化學(xué)處理方法。生物化學(xué)處理廢水主要是依靠微生物氧化分解有機物并將其轉(zhuǎn)化為無機物的能力。為此，需要人工創(chuàng)造有利于微生物生命活動的環(huán)境，使微生物大量繁殖，提高微生物氧化分解有機物效率。所以所有的活性污泥法都需向

19、污水中不斷注入空氣，以保持水中有足夠的溶解氧，在污水中形成微生物絮凝體。因此，曝氣是否充足與處理效果在一定的條件下關(guān)系較大。另一方面，充氣時間過長會增加能耗，從而增加處理費用，同時也可能會導(dǎo)致污泥膨脹，影響沉淀分離過程，使出水水質(zhì)變差。如果曝氣時間小于周期的50，出水中codcr的去除率會明顯降低。為了保證出水水質(zhì)，曝氣時間至少應(yīng)占整個周期的50以上。該工藝具有以下優(yōu)點：（1）具有耐沖擊負荷能力，當進水濃度突然提高2.53倍時，大約34天后處理系統(tǒng)就可以達到穩(wěn)定，出水水質(zhì)可恢復(fù)到原來的水平。（2）可在較高的mlss情況下運轉(zhuǎn)，處理效果較穩(wěn)定，并且氮、磷的去除率也較高。但在一定的范圍內(nèi)mlss和

20、污泥負荷對sbr的出水效果影響不明顯。（3）codcr和bod5隨時間的降解速度較快。該工藝的不足主要有以下兩個方面：（1）總氮隨時間的降解速率較慢。若處理中僅考慮codcr和bod5的處理效果曝氣時間可減少為2h，若考慮氮和磷的去除，至少應(yīng)當曝氣4小時。（2）sbr工藝處理效果不是特別好，其codcr去除率一般為90，bod5去除率為95，總氮去除率為70，氨氮的去除率為85，總磷的去除率可達90以上，codcr，bod5達不到處理要求。（3）該工藝對自控要求較高，設(shè)備裝置利用率較低，因此該工藝不盡完美。3.2mbr工藝3.2.1膜生物反應(yīng)器簡介膜-生物反應(yīng)器（membrane bio-re

21、actor,mbr）為膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)有機結(jié)合之新型態(tài)廢水處理系統(tǒng)。是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)，以膜組件取代二沉池在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設(shè)施占地，并通過保持低污泥負荷減少污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池內(nèi)之膜分離設(shè)備截留槽內(nèi)的活性污泥與大分子固體物。因此系統(tǒng)內(nèi)活性污泥（mlss）濃度可提升至10,000mg/l，污泥齡(srt)可延長30天以上，于如此高濃度系統(tǒng)可降低生物反應(yīng)池體積，而難降解的物質(zhì)在處理池中亦可不斷反應(yīng)而降解。故在膜制造技術(shù)不斷提升支援下，mbr處理技術(shù)將更加成熟并吸引著全世界環(huán)境保護工業(yè)的目光，并成為21世紀污水處理與

22、水資源回收再利用唯一選擇。3.2.2應(yīng)用領(lǐng)域膜生物反應(yīng)器廣泛適用于生活小區(qū)、賓館飯店、度假區(qū)、學(xué)校、寫字樓、等分散用戶的日常生活污水處理、回用及啤酒、制革、食品、化工等行業(yè)的有機污水處理。膜生物反應(yīng)器的產(chǎn)水常用于灌溉、洗滌、環(huán)衛(wèi)、造景等非飲用功能。1、高濃度事業(yè)廢水各類飲料工廠、酒廠、食品廠、畜牧、屠宰廢水處理、 染整、皮革、紙漿廠；制藥業(yè)、高濃度有機等之廢水處理；舊有污水廠制程改善；逆滲透系統(tǒng)之前處理等。 2、市政民生污水中水回用大型市政廢水處理及再利用，社區(qū)生活中水回用，百貨、辦公大樓中水回用，餐廳或風景區(qū)廢水處理及再利用，地表水凈化處理，洗車廠船舶污水回收再利用。 3.2.3 mbr工藝

