中水方案-MBR

1、博物馆中水回用项目设计方案（MBR法）编制单位： 北京兴达泽京设备安装有限公司日 期： 2012 年 9 月 10 日 北 京 兴 达 泽 京 设 备 安 装 有 限 公 司目录1. 工程简介11.1设计处理规模11.2设计进出水水质11.3设计依据21.4设计原则31.5 工程范围32 中水工艺选择42.1工艺选择的原则和要求42. 2 工程水处理工艺选择42.2.1生化处理技术42.2.2 物化处理技术52.2.3 膜分离处理技术52.2.4 本工程所选方案62.2.5工艺流程图73功能介绍83.1 人工格栅83.2 综合污水调节池83.3 MBR反应器83.4 回用水池93.5安全防护（

2、施工时管道安装工艺要求）104设备以及构筑物清单114.1 设备清单114.2 构筑物清单125 配电量以及药剂量1221. 工程简介所谓“中水”是指水质介于上水与下水之间的水，主要指生活污水和部分工业废水经过处理后达到一定的水质标准，可以在一定范围内重复使用的杂用水。中水回用具有极高的社会效益和环境效益，它一方面可以减少环境排污量，减少环境污染；另一方面它又能减少对水资源的开采，对我国长远的国民经济发展具有深刻的意义。本工程为周口店北京人遗址博物馆新馆生活污水回用工程。范围属于杂排水回用。1.1设计处理规模本工程设计处理水量为3m³/h，每日系统运行10小时。1.2设计进出水水质1

3、 原水水质中水源水为杂排水。来水水质参考下表，具体如下：指标pHBOD5（mg/L）COD（mg/L）SS（mg/L）数值691503002002 出水水质经处理后的中水水质应符合国家标准城市污水再生利用 城市杂用水水质（GB/T 18920）的规定。城市污水再生利用 城市杂用水水质（GB/T 18920）1.3设计依据² 北京市中水设施建设管理试行办法；² 关于加强中水设施建设管理的通知² 建筑给水排水设计规范GB50015-2003² 室外排水设计规范GB50014-2006² 低压配电设计规范GB50054-95² 建筑中水设计

4、规范GB50336-2002² 城市区域环境噪声标准GB3096-93² 污水再生利用工程设计规范GB50335-2002² 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范GB50242-2002² 城市污水再生利用城市杂用水水质GB/T18920-2002² 污水综合排放标准GB8978-1996 ² 鼓风曝气系统设计规程CECS97:971.4设计原则1.依据施工地点整体设计进行局部深化设计。2.严格执行环境保护的各项规定，确保经处理后水质达到有关标准。3.采用技术先进，运行可靠，操作管理简单的工艺，使先进性和可靠性有机地结合起来。4.采

5、用目前国内成熟先进技术，尽量降低工程投资和运行费用。5.平面布置和工程设计时，布局力求合理通畅，尽量节省占地。1.5 工程范围本工程工程设计范围是：污水入口由污水管道直接入污水处理站调节池，排放口以设备外一米处为交接点。2 中水工艺选择我公司根据在水处理及中水回用领域近几十年来总结的经验和向国际学习交流得来的经验与技术，结合本工程原水水质特点及排水水质要求，设定以下的工艺设计。2.1工艺选择的原则和要求为了保证工艺的科学性、有效性和可靠性，本方案工艺选择的指导思想是，尽量采用经过实践检验、去除效果可靠、运转稳定、易于控制的技术。同时，在工艺参数的选择、流程组合等方面力求准确合理，符合本工程的特

6、点。工艺选择中的另一个重要因素是费用。在保证工程质量和处理效果的前提下，除了尽可能减小投资以外，还将考虑节能降耗，降低运转费。相对于日常经营而言，污水处理设备属配套设施。从控制成本、提高管理水平的角度上讲，在水处理设备建成投入使用以后，不应投入过多的人力和物力在日常运转、管理和维修上。有鉴于此，本工程可以采用工艺先进的、处理效果有保证的、设备故障率低的、操作管理方便的污水处理工艺。因此，在本方案的制定过程中，包括在将来的深化设计过程中，我方将始终坚持把设施的运行可靠性摆在首要的位置。2. 2 工程水处理工艺选择 根据国内外中水处理技术的发展和工程实践，以生活污水为处理对象的水处理工艺主要有三种

