《基于AAO-MBR工藝某縣城5萬立方米日處理量污水處理廠工程設(shè)計(jì)》13000字（論文）

基于AAO-MBR工藝某縣城5萬立方米日處理量污水處理廠工程設(shè)計(jì)摘要生活污水的處理處置與居民的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，如何根據(jù)不同地區(qū)的情況設(shè)計(jì)適宜的污水處理工藝，值得探討和研究。浙江省某縣城污水處理廠擬采用AAO-MBR工藝處理周邊村鎮(zhèn)生活污水，處理規(guī)模為50000m3/d。原污水水質(zhì)氮磷含量偏高，化學(xué)需氧量、生化需氧量也遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)值，經(jīng)處理處置后出水各水質(zhì)指標(biāo)要求達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過研究總結(jié)，AAO-MBR工藝具有出水水質(zhì)符合預(yù)期、在實(shí)際運(yùn)行中十分安全、設(shè)備占地不大、集成化高、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。本文分析了MBR工藝的研究進(jìn)展，重點(diǎn)介紹了脫氮除磷工藝與內(nèi)置式MBR膜組合的工藝技術(shù)對(duì)生活污水的處理效果，并通過計(jì)算及成本分析說明該工藝的合理性。關(guān)鍵詞：AAO-MBR工藝，生活污水，污水處理目錄TOC\o"1-2"\h\u24725第一章緒論 1207661.1引言 1277991.2基本資料 13405第二章工藝選擇 2246892.1水質(zhì)分析 2321632.2工藝比選 216295第三章工藝流程及處理效果預(yù)測 6312323.1工藝流程 6193183.2處理效果預(yù)測 621570第四章構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算 7324554.1格柵 7282514.2提升泵房 9218764.4曝氣沉砂池 12317094.5厭氧池/缺氧池/好氧MBR膜池 14257874.6二沉池 2221144.7污泥濃縮池設(shè)計(jì) 26276384.8污泥脫水車間 29235374.9排水和排泥 3026861第五章污水廠總體布置 33156915.1主要構(gòu)筑物及附屬構(gòu)筑物 33156915.2高程布置 3524735第六章技術(shù)投資及運(yùn)行費(fèi)用 38156916.1費(fèi)用構(gòu)成 38155986.2土建工程費(fèi) 3867226.3設(shè)備購置及安裝費(fèi)用 39220096.4其他費(fèi)用 40118866.5建設(shè)工程總概算 40118266.6運(yùn)行成本分析 4124735參考文獻(xiàn) 431緒論1.1引言目前，農(nóng)村生活污水排放具有瞬時(shí)流量小、分散、變化大的特點(diǎn)[1-2]。生活污水的排放情況與居民的生活環(huán)境息息相關(guān)，若亂排亂放現(xiàn)象不引起高度關(guān)注和及時(shí)處理，將會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不可遏制的嚴(yán)重后果。如何因地制宜的設(shè)計(jì)污水處理模式，在控制經(jīng)濟(jì)成本的同時(shí)也能達(dá)到良好的處理效果，需要不斷實(shí)踐和總結(jié)[3]。當(dāng)前，國家對(duì)新農(nóng)村建設(shè)這一工作目標(biāo)的高度重視背景，對(duì)農(nóng)村建設(shè)污水設(shè)施更是加大了資金投入，并且取得了較好的效果。但從后期運(yùn)營管理角度來看，實(shí)際農(nóng)村污水排放和監(jiān)管工作標(biāo)準(zhǔn)存在不統(tǒng)一的情況，主要表現(xiàn)在農(nóng)村中各類生活污水出現(xiàn)亂排亂放的現(xiàn)象，對(duì)生態(tài)環(huán)境存在較大的污染。目前，在國家非常重視新農(nóng)村建設(shè)的環(huán)境下，逐步增加了農(nóng)村污水設(shè)施建設(shè)的資金投入，并取得了良好的效果。然而，從后期經(jīng)營管理的角度來看，實(shí)際的農(nóng)村污水排放和監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一，主要表現(xiàn)在農(nóng)村各種生活污水無序排放的現(xiàn)象，這對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了很大的污染。1.2基本資料污水處理水量：5萬m3/d進(jìn)出水指標(biāo)如表1所示。表1進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)2工藝選擇2.1水質(zhì)分析該廢水B/C為0.51，屬于可生物降解廢水。2.2工藝比選2.2.1AAO-MBR工藝AAO工藝適合大中型規(guī)模的城市污水處理廠，該過程對(duì)溶解氧的2個(gè)A階段要求很小，并且在O階段不需要高水平的溶解氧。膜生物反應(yīng)器（MBR）成功將活性污泥廢水生物處理系統(tǒng)和膜分離組合起來，達(dá)到了更好的水處理效果。一方面，該膜組件可以充分捕獲活性污泥微生物，提高活性污泥濃度，取代原有的二次沉淀池功能，減少占用面積。另一方面，膜組件可以有效截留污水中幾乎所有的懸浮粒子和高分子有機(jī)物質(zhì)，分離效果十分明顯，某些情況下出水可以直接回用[4-6]。