23、的優(yōu)點（1）膜生物反應(yīng)器是一種高效膜分離技術(shù)與活性污泥法相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。不用沉淀池、污泥濃縮池、砂濾池等用地節(jié)省。（2）充分利用膜的高效截留作用，能夠有效地截留硝化菌，完全保留在生物反應(yīng)器內(nèi)，使硝化反應(yīng)保證順利進行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，并且可以截留一時難于降解的大分子有機物，延長其在反應(yīng)器的停留時間，使之得到最大限度的分解。 （3）主要污染物的去除率可達：98%、cod93%、ss=100%。產(chǎn)水懸浮物和濁度幾近于零，處理后的水質(zhì)良好且穩(wěn)定，可以直接回用，實現(xiàn)了污水資源化。再配合a/o、a2/o工藝，可大舉降低氮與磷，適用在水質(zhì)與水源保護區(qū)。 該工藝進出水水質(zhì)如表3-2所示:

24、 表3-2 mbr工藝處理效率codcrsstn大腸桿菌tp進水<30omg/l<50omg/l<30omg/l<4-5mg/l出水<5mg/l2omg/lomg/l<0.5mg/l未檢出0.3 mg/l3.3工藝設(shè)計流程通過對氧化溝工藝、iceas工藝和mbr工藝的優(yōu)缺點進行分析比較發(fā)現(xiàn)，前兩種工藝都有很多不如意的地方，在處理效果上也有不同程度的不足。因此最終確定了mbr膜生物反應(yīng)器作為主體工藝。3.3.1工藝流程圖本設(shè)計采用mbr工藝，其主要工藝流程如圖3-3所示：圖4-3 3000 mbr小區(qū)中水回用工藝3.3.2工藝說明1、中格柵：小區(qū)污水通過污水管

25、道首先進入中格柵，在中格柵的作用下，去除堵塞水泵機組及管道閥門較大的懸浮物，保證后續(xù)工作正常運行，同時降低固體懸浮物濃度。2、水量調(diào)節(jié)池：調(diào)節(jié)水量，保證污水均勻的流入處理工藝設(shè)備，因為小區(qū)生活污水的水量變化較大，呈周期變化規(guī)律。3、提升泵房：保證污水以動力的形式進入沉砂池，同時提供水頭。4、平流沉砂池：以重力分離為基礎(chǔ)，控制進入沉砂池的水流速度，使相對密度較大的無機顆粒下沉，而有機懸浮物顆粒則隨水流帶走。其作用是去除污水中的泥沙、煤渣等相對密度較大的無機顆粒，以免影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運行。5、精細格柵：進一步去除污水中顆粒雜質(zhì)，以免小顆粒雜物進入膜池影響膜的使用壽命。6、缺氧池：缺氧區(qū)的出

26、水與好氧區(qū)污泥混合進入缺氧區(qū)進行反硝化完成tn的去除，同時得到快速降減。7、好氧池（膜池）：缺氧區(qū)的水進入好氧區(qū)，并與膜池回流污泥混合，在好氧環(huán)境下有機物濃度大量降減，氨氮得以硝化，聚磷菌在此完成對p的大量吸收。同時經(jīng)過膜生物反應(yīng)器后，大腸桿菌的到了90%以上的去除。平板膜組建吊裝在膜池，用底腳螺栓固定，分別將曝氣管，集水管與相應(yīng)的管道連接，組成mbr膜系統(tǒng)。mbr的正常運行：向膜池中加入污水，并投加活性污泥，啟動風機，進風通過穿孔曝氣管并在曝氣箱內(nèi)混合均勻后上升進入膜箱。啟動抽吸泵，膜過濾的清水通過集水管泵被抽到清水池。正常運行下抽吸負壓為（020）kp之間，采用8分鐘抽清水，2分鐘停止抽吸

27、為一個周期的循環(huán)方式運行。通過液位儀控制膜池液位，以保證膜組件始終浸沒在水中，并正常產(chǎn)水。清洗步驟：當出水真空壓力表顯示-20kp時，需要清洗濾膜。在關(guān)閉抽吸泵的情況下，首先關(guān)閉出水閥門，開啟沖洗藥箱的閥門，實現(xiàn)配置好的清洗藥液通過加藥泵經(jīng)集水管進入膜元件，浸泡一段時間后在曝氣的沖刷下，濾膜得到有效恢復(fù)。關(guān)閉加藥閥門，開啟清洗藥液回流閥門，并開啟抽吸泵，將清洗產(chǎn)液排入調(diào)節(jié)池，藥液洗凈后，關(guān)閉回流閥門，開啟出水閥門，恢復(fù)正常運行。曝氣管的清洗步驟：在干燥空氣的作用下，曝氣管會發(fā)生部分堵塞，要定期清洗。關(guān)閉一次慮管曝氣閥門，開啟曝氣清洗閥門，由于風壓減小，以及水壓作用，氣水混合液形成湍流可將曝氣管