7、：2.2.1生化处理技术生物处理技术就是利用微生物来分解污水中的有机物，常用的工艺主要有：活性污泥法，例如，完全混合曝气法、延时曝气法、深井曝气法、纯氧曝气法、氧化沟、两级活性污泥法以及序批式活性污泥法(SBR法)、ICEAS法等。生物膜法，例如，生物接触氧化法、生物转盘、生物滤池等。传统的活性污泥法(完全混合曝气法)已使用多年，应用面较广，具有较成熟的设计参数和运行管理经验，但完全混合曝气法生物负荷率较低，曝气时间长，污泥产量高，易产生污泥膨胀，占地面积较大。延时曝气法、深井曝气法和纯氧曝气法都是传统活性污泥法的改进，通过改变曝气方式提高生物负荷率，减少剩余污泥产量。但延时曝气法曝气时间长，

8、占地面积大；深井曝气法施工困难，动力消耗较大；纯氧曝气法以纯氧作为气源，运行费用高，管理复杂，一般很难被用户接受。目前，在我国生活污水和中水工程多采用生物接触氧化法进行处理。生物接触氧化法在反应器内装有填料，使反应器内污泥浓度大大高于传统的活性污泥法，因而，污泥负荷大大提高，可达0.5kgBOD5/m3.d，具有承受较高有机负荷和冲击负荷的能力，曝气时间的缩短使占地面积大大降低。由于生物膜法不存在污泥膨胀之忧，操作管理方便，因而六十年代后期，在国外得到广泛的应用和开发研究。由于填料的发展和不断推陈出新，使生物接触氧化法得到完善，使其应用更加简单、方便、可靠、高效。我国从七十年代末期开始生物接触

9、氧化法的应用研究，至今已近二十年，填料已更新换代到第五代，这不仅推动了生物接触氧化法的发展和应用，也使我国的生活污水处理和中水处理，尤其是小区生活污水处理和中水回用工程得到前所未有的发展。2.2.2 物化处理技术此工艺常涉及混凝沉淀、吸附、过滤、气浮等方法，并且常常与生物方法相结合，使水质达到预期要求。物化处理的主要优点是操作维护方便。2.2.3 膜分离处理技术此工艺常采用MBR膜生物反应器法和超滤法的形式。出水水质极好，便于实现各种自控控制，提高管理效率。但造价较高。膜生物反应器（MBR）是将膜技术应用于污水处理的一项新技术。MBR可在紧凑的空间内同时实现微生物对污染物质的降解和超滤膜对污染

10、物质的分离，而降解与分离之间又存在着协同作用，是一种高效、实用的污水处理技术。其出水中不含悬浮物，只需投加少量消毒剂避免管道的二次污染，就可以回用，实现污水的资源化。超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。2.2.4 本工程所选方案在MBR工艺中有机污染物的最终去除仍是微生物细胞新陈代谢的作用，只是超滤膜高效的固液分离强化了这种生物处理作用，

11、与常规的活性污泥法相比，既克服了常规法不可避免的弊病，又具有一系列无可比拟的优点：¨高效地进行固液分离，其分离效果远好于传统的沉淀池，出水水质良好，出水悬浮物和浊度接近于零，而且可以去除细菌、病毒等，可直接回用，实现了污水资源化。¨膜的高效截流作用，使微生物完全截留在反应器内，反应器内微生物浓度高，不存在污泥膨胀、污泥流失的问题。实现了反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(STR)的完全分离，运行控制灵活稳定。¨利于硝化细菌的截留和繁殖，系统硝化效率高。通过运行方式的改变亦可有脱氮和除磷功能。¨泥龄长，大大提高了难降解有机物的降解效率，反应器在高容积负荷

12、、低污泥负荷、长泥龄下运行，可大大减少剩余污泥排放量。¨ MBR膜生物反应器设备布置可集中可分散，具有灵活性。可实现污水就地处理，进而可以节约大量的给排水管网及泵站的费用。基于以上特点，本项目污水处理主体工艺采用膜生物反应器，在膜生物反应器前，还需设置调节池调节水量和均合水质，膜生物反应器后经消毒达到中水回用标准，进入中水池。2.2.5工艺流程图 原水人工格栅栅渣外运调节池毛发聚集器鼓风机提升泵污泥提升泵MBR 反应器膜组件清洗装置外运抽吸泵消毒装置回用水池 回用 3功能介绍 3.1 人工格栅污水首先通过细格栅再进入调节池，细格栅栅距10mm，主要用于拦截污水中大块漂浮物，以保证后续