將AAO-MBR反應(yīng)器分為三個(gè)區(qū)域，分別為厭氧池、缺氧池、好氧MBR膜池。工藝流程依次是微生物系統(tǒng)的氨化及厭氧釋磷、硝化反硝化和污泥吸磷，是發(fā)展較好一種污水綜合處理技術(shù)，脫氮除磷效果好[7]。MBR膜和生化處理系統(tǒng)的結(jié)合有效地提高了污水水質(zhì)，此外，延長大分子物質(zhì)在生化反應(yīng)器中的HRT可實(shí)現(xiàn)大分子物質(zhì)最大降解效果，保持低污染負(fù)荷也可以減少剩余污泥。AAO-MBR工藝流程圖見圖1。圖1AAO-MBR工藝流程圖工藝特點(diǎn)（1）工藝簡單，水力停留時(shí)間短；（2）處理效果良好，可同步實(shí)現(xiàn)脫氮除磷功能；（3）無需加藥，運(yùn)行費(fèi)用低；（4）在厭氧、好氧反復(fù)運(yùn)行的情況下，絲狀菌繁殖量小，沒有污泥膨脹的問題；（5）污泥含磷量高，肥效高[8]。實(shí)際工藝案例Wang等[9]實(shí)驗(yàn)了AAO-MBR系統(tǒng)來處理某社區(qū)的生活污水和雨水。結(jié)果顯示：COD負(fù)荷、BOD/COD和COD/TN是影響污染物去除的關(guān)鍵因素，低溫條件下膜污染加重。經(jīng)過1年多的運(yùn)行，COD、BOD5、TP和TN的去除率分別為83.7%、91.6%、74.5%和69.0%。出水可滿足直接排放標(biāo)準(zhǔn)和景觀水回用標(biāo)準(zhǔn)，投資和運(yùn)行費(fèi)用約0.406美元/t水。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)60%左右的回用，在農(nóng)村社區(qū)污水集中處理回用中具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性。楊衛(wèi)等[10]使用倒置AAO-MBR裝置處理太湖流域污水。厭氧區(qū)與缺氧區(qū)進(jìn)水比為7：3，膜池污泥齡為15d。連續(xù)操作條件下，化學(xué)需氧量、生化需氧量的去除率較高，均可達(dá)到百分之九十以上；氨氮、懸浮物的去除率在70%-90%之間，可以滿足一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，其項(xiàng)目運(yùn)營成本是0.9元/立方米。謝晴等[11]在四川省德陽市農(nóng)村地區(qū)開展了AAO-MBR一體化工藝處理生活污水（包括廁所廢水）的示范研究。系統(tǒng)采用改性超濾膜，該系統(tǒng)產(chǎn)水能力穩(wěn)定，能夠達(dá)到GB18918-2002中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，污水回用于農(nóng)田灌溉、漁業(yè)養(yǎng)殖等，對(duì)我們的環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展來說都意義重大。梁珊等[12]采用氧化溝/MBR一體化裝置處理農(nóng)村生活污水。膜區(qū)采用聚偏氟乙烯中空纖維膜，投加硫酸亞鐵輔助除磷，運(yùn)行一段時(shí)間后，該裝置水力停留時(shí)間為13.62h，污泥齡為30d，進(jìn)水COD、BOD5、NH3-N、總氮和總磷含量分別是345.5、212.6、28.9、44.1和4.5mg/L，出水TP達(dá)到一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)（投藥達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)），其他指標(biāo)皆可達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。2.2.2氧化溝工藝氧化溝工藝與其他生化處理技術(shù)最大的不同在于，廢水進(jìn)入氧化溝內(nèi)可連續(xù)經(jīng)歷曝氣、沉淀等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)一池多過程的效用，同時(shí)兼具推流反應(yīng)和混合反應(yīng)的特點(diǎn)[8]。工藝流程圖見圖2。圖2氧化溝工藝流程圖工藝特點(diǎn)（1）通過推流式與完全混合的結(jié)合，克服短流量，提高緩沖能力；（2）具有適宜硝化和反硝化生物處理的溶解氧（DO）梯度；（3）重量比功率分布不均勻，提高了氧傳遞、液體混合和污泥絮凝速率；（4）產(chǎn)泥量少；（5）污水通過溝內(nèi)循環(huán)流動(dòng)充分稀釋，處理效果好[14]。氧化溝工藝的問題（1）污泥膨脹問題污泥膨脹產(chǎn)生的主要原因是水中糖類化合物過多，氮、磷含量不穩(wěn)定。除此之外，pH值和DO過低，污泥排水不暢等因素，容易造成絲狀細(xì)菌污泥膨脹。（2）泡沫問題若進(jìn)水含油量大，很難完全去除，油脂會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，并借助刷子攪拌產(chǎn)生許多的泡沫，影響水處理過程。（3）污泥上浮問題若進(jìn)水含有許多油脂，系統(tǒng)的泥質(zhì)變淡，將會(huì)影響后續(xù)沉淀池的HRT，從而造成氧氣供應(yīng)不足的危害，產(chǎn)生分解污泥上浮現(xiàn)象。此外，若廢水中含有過多的油，污泥可能會(huì)與油一起漂浮。2.2.3工藝對(duì)比表2兩種工藝技術(shù)及經(jīng)濟(jì)情況對(duì)比表AA0-MBR氧化溝共同點(diǎn)出水水質(zhì)較好，污泥很穩(wěn)定特點(diǎn)水力停留時(shí)間較短，處理效果優(yōu)良，能同步實(shí)現(xiàn)脫氮除磷。