28、周圍的污物沖刷下來，并隨氣水混合液流出，從而達到清洗效果。8、清水池：收集處理好的清水，使其均勻高效的進入中水回用管道。9、污泥池：該工藝的產(chǎn)泥量較少，處理設(shè)備運行費用較高，因此不宜于進行處理，只需設(shè)置一座污泥池把它收集起來，定期用污泥車外運處理。第四章 工藝設(shè)計計算說明4.1格柵4.1.1格柵的作用格柵是由一組平行的金屬柵條篩網(wǎng)或穿孔板制成，安裝在污水渠道泵房集水井的進口或污水處理廠的前部， 截留較大的懸浮物或漂浮物，如纖維毛發(fā)果皮蔬菜煙蒂塑料和泡沫制品等，以減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負荷，并使之正常運行。被截流的物質(zhì)稱為柵渣，柵渣的含水率約為70%80%，容重約為750kg/。4.1.2格柵

29、的分類按格柵條凈間隙，可以分為粗格柵、中格柵和細格柵三種，平面和曲面格柵均可做成粗、中、細三種。 按格柵的形狀，可以分為平面格柵和曲面格柵。本設(shè)計中選平面中格柵和精細格柵。4.1.3格柵的設(shè)計計算1、設(shè)計規(guī)范要求1）污水泵站一般采用固定清污機，單臺工作寬度不宜超過3m，否則應(yīng)使用多臺，以保證運行效果。2）柵條的間隙（1） 污水泵站主要使用中格柵一道，在污水處理廠的進水泵房中，泵前設(shè)置一道中格柵，以利于污水的后續(xù)處理。（2）格柵間隙大小應(yīng)考慮：根據(jù)水泵葉輪間隙允許通過的污物能力決定，即格柵間隙應(yīng)小于葉輪的間隙。根據(jù)泵站收稅范圍的地區(qū)特點柵渣的性質(zhì)決定。一般采用2025mm。3）格柵的安裝角度 機

30、械清渣一般,回轉(zhuǎn)式一般，特殊時為。2、設(shè)計計算格柵的設(shè)計內(nèi)容包括尺寸計算水力計算柵渣量計算以及清渣機械的選用等，格柵的設(shè)計簡圖見圖5-1。圖5-1 格柵的設(shè)計計算簡圖1）格柵寬度： (4-1) (4-2)式中: b -柵槽寬度，m； s-柵條寬度，m，本設(shè)計中s取0.01m； e-柵條凈間隙，mm，一般取2025mm，本設(shè)計中取20mm； n -柵條間隙數(shù)-最大設(shè)計流量，-格柵傾角，本設(shè)計中取；h -柵前水深，m；取0.3m；-過柵流速，最大設(shè)計流量時為，平均設(shè)計流量時為0.3m/s；-經(jīng)驗系數(shù)。代入公式（4-1），（4-2）得：個2）過柵水頭損失： （4-3） （4-4）式中：-過柵水頭損失

31、， -計算水頭損失，g-重力加速度，9.81；k -系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般k取3；-阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，=,當為矩形斷面時，=2.42。則：= 2.42×為避免造成柵前壅水，故將柵后槽底下降作為補償。代入公式（4-3），（4-4）得： 3）柵槽總高度： （4-5）式中：h-柵槽總高度，m-柵前水深，m-柵前渠道超高，一般用0.3m。代入公式（4-5）得：4）柵槽總長度： （4-6） （4-7） （4-8） （4-9）式中： l-柵槽總長度，m；-柵前槽高，m； -進水渠道漸寬部分長度，m；-進水渠寬度，m，本設(shè)計中取0.4m；-進水渠展開角，一般用