13、处理构筑物的正常运行及减轻处理负荷，为系统的长期正常运行提供保证。栅渣作固体垃圾处理，与其他垃圾一起处置。3.2 综合污水调节池生活污水的排水特点是水质水量不均衡，日变化较大。为保持生物处理的稳定运行和处理效率，特设调节池。调节池可设置在机房内，并且在调节池内设置了预曝气装置，使污水充氧、搅拌、混合，防止悬浮物沉淀，并使部分易降解的有机物得到分解，减轻后续处理单元的处理负荷。调节池按下列规定设计：1调节池内设置预曝气装置，曝气量为0.60.9m3/m3·h；2 调节池底部应设有排泄管，池壁应设置爬梯和溢水管。调节池内设置预曝气。本工程中调节池预曝气量为2.7m³/h，调节池

14、出水经由提升泵提升进入MBR反应器。3.3 MBR反应器MBR工艺特点1、对污染物去除率高，出水水质好，基本无悬浮物。MBR中的生物相结构复杂，形成了稳定的微生态系统，剩余污泥量少。由于膜的截流作用使SRT延长，营造了有利于世代时间较长的微生物，如硝化细菌的生长环境，提高了系统的硝化能力，同时有利于提高难降解大分子有机物的处理效率，使其彻底分解。MBR曝气池的活性污泥不因出水而流失，在运行过程中，活性污泥会因进入有机物浓度的变化而变化，并达到一种动态平衡，这使系统出水稳定并耐冲击负荷。2、处理负荷高，占地面积小。膜的机械截流作用避免了微生物的流失，生物反应器内可保持高的污泥浓度，处理负荷高，污

15、泥负荷低。膜代替二沉池，减少了占地面积。3、操作管理方便。MBR实现了反应器泥龄(SRT)和水力停留时间(HRT)的彻底分离，使设计简化，易于一体化，实现自动控制。4、MBR缺点是膜通量较低，能耗较高。MBR与传统工艺生化法比较传统的生物化学法运转时必须考虑到反应速率和污泥的沉降性能。反应速率主要取决于活性污泥的浓度，污泥浓度高，则反应速度就快。但考虑到二沉池不能过大，所以活性污泥的浓度就不能太大，从而影响了反应速率。污泥的沉降性能则取决于曝气池的运行条件，严格控制曝气池的操作条件是首要，因此也限制了生物化学法的分离。MBR技术正是在这样的情形下发展起来的，其原理是在污水生物处理的反应池中引入

16、膜组件，使其在一定压力下，将溶液中的大分子物质、胶体、细菌和微生物与水分离，从而达到泥水分离的目的；其处理精度可达超滤级，不会产生生化法那样难闻的气味，污泥浓度高，污泥量少，无需进行污泥处理。MBR启动方便，不必象生化法那样接种和培驯污泥。MBR操作方便。国外的研究资料表明，MBR技术作为中水处理的后处理技术，具有适应性强、对悬浮物、细菌和洗涤剂的去除率高，出水稳定等诸多优点，特别适用于回用水的处理。MBR工艺经济效益分析由于各种处理工艺的投资成本和运行成本差异较大，其运行费也不尽相同。1、 初投资：在足够大的数量前提下，由于省去了后续的依靠重力的泥水分离单元，MBR工艺的一次性设备投资低于其

17、它工艺。在本项目中，水量较小，初投资上，与生化工艺不占优势。2、 运行成本：本项目中，人工方面，需要有一人看守；在电费方面，生化法每小时需电量8.0KW，而MBR法每小时需电量6.7KW，每天运行10小时，故MBR法每天节约13KW的电量。3、 设备材料更换：生化法中，滤料、填料、曝气头每1-2年需定期更换。而 MBR中膜需要5年更换一次。随着膜技术的发展和技术的提高。更换膜成本价格也逐渐下降，出水水质提高。从以上可以看出，在综合考虑各种因素的基础上，MBR工艺与常规生物处理相比，无论经济性还是技术性，MBR都具有自身其独特的优势(出水水质良好、运行管理简单、占地面积小等)，预计我国未来的中水

18、回用领域MBR将进一步得到广泛的应用。MBR膜反应池是组件安装的载体、活性污泥生长及各种微生物繁殖的场所。大量的活性污泥为微生物附着生存提供最佳的环境。在碳源、氧气等生活条件充分的条件下微生物进行有氧呼吸，从而实现去除有机物的作用。内设曝气设备，本设计中需曝气量为72m³/h。3.4 回用水池用于贮存回用水和对出水进行消毒。3.5安全防护（施工时管道安装工艺要求）（1） 中水管道严禁与生活饮用水给水管道连接。（2） 中水管道不宜暗装于墙体和楼面内。（3） 中水管道与生活饮用水给水管道、排水管道平行埋设时，其水平净距不得小于0.5m；交叉埋设时，中水管道应位于生活饮用水给水管道下面，排水管道的上面，其净距均不小于0.15m。（4） 中水管道要采取下列防止误接、