在厭氧段、好氧段反復(fù)循環(huán)運(yùn)行的情況中，阻止了絲狀菌大量產(chǎn)生，沒有污泥膨脹的可能。平板式膜生物反應(yīng)器平板膜能有效分離污泥和水，無需反沖洗。氧化溝池體較大，難以在室內(nèi)加蓋放置。屬于負(fù)荷較低的處理工藝，不需要額外加沉淀池，一池多過程，有效簡化了構(gòu)筑物的設(shè)置數(shù)量。適用條件AAO工藝可用于處理更大流量的廢水，且該工藝靈活性強(qiáng)，既可以作為單獨(dú)的處理工藝使用，也可以和MBR等水處理技術(shù)組合使用，發(fā)展成熟、應(yīng)用廣泛。適合規(guī)模相對(duì)較?。ǖ陀?0萬m3/d）的水處理過程，廣泛應(yīng)用在處理技術(shù)較弱的地區(qū)。經(jīng)濟(jì)成本MBR耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，基本無污泥膨脹問題，剩余污泥量小，降低成本。由于污泥負(fù)荷低、泥齡長，于是擴(kuò)大了生化處理的過程，提高了能耗（0.28kW·h/m3左右）和運(yùn)行成本。3工藝流程及處理效果預(yù)測3.1工藝流程工藝流程如圖3。圖3工藝流程圖3.2處理效果預(yù)測表3處理效果預(yù)測表項(xiàng)目CODCrBODSSNH3-NTNTP出水（mg/L)去除率出水(mg/L)去除率出水(mg/L)去除率出水(mg/L)去除率出水(mg/L)去除率出水(mg/L)去除率原水350-180-200-38-50-5-曝氣沉砂池3325%1715%2090%30.420%4020%420%厭氧池29910%14515%1050%27.310%3610%1.270%缺氧池23920%10030%101-21.820%25.230%0.830%好氧MBR膜池28.688%1090%10-2.290%7.670%0.630%二沉池28.60%100%730%1.530%6.120%0.350%出水≤30≤10≤10≤1.5≤10≤0.34構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算4.1格柵格柵是指由很多根金屬柵條、框架和清渣耙三部分組成，攔截水中較大粒徑的懸浮顆粒。本設(shè)計(jì)擬選用4臺(tái)機(jī)械格柵。4.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)污水流量：Q=50000污水流量總變化系數(shù)：KZ最大流量Qmax格柵傾角：α=60°；柵條寬度：s=0.01m；格柵間隙：e=0.02m；柵前部分長度：0.5m；柵前水深：h=0.4m；柵前流速：v1過柵流速：v2=0.8m/s；4.1.2設(shè)備尺寸計(jì)算格柵設(shè)計(jì)簡圖如圖4所示。圖4格柵計(jì)算簡圖（1）過柵流量Q1：Q1=（2）格柵的間隙數(shù)量n：n=Q1sin（3）格柵的建筑寬度B：B=sn-1+en=0.01×（27取柵槽間b=0.5m，所以格柵總寬度為0.80設(shè)進(jìn)水渠道B1=0.5m，漸寬部分展開角則進(jìn)水渠道漸寬部位置的長度l1：l1=B?B1（5）閘門槽和出口通道之間連接的減少長度：l2（6）格柵的水頭損失h1ξ為阻力系數(shù)，矩形斷面ξ=2.42。通過格柵的水頭損失h1：?0?1（7）柵后槽總高度H（h2為柵前超高，設(shè)h2=0.3m）：H=?（8）格柵總建筑長度L：L=（9）每日柵渣量：當(dāng)格柵間隙在16mm～25mm內(nèi)，柵渣量WW=根據(jù)上述計(jì)算，選用機(jī)械清渣。本設(shè)計(jì)擬采用共四臺(tái)GSLY-300回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)，該設(shè)備的產(chǎn)品規(guī)格如表4所示。表4GSLY-300回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)產(chǎn)品規(guī)格4.2提升泵房4.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)水流量：Qmax4.2.1設(shè)計(jì)計(jì)算（1）集水池容積計(jì)算設(shè)計(jì)集水池容積相當(dāng)于一臺(tái)水泵6min的流量，則：W=有效水深采用2m，則集水池面積為：F=集水井保護(hù)水深取0.3m，實(shí)際水深H：H=（2）進(jìn)出水管徑根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：進(jìn)水管設(shè)計(jì)流速為1.0~1.2m/s；出水管設(shè)計(jì)流速為1.5~2.0m/s。R=進(jìn)水管半徑R1：當(dāng)u=1.0m/s時(shí)，R=當(dāng)u=1.1m/s時(shí)，R=當(dāng)u=1.2m/s時(shí)，R=取R=0.63m核算：u=QπR2出水管半徑R2：當(dāng)u=1.5m/s時(shí)，R=當(dāng)u=1.8m/s時(shí)，R=當(dāng)u=2.0m/s時(shí)，R=取R=0.50m核算u=QπR滿足1.5-2.0m/s的要求，因此取R=0.50m。（3）沿程阻力損失L假設(shè)處理廢水的物理性質(zhì)與20℃的水相近，則：ρ本設(shè)計(jì)選擇進(jìn)出水管的材料為新的無縫鋼管，則取△=0.1mm進(jìn)水管：Re1為紊流，則還需判別阻力區(qū)域：Re=5.43(Re=603(故流動(dòng)處于紊流過渡區(qū)。