32、；-柵槽與出水渠連接渠的漸縮長度，m。代入公式（4-6），（4-7），（4-8），（4-9）得：5）每日柵渣量： （4-10）式中: -每日柵渣量，；-柵渣量（污水），取0.10.01，粗格柵用小值，細格柵用大值，中格柵用中值；該設(shè)計中取0.05-生活污水流量總變化系數(shù)，見表4-1。表4-1 變化系數(shù)表平均日流量l/s46101525407012020040075016002.32.22.12.01.891.801.691.591.511.401.301.203000則取1.8；代入公式（4-10）得： 4.2調(diào)節(jié)池4.2.1調(diào)節(jié)池的選擇該污水的與處理中不需要調(diào)節(jié)水質(zhì)，因而調(diào)節(jié)吃的主要作用是調(diào)

33、節(jié)水量，為了簡便經(jīng)濟，本工藝中選用水量調(diào)節(jié)池。4.2.2調(diào)節(jié)池的設(shè)計計算小區(qū)生活污水平均水量為，水量變化曲線如圖4-2所示：圖4-2 廢水流量曲線對于廢水水量累積曲線，作平行于oa的兩條切線ab、cd，切點為b、c；通過b、c作縱坐標的平行線bd、ce，此二直線與出水累積曲線交于d和e點，從縱坐標可以得到bd和ce的水量分別是300和150，兩者相加即為調(diào)節(jié)池的容積450。圖4-3 調(diào)節(jié)池簡圖采用方形調(diào)節(jié)池，池長l等于池寬b，有效水深h = 3m，則l = b = 12.247m，設(shè)計時取12.3m。在池底設(shè)置集水坑，水池底以坡度坡度坡向集水坑。4.2.3攪拌設(shè)備的選擇為了防止污水中懸浮物的沉

34、積和使水質(zhì)均勻，可以采用專用的攪拌設(shè)備進行攪拌。根據(jù)調(diào)節(jié)池的有效容積，攪拌功率一般按1污水48w選攪拌設(shè)備，該工程中取4.8w。則調(diào)節(jié)池的配潛水攪拌機的總功率為450×4.8=2160w。取一臺2.2kw的潛水攪拌機，安裝在調(diào)節(jié)池的進水端。4.2.4提升泵的選擇設(shè)計中進水為重力流，在調(diào)節(jié)池的集水坑中安裝2臺自動攪勻的潛污泵，一用一備，水泵的基本參數(shù)為：水泵的流量為q = ，揚程h =9.5m，配電機功率為n =5.5kw。4.3平流沉砂池污水中的無機顆粒不僅會磨損污水處理廠的機械設(shè)備及其管道，在構(gòu)筑物中產(chǎn)生淤泥，還會在污泥處理時磨損濾帶。設(shè)置沉砂池就是去除這些密度較大的無機顆粒（如泥

35、沙，煤渣等），以免影響污水處理廠得后續(xù)構(gòu)筑物及其設(shè)備的正常運行。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝氣沉砂池、多爾沉砂池和鐘式沉砂池等。本設(shè)計中采用平流沉砂池。4.3.1設(shè)計規(guī)范要求1一般規(guī)定沉砂池是按去除相對密度為2.65，粒徑大于0.22mm的砂粒設(shè)計的。設(shè)計流量：當污水自流如池子里時，應(yīng)按照最大設(shè)計流量計算；當污水用水泵抽升入池時，按工作流量的最大組合流量計算；對于合流制系統(tǒng)，按降雨量的設(shè)計流量計算。沉砂池的個數(shù)不應(yīng)該小于兩個，并宜按并聯(lián)運行，當污水量小時，可考慮一用一備。沉砂量：生活污水按每十萬立方米污水的砂量為3立方米計，其含水率為60%，容重1.5t每立方米。砂斗的容積按2天的沉沙量計，斗

36、壁的傾斜角不小于55度，排沙管直徑不應(yīng)小于200mm。沉砂池的超高不宜小于0.3mm。2設(shè)計參數(shù)最大流速為0.3m/s，最小流速為0.15m/s；最大流量時停留時間不少于30s，設(shè)計有效水深為0.251.0m；每格池寬不宜小于0.6m；進水頭部采取消能和整流措施；池底底坡一般為0.010.02。4.3.2平流沉砂池的設(shè)計計算1平流沉砂池的構(gòu)造平流式沉砂池的結(jié)構(gòu)如圖4-4所示：圖4-4平流式沉砂池平流沉砂池是早期污水處理系統(tǒng)常采用的一種除砂構(gòu)筑物。它由入流渠、出流渠、沉砂斗等部分組成，見圖5-4。它具有截留無機顆粒效果好，工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡單，排砂較方便等優(yōu)點，但排砂粒含有較多的有機物，需要進行洗