用公式λ=0.11(?λ=0.11(假設(shè)進(jìn)水管長為2.0m，則：L出水管：Re2為紊流，則還需判別阻力區(qū)域：Re=5.43(Re=603(故流動(dòng)處于紊流過渡區(qū)。用公式λ=0.11(?λ=0.11(假設(shè)出水管長為18m，則：LL（4）局部阻力損失及其他阻力損失假定自由水頭為1m。泵站外水頭損失分為沿程損失Σ?f和局部損失Σh1.3Σ總出水管流量為：Qmax=1389選用管徑為450mm的鑄鐵管，查表得：v=2.14m/s，1000最小流量核算：當(dāng)有3臺(tái)泵運(yùn)行時(shí)，Q=115L/s，v=0.73m/s>0.7m/s設(shè)總出水管中心埋深為0.9m，泵站外管線總長度為：l則泵站外壓水管水頭損失為：1.3Σ（5）總水頭損失：Σh=0.0418+2.06+1=3.102m（6）選泵：根據(jù)上述計(jì)算，選用4臺(tái)KSW型臥式離心泵，3用1備。最大流量可達(dá)到1400m3/h，揚(yáng)程范圍為5～135m。每臺(tái)泵尺寸約為0.5m×0.5m×1.8m，則泵房尺寸設(shè)置為：長×寬×高=3.0m×7.0m×7.0m。4.4曝氣沉砂池4.4.1設(shè)計(jì)概述一般沉砂池的砂粒中約有百分之十五的有機(jī)物質(zhì)，增大了砂粒的后續(xù)處理難度。曝氣沉淀池由于可以從池的一側(cè)通入空氣，且可以自我控制曝氣量的大小，從而有效地控制污水的流量，使污染物去除效果更加穩(wěn)定，受流量變化的影響也更小。4.4.2設(shè)計(jì)參數(shù)（1）旋流速度：v1=0.25~0.3m/s。（2）水平流速：0.1m/s。（3）最大小時(shí)流量的停留時(shí)間：1~3min。（4）有效水深：2~3m（5）寬深比為1~1.5。（6）污水所需曝氣量為0.1~0.2m4.4.3設(shè)計(jì)計(jì)算曝氣沉沙池計(jì)算圖如圖5所示。圖5曝氣沉沙池計(jì)算圖（1）池容V（有效容積，m3）：V=Q式中Qmax——最大設(shè)計(jì)流量，m3t——最大設(shè)計(jì)流量HRT，min，取t=2min。V（2）水流斷面積A（m2）：A=Q式中，v1——最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速（m/s），一般取A=（3）池寬B（m）：B=A式中h2——設(shè)計(jì)有效水深（m），取h2B=（4）每個(gè)池子寬度b(m)，取n=2格，則b=寬深比：基本滿足要求。（5）池長L(m)：L=V（6）每小時(shí)所需空氣量q(m3/h)：q=dQ式中d——廢水處理所需空氣量，m3，取d=0.2則q=0.2×0.75×3600=540貯砂斗所需容積V0（m3）：砂斗沿池長為梯形橫截面通道，砂斗體積V式中a——沉砂斗上頂寬，m；a1——沉砂斗下底寬，m，取a1h3——斗高，m，取h3坡度i=0.1~0.5砂斗側(cè)壁和水平面夾角α≥55°；則a=2?沉砂斗容積V0（m3）V0沉砂池總高度H（m）：取超高h(yuǎn)1H=4.5厭氧池/缺氧池/好氧MBR膜池4.5.1設(shè)計(jì)概述A2/0脫氮除磷工藝A2/0脫氮除磷工藝流程如圖6所示。是厭氧、缺氧、好氧組合工藝。圖6A2/O脫氮除磷工藝膜生物反應(yīng)器（MBR）膜生物反應(yīng)器（MembraneBioreactor，簡稱MBR）成功將活性污泥廢水生物處理系統(tǒng)和膜分離組合起來，達(dá)到了更好的水處理效果。該工藝最早出現(xiàn)于1969年，至今已有40年的歷史。（1）類別根據(jù)膜的位置差異，將膜生物反應(yīng)器分為一體化膜生物反應(yīng)器和分離型膜生物反應(yīng)器，其模式見圖7。圖7膜生物反應(yīng)器（MBR）MBR中的分離膜可以是微濾膜，也可以是超濾膜，采用何種膜主要依據(jù)設(shè)計(jì)出水水質(zhì)而定。采用微濾膜可以獲得較大的膜通量且跨膜壓差較低，膜的清洗較容易，不僅節(jié)省建設(shè)投資，而且運(yùn)行費(fèi)用也較低，但是出水水質(zhì)略差。采用超濾膜可以獲得較高的出水水質(zhì)，但是膜通量較小，需要較多的膜和較大的操作壓力，膜的清洗較困難，意味著建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行成本均較高。通常，MBR所使用的膜其孔徑在0.1~0.4μm之間。由于平板膜組件的裝填密度較低，因此膜池占用空間較大，該部分應(yīng)為好氧池的一部分，在工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮在內(nèi)[15]。（2）特點(diǎn)由于泥和水的分離采用了膜分離技術(shù)，使得MBR有兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。一是水質(zhì)好，采用超濾膜時(shí)，出水中無懸浮物，從而大大降低COD、BOD等指標(biāo)。二是節(jié)約用地，因?yàn)橛袡C(jī)物不隨廢水流失，因此可以大大提高生化池中的污泥濃度，很大程度上減少污泥體積。與膜生物反應(yīng)器相組合的工藝種類十分豐富，不論是與AAO工藝還是其他生物反應(yīng)池組合，都可以起到良好的生化處理作用，MBR有很大的發(fā)展空間和前景。（3）設(shè)計(jì)要點(diǎn)MBR工藝設(shè)計(jì)沒有統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)作為參考，可以依據(jù)生產(chǎn)商提供的技術(shù)手冊(cè)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。