37、砂處理。2設(shè)計計算1）沉砂池水流部分長度： (4-11)式中： l-水流部分長度，m；-最大流速，m/s；本設(shè)計中取0.15m/s；t -最大設(shè)計流量時的水力停留時間，s，本設(shè)計取30s；代入公式（4-11）得：2）水流斷面積： （4-12）式中： a-池斷面積，；-最大設(shè)計流量時的水平流速，m/s；本設(shè)計中取0.15m/s。代入公式（4-13）得：3）池總寬度 （4-13）式中： b -池總寬度,m； -有效水深，m；本設(shè)計中取0.25m；代入公式（4-13）得： 4）貯砂斗所需容積： （4-14）式中： v-沉砂斗容積，；-城市污水沉砂量，一般采用（污水）；-清除沉砂時間間隔，10d；-流

38、量變化系數(shù)；本設(shè)計中取1.5；代入公式（4-14）得：5）貯砂斗各部分尺寸計算設(shè)貯砂斗底寬；斗壁與水平面的傾角為；則貯砂斗的上口寬為：貯泥斗的容積： （4-15）式中：-貯泥斗的容積，；-貯砂斗的高度，m；-分別為貯砂斗下口和上口的面積，；代入公式（4-15）得：6）沉砂室的高度：假設(shè)采用重力排砂，池底設(shè)6%坡度坡向砂斗，則：7）沉砂池總高度： （4-16）式中 h -總高度，m；-超高，m ；-貯泥斗高度，0.795m ；代入公式（4-16）得：4.4精細格柵精細格柵的計算簡圖如圖4-5所示：圖4-5 精細格柵1）格柵寬度： (4-17) (4-18)式中: b -柵槽寬度， s-柵條寬度，

39、 e -柵條凈間隙， n -柵條間隙數(shù)-最大設(shè)計流量，-格柵傾角；h -柵前水深，-過柵流速，平均設(shè)計流量時為0.3m/s；-經(jīng)驗系數(shù)。代入公式（4-17），（4-18）得：2）過柵水頭損失： （4-18） （4-19）式中：-過柵水頭損失，m； -計算水頭損失，g-重力加速度，9.81；k-系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般k取3；-阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，=,當為矩形斷面時，=2.42。代入公式（4-18），（4-19）得： 為避免造成柵前壅水，故將柵后槽底下降作為補償。3)柵槽總高度： （4-20）式中：h-柵槽總高度，m；-柵前水深，m；-柵前渠道超高，一般用0.3

40、m。代入公式（4-20）得：4)柵槽總長度： （4-21） （4-22） （4-23） （4-24）式中： l-柵槽總長度，m；-柵前槽高，m； -進水渠道漸寬部分長度，m；-進水渠寬度，m；-進水渠展開角，一般用；-柵槽與出水渠連接渠的漸縮長度，m。帶入公式（4-21），（4-22），（4-23），（4-24）得：5)每日柵渣量計算： （4-25）式中： -每日柵渣量，；-柵渣量（污水），取0.10.01，粗格柵用小值，細格柵用大值，中格柵用中值；則取0.1，取1.8。-生活污水流量總變化系數(shù)，見表4-1。帶入公式（4-25）得：4.6缺氧池4.6.1缺氧池的作用污水進入缺氧池，同時還有進入

41、膜池的回流污泥。缺氧池的首要功能是脫氮，反硝化細菌利用污水中有機物作為碳源，將膜池回流污泥中帶入大量的和還原 并釋放到空氣中，bod濃度繼續(xù)下降，濃度大幅下降，池內(nèi)設(shè)置潛水攪拌器，水力停留時間為7.3h。缺氧池用鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)，填埋設(shè)置：圖4-6 缺氧池4.6.2缺氧池的設(shè)計計算缺氧池的有效水深h一般為3.3m，超高0.7m；則總高h為4m。水力停留時間t為7.3h。簡圖見圖4-6所示： 1) 缺氧池的有效容積為： （4-26）將上述數(shù)據(jù)代入公式（4-26）得：2) 缺氧池的面積： （4-27）代入公式（4-27）得：缺氧池平面為正方形，則l=b；4.5膜生物反應(yīng)器4.5.1膜生物反應(yīng)器的類型