膜生物反應(yīng)器在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮一下幾點(diǎn)：①為保持產(chǎn)水量長期穩(wěn)定，膜通量設(shè)計(jì)值應(yīng)采用下限。②污水中的SiO2對(duì)膜的傷害極大，因此不能使用含有SiO2的藥劑，如助凝劑、水玻璃等。若要達(dá)到消泡效果，可以替換選用高級(jí)乙醇系列消泡劑。③聚合物絮凝劑（如聚丙烯酰胺（PAM））盡量不要在前期使用，因?yàn)槲礉饪s的聚合物絮凝劑也可能會(huì)干擾穩(wěn)定運(yùn)行。④MBR在出水時(shí)污泥會(huì)在膜表面聚集形成泥層導(dǎo)致出水負(fù)壓增大。為促進(jìn)聚集在膜表面的泥層在曝氣的作用下脫落，MBR在持續(xù)出水一段時(shí)間后需要短時(shí)間停止出水。當(dāng)抽吸泵停止運(yùn)行時(shí)，由于虹吸作用或重力作用，出水并不能立即停止，膜表面的泥層無法脫落。因此在出水管路上應(yīng)加設(shè)電磁閥，當(dāng)抽吸泵停止運(yùn)行時(shí)關(guān)閉出水閥。⑤MBR需要定期進(jìn)行在線或離線化學(xué)清洗，化學(xué)清洗方式和周期應(yīng)遵從設(shè)備供應(yīng)商的有關(guān)說明。4.5.2設(shè)計(jì)計(jì)算（1）判別水質(zhì)BOD5/TN=180/50=3.6，BOD5/TP=180/5=36＞17，滿足設(shè)計(jì)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（G工藝模式AAO-MBR工藝模式如圖8所示。圖8AAO-MBR工藝模式圖（3）設(shè)計(jì)流量構(gòu)筑物流量以平均時(shí)流量為準(zhǔn)，平均時(shí)流量QaQ（4）膜組件數(shù)量圖9膜組裝置圖表5裝置規(guī)格尺寸產(chǎn)水量/（m3/d）長度L/mm寬度W/mm高度H/mm5002110+10810+102600+1010004010+10810+102600+10某膜產(chǎn)品生產(chǎn)商提供的設(shè)計(jì)參數(shù)如表6所示：表6膜組件設(shè)計(jì)參數(shù)膜組件尺寸為：長2.11m，寬0.81m，高2.6m。運(yùn)行方式為連續(xù)出水十五分鐘，間歇三分鐘。膜組件產(chǎn)水量qs=500mn=好氧池分為2格，每格設(shè)膜組件數(shù)量50個(gè)，共計(jì)100個(gè)。每個(gè)好氧池中膜組件排列方式5列，10排。為方便安裝和維修，膜組件列間距0.8m，排間距0.4m，與池壁間距0.8m。單格好氧池寬度：B=5×0.81+6×0.8=單格好氧池長度：L生物池平均水深H1=5m，好氧池容積VV0（5）工藝參數(shù)復(fù)核①好氧池水力停留時(shí)間：HR②BOD容積負(fù)荷：N式中S0——好氧池進(jìn)水BOD5濃度。③污泥齡θc本設(shè)計(jì)中污水最低溫度T=10℃，出水氨氮NH3?N≤1.5mg/L，好氧池溶解氧O2=2mg/L則硝化速率μN(yùn)：μ=0.47=0.089（d-1）設(shè)計(jì)安全系數(shù)K=2.5。則污泥齡θc：θ④好氧池污泥濃度好氧池中活性污泥揮發(fā)比fx=0.8，產(chǎn)率系數(shù)Y=0.6，污泥衰減系數(shù)Kd=0.05；進(jìn)水生化需氧量S0=100mg/L，出水BOD5XMLSS濃度：X=⑤確定回流比進(jìn)水TN濃度N0=25.2mg/L，出水T回流比R：R=N設(shè)計(jì)值取R=200%。其中，厭氧池回流比R1=100%，缺氧池回流比R2=100%。⑥厭氧池污泥濃度：XA1⑦缺氧池污泥濃度：XA2（6）厭氧池計(jì)算厭氧池停留時(shí)間HRTA1=1.5h，厭氧池容積VVA1厭氧池分為2格，每格寬7.5m，水深同好氧池，池長LA1：LA1（7）缺氧池計(jì)算缺氧池進(jìn)水N0=8.7mg/L，出水則缺氧池容積VA2：V=24×2083=875.6（m3）缺氧池分為2格，寬深同好氧池，缺氧池長度為：LA2缺氧池水力停留時(shí)間：HRT生物池總水力停留時(shí)間：HRT=HRT（8）曝氣量計(jì)算在A2/O系統(tǒng)中，溶解氧的需氧量由有機(jī)物降解需氧量、氨氮硝化需氧量和硝態(tài)氮反硝化需氧量組成，其中反硝化需氧量為負(fù)值。①有機(jī)物碳化需氧量O1：O1=1.47Q(②氨氮硝化需氧量O2：5340（kg/d）其中NH0、NHe是指進(jìn)出水氨氮濃度，mg/LQ——日處理水量，m3/d。③反硝化需氧量O3：④生物池需氧量O：⑤按生物反應(yīng)需要計(jì)算曝氣量。標(biāo)準(zhǔn)需氧量與設(shè)計(jì)需氧量之比為1.6，曝氣器采用穿孔管曝氣設(shè)備，氧轉(zhuǎn)移效率EA為7%，按生物反應(yīng)需要計(jì)算的曝氣量Qqs：⑥按膜需要計(jì)算曝氣量。膜組件面積f=1372m2，曝氣強(qiáng)度qq設(shè)計(jì)曝氣量按膜需要量確定。MBR反應(yīng)池平面示意圖如圖10所示。圖10MBR反應(yīng)池平面示意（單位：mm）4.6二沉池4.6.1設(shè)計(jì)概述本設(shè)計(jì)擬采用輻流式沉淀池，應(yīng)用機(jī)械刮泥器清除沉積在池底的污泥。二沉池剖面示意圖見圖11。圖11二沉池剖面示意圖4.6.2設(shè)計(jì)參數(shù)（1）設(shè)計(jì)最大流量：Qmax設(shè)計(jì)表面負(fù)荷：q=2.0混合液懸浮固體濃度：X=3.0kg/m34.6.3設(shè)計(jì)計(jì)算（1）沉淀部分水面面積采用池?cái)?shù)n=2，則：F=（2）沉淀池直徑：D=（3）校核堰口負(fù)荷：單池設(shè)計(jì)流量：Qq符合要求。（4）校核固體負(fù)荷：取回流比為50%，則G=24（5）沉淀池部分有效水深：設(shè)沉淀時(shí)間t＝3h，則h（6）較核池徑水深比：D位于6~12之間，符合要求。（7）污泥區(qū)容積：V則每個(gè)沉淀池污泥區(qū)的容積：

V（8）污泥區(qū)高度①污泥斗高度：設(shè)池底徑向坡度為i=0.05，污泥斗底部直徑D2=1.5m，上部直徑D?V②圓錐體高度：?VV=(可見池內(nèi)有足夠的容積)污泥區(qū)的高度：?4（9）沉淀池總高度：取超高為h1=0.3m，緩沖池高度為hH=?（10）中心進(jìn)水導(dǎo)流筒：進(jìn)水D0=700mm，單池最大流量則進(jìn)水管流速v0v中心進(jìn)水導(dǎo)流筒內(nèi)流速v1=0.5m/s，導(dǎo)流筒直徑D中心進(jìn)水導(dǎo)流筒設(shè)4個(gè)出水孔，出水孔尺寸為：B×H=0.35m×0.7m則出水孔流速v2v（11）穩(wěn)流筒穩(wěn)流筒的主要作用是平穩(wěn)水流，以免將沉淀的物質(zhì)卷起，影響處理效果。本次設(shè)計(jì)取v3=0.03m/s，穩(wěn)流筒內(nèi)水流面積f=(1+R)穩(wěn)流筒直徑為：D4（12）驗(yàn)算二沉池表面負(fù)荷二沉池有效沉淀區(qū)面積A為：A=二沉池實(shí)際表面負(fù)荷q'q（13）出水部分設(shè)計(jì)設(shè)置5個(gè)集水槽，單個(gè)集水槽流量：q①出流堰取出水堰負(fù)荷q''L=采用堰口角度θ=90°的自由出流三角堰，每米堰板設(shè)五個(gè)堰板。則每個(gè)堰口出流量：q=堰上水頭：?三角堰個(gè)數(shù)n：n=三角堰中心距：L②單池最大流量q0=0.058mQ則集水槽寬B為：B=0.9Q③集水槽深度集水槽臨界水深：?集水槽起端水深：?設(shè)出水槽自由跌落高度h2?=?1+?2+4.7污泥濃縮池設(shè)計(jì)污泥濃縮池用于減少污泥體積，從而后續(xù)泥漿管徑和脫水壓力也得到相應(yīng)減小，在經(jīng)濟(jì)性上十分有必要。4.7.1設(shè)計(jì)概述本設(shè)計(jì)采用氣浮濃縮池濃縮活性污泥。剩余污泥量為900m3/d，含水率為99.5%，污泥濃度為5g/L，污泥溫度為20℃。將濃縮后的污泥濃度降到4.7.2設(shè)計(jì)計(jì)算采用出水部分回流加壓氣浮濃縮工藝。加壓水回流量：Q=900因此適合選用矩形氣浮池。由于污泥濃度較低，所以取氣固比SA=0.02。查表6可知，當(dāng)空氣溶解度CS=18.7mL/L，空氣容重則加壓水回流量：Q==115.05回流比：R=總流量：Q氣浮池表面積：取固體負(fù)荷M=2.2kg/mA=設(shè)氣浮池長寬比L/B=3/1，則氣浮池池寬為：B=氣浮池池長：L=3過水?dāng)嗝婷娣e設(shè)水平流速v=4mm/s=14.4m/h，則過水?dāng)嗝婷娣e：ω（6）氣浮池有效水深浮動(dòng)停留時(shí)間取決于氣浮池的有效水深，據(jù)此查圖12，在氣浮污泥固體含量為4%時(shí)，氣浮停留時(shí)間為60min，考慮1.5的安全系數(shù)，設(shè)計(jì)停留時(shí)間T=90min，則圖12氣浮停留時(shí)間與氣浮污泥濃度的關(guān)系（7）氣浮池總高H超高取0.3m，刮泥機(jī)高度0.3m，則（8）容器罐容積一般加壓水停留時(shí)間為1～3min，設(shè)計(jì)采用3min?；亓魉浚喝軞夤奕莘e：溶氣罐直徑：高度=1：（2～4），若直徑1.5m，則高度3.13m。4.8污泥脫水車間4.8.1設(shè)計(jì)概述設(shè)計(jì)選用板框壓濾機(jī)進(jìn)行污泥脫水。脫水后的污泥外運(yùn)處理。污泥脫水車間的尺寸為13m×6m×3m。4.8.2設(shè)計(jì)計(jì)算污泥濃縮后污泥量Q0=W0/C0=900×59=500m3/d，采用化學(xué)調(diào)節(jié)預(yù)處理，投加10%的石灰，7%的鐵鹽，f=1+10100+7100=1.17若每天工作兩班，即16h，則每小時(shí)污泥量為：Q'=Q故采用兩臺(tái)XZ100/1250-300型板框壓濾機(jī)，一用一備。板框壓濾機(jī)技術(shù)參數(shù)如下：①過濾面積：100m2；②濾板尺寸1250mm×1250mm；③濾餅厚度：30mm；④濾室容積：1468L；⑤濾板數(shù)量：30；⑥過濾壓力：≥0.6Mpa；⑦電機(jī)功率：4.0kW；⑧外形尺寸長×寬×高：5020mm×1800mm×1600mm。4.9排水和排泥4.9.1排水濃縮后池中上清液通過重力排出，再通過溢流管進(jìn)入消毒池。消毒池處理后的廢水排入附近河流。4.9.2排泥采用重力管道輸送濃縮后污泥，管道坡度為i=0.01，采用管徑為200mm的塑料管，泵抽送入壓濾機(jī)進(jìn)行脫水處理。4.10消毒池采用液氯消毒。4.10.1設(shè)計(jì)參數(shù)（1）投加量生活污水經(jīng)過一級(jí)處理時(shí)，需要15~25毫克每升的量。經(jīng)過二級(jí)處理時(shí)僅需5~10毫克每升。（2）混合池混合時(shí)間為5~15秒。有機(jī)械混合、管道混合等多種方法。（3）消毒時(shí)間從溶和時(shí)開始計(jì)算需要30分鐘，才能使處理后剩余量不低于0.5mg/L。4.10.2設(shè)計(jì)計(jì)算采用加氯量a=7g/m3水。倉庫儲(chǔ)量按15d計(jì)算。接觸池容積計(jì)算（1）有效容積：V=50000×1.3/24×30/60=1354.2m3，設(shè)兩座池子，采用隔板式接觸反應(yīng)池。