42、膜 - 生物反應(yīng)器主要由膜分離組件及生物反應(yīng)器兩部分組成。通常提到的膜 - 生物反應(yīng)器實際上是三類反應(yīng)器的總稱： 曝氣膜 - 生物反應(yīng)器 (aeration membrane bioreactor, ambr) ；萃取膜 - 生物反應(yīng)器（ extractive membrane bioreactor, embr ）；固液分離型膜 - 生物反應(yīng)器（ solid/liquid separation membrane bioreactor, slsmbr, 簡稱 mbr ）。 (1)曝氣膜 - 生物反應(yīng)器 曝氣膜 - 生物反應(yīng)器最早見于 cote.p 等 1988 年報道，采用透氣性致密膜（如硅橡膠

43、膜）或微孔膜（如疏水性聚合膜），以板式或中空纖維式組件，在保持氣體分壓低于泡點（ bubble point ）情況下，可實現(xiàn)向生物反應(yīng)器的無泡曝氣。該工藝的特點是提高了接觸時間和傳氧效率，有利于曝氣工藝的控制，不受傳統(tǒng)曝氣中氣泡大小和停留時間的因素的影響。 (2)萃取膜 - 生物反應(yīng)器 萃取膜 - 生物反應(yīng)器 又稱為 embr （ extractive membrane bioreactor ）。因為高酸堿度或?qū)ι镉卸疚镔|(zhì)的存在，某些工業(yè)廢水不宜采用與微生物直接接觸的方法處理；當廢水中含揮發(fā)性有毒物質(zhì)時，若采用傳統(tǒng)的好氧生物處理過程，污染物容易隨曝氣氣流揮發(fā)，發(fā)生氣提現(xiàn)象，不僅處理效果很不穩(wěn)

44、定，還會造成大氣污染。為了解決這些技術(shù)難題，英國學(xué)者 livingston 研究開發(fā)了 emb 。其工藝流程見圖 2 。廢水與活性污泥被膜隔開來，廢水在膜內(nèi)流動，而含某種專性細菌的活性污泥在膜外流動，廢水與微生物不直接接觸，有機污染物可以選擇性透過膜被另一側(cè)的微生物降解。由于萃取膜兩側(cè)的生物反應(yīng)器單元和廢水循環(huán)單元是各自獨立，各單元水流相互影響不大，生物反應(yīng)器中營養(yǎng)物質(zhì)和微生物生存條件不受廢水水質(zhì)的影響，使水處理效果穩(wěn)定。系統(tǒng)的運行條件如 hrt 和 srt 可分別控制在最優(yōu)的范圍，維持最大的污染物降解速率。 (3)固液分離型膜 - 生物反應(yīng)器 固液分離型膜 - 生物反應(yīng)器是在水處理領(lǐng)域中研究

45、得最為廣泛深入的一類膜 - 生物反應(yīng)器，是一種用膜分離過程取代傳統(tǒng)活性污泥法中二次沉淀池的水處理技術(shù)。在傳統(tǒng)的廢水生物處理技術(shù)中，泥水分離是在二沉池中靠重力作用完成的，其分離效率依賴于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分離效率越高。而污泥的沉降性取決于曝氣池的運行狀況，改善污泥沉降性必須嚴格控制曝氣池的操作條件，這限制了該方法的適用范圍。由于二沉池固液分離的要求，曝氣池的污泥不能維持較高濃度，一般在 1.53.5g/l 左右，從而限制了生化反應(yīng)速率。水力停留時間（ hrt ）與污泥齡（ srt ）相互依賴，提高容積負荷與降低污泥負荷往往形成矛盾。系統(tǒng)在運行過程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥，其處置

46、費用占污水處理廠運行費用的 25% 40% 。傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)還容易出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，出水中含有懸浮固體，出水水質(zhì)惡化。針對上述問題， mbr 將分離工程中的膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)廢水生物處理技術(shù)有機結(jié)合，大大提高了固液分離效率，并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌 ( 特別是優(yōu)勢菌群 ) 的出現(xiàn)，提高了生化反應(yīng)速率。同時，通過降低 f/m 比減少剩余污泥產(chǎn)生量（甚至為零），從而基本解決了傳統(tǒng)活性污泥法存在的許多突出問題。4.5.2膜生物反應(yīng)器的優(yōu)點與許多傳統(tǒng)的生物水處理工藝相比， mbr 具有以下主要特點： 1)出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定 由于膜的高效分離作用，分離效果遠好于傳統(tǒng)沉淀池，處理