（2）有效水深取h=4m，則表面積A=169.3m2。（3）隔板間隔b=4m，采用2個(gè)，則廊道總寬B=（2+1）×4=12m取池寬12m，池長16m。實(shí)際消毒池容積：V=BLh=12×16×2×4=1536m3>1354.2m3總池深H為（超高為0.3m）：H=加氯間計(jì)算（1）加氯量：Q=50000/24×7/1000=14.6kg/h（2）儲(chǔ)氯量：W=15×24×14.6=5256kg選擇兩臺(tái)落地柜式真空加氯機(jī)，投加量為20kg/h，1用1備。適合水壓為14Pa，可處理50m3/h的污水。加氯間和氯庫加氯間和氯庫建在一起。設(shè)置氯庫長寬高分別為9.6m、9m、4.5m；加氯間長寬高分別為4.5m、9m、4.5m。氯庫外設(shè)置事故池，池中每日儲(chǔ)水，水深一點(diǎn)五米。加氯系統(tǒng)的電氣控制柜和自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)置在值班控制室中。為了便于觀察，值班室和氯化室之間設(shè)置了觀察窗和連接門。加氯間和氯庫的通風(fēng)設(shè)備根據(jù)前文的設(shè)計(jì)安排，加氯間的總?cè)莘e：V氯庫容積：V加氯間和氯庫各安裝一臺(tái)LF-65DC系列貫流風(fēng)機(jī)，風(fēng)速分配比較均勻，能起到快速通風(fēng)換氣的效果，避免因意外吸入有害氣體產(chǎn)生危險(xiǎn)。5污水廠總體布置5.1主要構(gòu)（建）筑物與附屬建筑物5.1.1格柵及泵房本設(shè)計(jì)選用機(jī)械清渣，采用共四臺(tái)GSLY回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)清渣，3用1備，選用型號(hào)為GSLY-300（柵條間隙為20mm規(guī)格，處理流量11500~23000m3/d）。5.1.2提升泵房選用4臺(tái)KSW型臥式離心泵，3用1備。最大流量可達(dá)到1400m3/h，揚(yáng)程范圍為5～135m。每臺(tái)泵尺寸約為0.5m×0.5m×1.8m，則泵房尺寸設(shè)置為：長×寬×高=3.0m×7.0m×7.0m。5.1.3沉砂池沉砂池可以有效去除泥沙等大分子的無機(jī)顆粒，既方便了后續(xù)污水處理，也避免了設(shè)備的損害。本次設(shè)計(jì)在生物處理工藝之前設(shè)置曝氣沉砂池，沉砂池尺寸設(shè)置為：長×寬×高=12.0m×3.75m×3.1m。具體數(shù)據(jù)見表9。表9曝氣沉砂池參數(shù)項(xiàng)目流速(m/s)長度L(m)水流斷面積A(m2)沉砂斗所需容積V（m3）池總高度H(m)池?cái)?shù)數(shù)值0.25127.510.221為了工作人員安全設(shè)有欄桿。5.1.4厭氧池主要用于厭氧釋磷。厭氧池分為2格，尺寸設(shè)置為：長×寬×高=10.0m×7.5m×5.0m。5.1.5缺氧池缺氧池分為2格，尺寸設(shè)置為：長×寬×高=9.9mⅹ8.85mⅹ5m。5.1.6好氧MBR膜池好氧池分為2格，每格設(shè)膜組件數(shù)量50個(gè)，共計(jì)100個(gè)。每個(gè)好氧池中膜組件排列方式5列，10排。單格好氧池尺寸設(shè)置為：長×寬×高=26.3m×8.85m×5m。5.1.7二沉池本次設(shè)計(jì)采用輻流式沉淀池，設(shè)置了刮泥機(jī)定期清除池底污泥。具體尺寸見表10。表10二沉池尺寸項(xiàng)目沉淀池直徑有效水深污泥區(qū)容積污泥區(qū)高度池總高度數(shù)值29.4m3m127.0m31.96m5.76m5.1.8污泥濃縮池本設(shè)計(jì)采用氣浮濃縮池，濃縮來自好氧MBR膜池、輻流式沉淀池的污泥，但主要是以二沉池的污泥為主。污泥濃縮池尺寸設(shè)置為：長×寬×高=15.5mⅹ5mⅹ2.625m，具體參數(shù)如表12。表12氣浮濃縮池參數(shù)氣浮池面積回流比R氣浮池尺寸氣浮池總高H濃縮前污泥含水率濃縮前污泥含水率75m2.515.5×5×2.6253.22599%97%5.1.9消毒池設(shè)置消毒池的目的是為了使出水更加干凈，滿足部分生產(chǎn)生活用水的要求。生活污水經(jīng)過生化處理后，水質(zhì)得到了明顯的改善，再經(jīng)過消毒池處理，可以有效降低細(xì)菌含量。本次設(shè)計(jì)采用液氯消毒。接觸池池寬為12m、池長16m、池深4.3m。氯庫長寬高分別為9.6m、9m、4.5m；加氯間長寬高分別為4.5m、9m、4.5m。5.1.10污泥脫水車間采用兩臺(tái)XZ100/1250-300型板框壓濾機(jī)進(jìn)行污泥脫水，一用一備。脫水后的污泥外運(yùn)處理。污泥脫水車間的尺寸為：長×寬×高=13m×6m×3m。5.2高程布置一般污水流過水處理構(gòu)筑物時(shí)的水頭損失如表13所示：連接管道（溝渠）的沿程損失和計(jì)量、管件等的局部損失可按照水力學(xué)原理計(jì)算。高程計(jì)算見表14。