47、出水極其清澈， 懸浮物和濁度接近于零，細菌和病毒被大幅去除 ，出水水質(zhì)優(yōu)于建設(shè)部頒發(fā)的生活雜用水水質(zhì)標準（ cj25.1-89 ），可以直接作為非飲用市政雜用水進行回用。 同時，膜分離也使 微生物被完全被截流在生物反應(yīng)器內(nèi)， 使得系統(tǒng)內(nèi)能夠維持較高的微生物濃度，不但 提高了反應(yīng)裝置對污染物的整體去除效率，保證了良好的出水水質(zhì)，同時反應(yīng)器 對進水負荷（水質(zhì)及水量）的各種變化具有很好的適應(yīng)性，耐沖擊負荷，能夠穩(wěn)定獲得優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)。 2)剩余污泥產(chǎn)量少 該工藝可以在高容積負荷、低污泥負荷下運行，剩余污泥產(chǎn)量低（理論上可以實現(xiàn)零污泥排放），降低了污泥處理費用。 3）占地面積小，不受設(shè)置場合限制 生物

48、反應(yīng)器內(nèi)能維持高濃度的微生物量，處理裝置容積負荷高，占地面積大大節(jié)??； 該工藝流程簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積省，不受設(shè)置場所限制，適合于任何場合，可做成地面式、半地下式和地下式。 4）可去除氨氮及難降解有機物 由于微生物被完全截流在生物反應(yīng)器內(nèi)，從而有利于增殖緩慢的微生物如硝化細菌的截留生長，系統(tǒng)硝化效率得以提高。同時，可增長一些難降解的有機物在系統(tǒng)中的水力停留時間，有利于難降解有機物降解效率的提高。 5）操作管理方便，易于實現(xiàn)自動控制 該工藝實現(xiàn)了水力停留時間（ hrt ）與污泥停留時間（ srt ）的完全分離，運行控制更加靈活穩(wěn)定，是污水處理中容易實現(xiàn)裝備化的新技術(shù)，可實現(xiàn)微機自動控制，從而

49、使操作管理更為方便。6）易于從傳統(tǒng)工藝進行改造 該工藝可以作為傳統(tǒng)污水處理工藝的深度處理單元，在城市二級污水處理廠出水深度處理（從而實現(xiàn)城市污水的大量回用）等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。 4.5.4膜生物反應(yīng)器的設(shè)計計算1、液中膜膜支架技術(shù)參數(shù)液中膜膜支架技術(shù)參數(shù)如表4-2所示：表4-2 液中膜膜支架技術(shù)參數(shù)名稱特性參數(shù)材質(zhì)聚氯乙烯膜孔平均直徑0.4m過濾方式重力過濾/吸引過濾最大過濾壓力重力過濾：12kp ；吸引過濾：20kp耐化學(xué)藥品性耐酸耐堿性強（ph值212）膜支架尺寸（510型）寬×高×厚 = 490mm×1000mm×6mm膜支架有效面積0.8/

50、張膜通量0.40.6（水溫10以上2、膜組件型號及規(guī)格膜組件的型號及規(guī)格如表4-3、表4-4所示：表4-3 膜組件型號膜組件類型膜組件支架張數(shù)（n）張/組膜組件面積（/組）es（as，）10010080es（as，）175150120es（as，）200200160表4-4 膜組件規(guī)格型號長（mm）寬（mm）高（mm）干重（kg）最大重量（kg）es10018305102000440870es150218051020006501300es2002800510200088017603、膜組件的設(shè)計要點1）不同膜組件單排池體平面尺寸要求見4-5。表4-5 不同膜組件單排池體平面尺寸膜組件型號池寬（mm）池長（mm）es100es150es200230025003300380043004500（10001300）×n3002）池深要求es型膜組件可以適應(yīng)2.503.50m的水深，當鼓風機壓力允許的情況下，可以加大有效水深，對膜組件無影響。4、膜組件的造型1）膜通量（）概念：單位時間內(nèi)通過單位膜面積的水量（單位：）膜通量的選擇與污泥過濾性能，污水水質(zhì)及運