表14高程布設(shè)管渠及構(gòu)筑物名稱管渠設(shè)計(jì)參數(shù)水頭損失水面標(biāo)高Q(L/s)D(mm)i(m/m)v(m/s)L(m)沿程(m)局部(m)構(gòu)筑物(m)合計(jì)(m)上游(m)下游(m)消毒池至出水口11576000.0042.001660.660.20-0.860.40-0.54消毒池0.300.300.700.40二沉池至消毒池11577000.0042.00580.030.07-二沉池0.300.301.10.8好氧MBR膜池至二沉池1935000.0041.30520.110.06-0.171.271.1好氧MBR膜池0.400.401.671.27缺氧池至好氧MBR膜池2895000.0041.4540.020.01-0.031.71.67缺氧池0.300.302.01.7厭氧池至缺氧池2895000.0041.45280.110.03-厭氧池0.300.302.442.14沉砂池至厭氧池2895000.0041.45220.090.03-0.122.562.44沉砂池0.300.302.862.56泵房至沉砂池5798000.0041.6880.030.01-0.042.92.86續(xù)表12管渠及構(gòu)筑物名稱管渠設(shè)計(jì)參數(shù)水頭損失水面標(biāo)高Q(L/s)D(mm)i(m/m)v(m/s)L(m)沿程(m)局部(m)構(gòu)筑物(m)合計(jì)(m)上游(m)下游(m)泵房提升6m-3.12.9格柵至泵房11574000.0042.0010.000.00-0.00-3.1-3.1格柵0.100.10-3.0-3.1進(jìn)水口至格柵1934000.0041.30300.120.04-0.16-2.84-3.0前后構(gòu)筑物高程逆差可作為污水提升泵的揚(yáng)程，再由污水流量去選擇泵的型號(hào)。6技術(shù)投資及運(yùn)行費(fèi)用6.1費(fèi)用構(gòu)成費(fèi)用由建筑安裝工程費(fèi)、設(shè)備及工器具購置費(fèi)、工程建設(shè)其他費(fèi)、基本預(yù)備費(fèi)等構(gòu)成。采用定額計(jì)價(jià)的方式。6.2土建工程費(fèi)費(fèi)用組成見表15。表15土建工程費(fèi)項(xiàng)目內(nèi)容規(guī)格以及材料數(shù)量單價(jià)（萬元）總價(jià)（萬元）1曝氣式沉砂池12m×1.875m×3.1m22004002厭氧池10m×7.5m×5m23006003缺氧池36.4m×8.85m×5m23006004好氧MBR膜池26.3m×8.85m×5m280016005二沉池Φ29.4m，H=5.76m22004006氣浮池15m×5m×3.225m11001007消毒池16m×12m×4m22004008污水泵房-11001009配電所、機(jī)修廠40m×20m×5m120020010集水井-1505011污泥泵房15m×12m×5.5m120020012辦公樓30m×20m×5m140040013停車場40m×20m1200200土建小計(jì)52506.3設(shè)備購置及安裝費(fèi)用費(fèi)用組成見表16。表16設(shè)備購置及安裝費(fèi)用項(xiàng)目費(fèi)用分級(jí)項(xiàng)目內(nèi)容項(xiàng)目費(fèi)用（萬元）項(xiàng)目工程計(jì)劃費(fèi)用項(xiàng)目費(fèi)用設(shè)備到場費(fèi)用設(shè)備費(fèi)用機(jī)械設(shè)備費(fèi)用格柵300污水提升泵200鼓風(fēng)機(jī)100污泥回流泵100污泥泵100轉(zhuǎn)蝶式氧化溝曝氣機(jī)500板框壓濾機(jī)400管件、閥門100刮泥機(jī)300加氯機(jī)50通風(fēng)軸流風(fēng)機(jī)300漏氯探測器50合計(jì)2500涂料2500×5%=125儀器、儀表50電力設(shè)備專用電源變壓器50配電裝置50照明50動(dòng)力柜2500×0.1=250自動(dòng)控制信號(hào)傳遞和變換700控制系統(tǒng)顯示、記錄、報(bào)警、聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)備品備件200合計(jì)3975包裝運(yùn)輸3975×6%=238.5安裝費(fèi)用3975×15%=596.25技術(shù)費(fèi)用3975×2.5%=99.375設(shè)計(jì)和服務(wù)費(fèi)用3975×10%=397.5合計(jì)5306.63不可預(yù)計(jì)費(fèi)用5306.63×10%≈530.7合計(jì)5837.336.4其他費(fèi)用費(fèi)用組成見表17。表17其他費(fèi)用項(xiàng)目內(nèi)容項(xiàng)目費(fèi)用（萬元）建設(shè)單位管理費(fèi)70生產(chǎn)職工培訓(xùn)費(fèi)80勘察費(fèi)70前期工作及環(huán)境評(píng)價(jià)費(fèi)50供電貼費(fèi)60施工機(jī)械遷移費(fèi)70設(shè)計(jì)費(fèi)及預(yù)算編制費(fèi)100合計(jì)5006.5建設(shè)工程總概算建設(shè)工程總概算包括工程費(fèi)用項(xiàng)目和其他費(fèi)用項(xiàng)目組成，工程費(fèi)用項(xiàng)目含有建筑安裝工程費(fèi)、設(shè)備、工器具購置費(fèi)。該項(xiàng)目建設(shè)工程總概算見表18。表18總概算表工程及費(fèi)用名稱項(xiàng)目費(fèi)用（萬元）第一部分：建筑工程費(fèi)土建工程5250衛(wèi)生工程50工業(yè)管道工程300電氣照明設(shè)備工程100特殊構(gòu)筑物工程30合計(jì)5730第二部分：設(shè)備購置及安裝費(fèi)用合計(jì)5837.33第三部分：其他費(fèi)用合計(jì)500第四部分：預(yù)備費(fèi)基本預(yù)備費(fèi)（5730+5837.33+500）×8%=965.4建設(shè)期貸款利息100固定資產(chǎn)投資方向調(diào)節(jié)稅200鋪地流動(dòng)資金300總投資13632.76.6運(yùn)行成本分析污水的處理成本包括污水處理和污泥處理與