设计题目MBR膜生物反应器处理10万

1、毕 业 设 计设计题目 MBR膜生物反应器处理10万m3/d 城市污水工艺设计 学 院 化学化工学院 专 业 环境工程（环境监测与治理） 年 级 2009级 学 号 200924104113 学生姓名 陈志鹏 指导教师 吴贤格 完成时间 201 年 月肇庆学院教务处制MBR膜反应器处理10万m³/d城市污水工艺设计陈志鹏 指导老师：吴贤格摘 要 本次毕业设计的题目是某镇10万吨/日生活污水处理的工艺设计，主要采用前置A2/O工艺加上内置式MBR膜生物反应器处理工艺。本次毕业设计的主要任务是完成该污水厂的平面布置、各个构筑物的初步设计和一些处理构筑物的施工图设计。根据论文题目要求，初步

2、设计要完成设计说明与计算书一份、污水处理厂平面布置图一张、污水处理厂工艺流程图一张以及主要构筑物设计图若干张；在主要构筑物设计图的设计中，主要是完成MBR生化处理池、MBR膜池和接触消毒池的设计。 该污水处理工程，经计算后确定规模为12.5万吨/日。进水水质见下表所示： 污水进水水质 单位：mg/L项目CODcrBOD5NH4+-NSSTN0TP0含量28016030170303本次设计所选用的是MBR膜反应器工艺，改良型A2/O工艺具有良好的脱氮除磷功能，而浸没式MBR反应器具有深度的脱氮除磷功能，能更好地处理污水。该污水厂的工艺流程如下：污水从粗格栅再到污水提升泵房，再从泵房到细格栅，然后

3、到曝气沉砂池，经过膜细格栅将毛发等细小物截留后，再进入改良型A2/O生化池，从生化池流入MBR膜池，最后经过接触消毒池消毒后排到自然水体中；而污泥的处理流程是：曝气沉砂池所截留的垃圾直接外运处置，而膜池所产生的活性污泥可以经污泥提升泵房和管道运回到生化池继续使用，膜池所产生的剩余污泥则排入到储泥池中，进入污泥脱水车间经过污泥脱水后，最后外运处置。污水处理厂的出水水质要求达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)中的一级标准之B标准。该标准的主要指标如下： 项目CODcrBOD5NH4+-NSSTN0TP0含量60201520151关键词：A2/O工艺 MBR 脱氮除磷 污水

4、处理1.1 城市污水来源及水质特点分析 城市污水来源主要包括降水或降雪时冲刷地面后进入城市管网的水。初期雨水中含有较多的污染物，但有时pH值会较低。影响降水被污染的主要因素有大气质量、气候条件、地面及建筑物环境质量等。§1.1.2 城市污水水质特点城市污水的水质在主要方面具有生活污水的一切特征。但在不同的城市，因工业的规模和性质不同，城市污水的水质也受工业废水和水量的影响而明显变化。典型的生活污水水质变化大体有一定范围，可参见表1-1。 表1-1 典型的生活污水水质示例2 指标浓度（mg/L）指标浓度 (mg/L)高中低高中低固体（TS）1200720350可生物降解部分750300

5、200溶解性总固体850500250溶解性375150100非挥发性525300145悬浮性375150100挥发性325200105总氮854020悬浮物（SS）350220100有机氮35158非挥发性755520游离氮502512挥发性27516580亚硝酸盐000可沉降物（mg/L）20105硝酸盐000生化需氧量20010050总磷1584溶解性29016080有机磷531悬浮性1000400250无机磷1053总有机碳400150100氯化物20010060化学需氧量600250150碱度20010050§1.1.3 城市污水处理厂进水水质及水量该工程设计进水水质如表1-

6、2所示。 单位： 项目CODcrBOD5NH4+-NSSTN0TP0含量28016030170303 该设计的污水处理量为125000m3/d。§1.2 设计依据§ 法律法规依据一、中华人民共和国环境保护法二、中华人民共和国污染防治法实施细则三、中华人民共和国水污染防治法§ 技术标准及技术规范依据一、城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）二、地表水环境质量标准（GB3838-2002）三、室外排水设计规范（GB 50014-2006）四、地下水质量标准（GB/T 14848-93）§1.3 设计范围本次设计的设计范围为污水流入所要设计的

7、污水处理厂厂区，再流经各个污水处理构筑物、管渠直至完成处理流程到出水达标排放至自然水体，而且还有污泥的贮存、加药、浓缩脱水以及形成泥饼外运等。设计的内容包括污水处理工艺流程的选择与设计、污水处理构筑物的设计及计算、污泥处理系统设计及计算等。§1.4 执行排放标准根据城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)中的一级B排放标准，该项目的基本控制最高允许排放浓度如表1-3所示： 项目CODcrBOD5NH4+-NSSTN0TP0含量60201520151§2.1 污水主要处理方法 城市污水处理厂的方案，必须要考虑有效去除BOD5，又要适当去除N、P，故可采用SB

8、R法、氧化沟、A2/O法以及MBR法。§ SBR法A 工艺流程：污水一级处理曝气池处理水B 工作原理：1、 流入工序：废水注入，注满后进行反应，方式有单纯注水、曝气、缓速搅拌 三种；2、 曝气反应工序：当污水注满后即开始曝气操作，这是最重要的工序，根据污水处理的目的，脱氮除磷应进行相应的处理工作。3、 沉淀工艺：使混合液泥水分离，相当于二沉池；4、 排放工序：排除曝气沉淀后产生的上清液，作为处理水排放，一直到最低水 位，在反应器残留一部分活性污泥作为泥种。5、 待机工序：等处理水排放后，反应器处于停滞状态等候一个周期。优点：一、可同时脱氮除磷； 二、静置沉淀可获得低SS出水； 三、耐

9、受水利冲击负荷； 四、操作灵活性好。缺点：一、同时脱氮除磷时操作复杂； 二、滗水设施的可靠性对出水水质影响大； 三、设计过程复杂； 四、维护要求高，运行对自动控制的依赖性强； 五、池体容积较大。§ 氧化沟A 工艺流程：污水氧化沟二沉池处理水排放B 工作原理：氧化沟一般呈环形沟渠状，污水在沟渠内做环形流动，利用独特的水力流动特点，在沟渠转弯处设曝气装置，在曝气池上方为厌氧段，下方则为好氧段，从而产生富氧区和缺氧区，可以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮的效应，同时氧化沟法污泥龄较长，可以存活时代时间较长的微生物进行特别的反应，如脱氮除磷。C 工作特点：1、 在液态上，介于完全混合与推流之间

10、，有利于活性污泥的适于生物凝聚作用。2、 对水量水温的变化有较强的适应性，处理水量较大。3、 污泥龄较长，一般长达15-30天，到以存活时间较长的微生物，如果运行得当，可以进行脱氮除磷反应。4、 污泥产量低，且多已达到稳定。5、 自动化程度较高，便于管理。6、 占地面积较大，运行费用低。7、 脱氮效果还可以进一步提高，因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环，要提高脱氮效果势必要增加内循环量，而氧化沟的内循环量从理论上说可以不受限制，因而具有更大的脱氮能力。8、 氧化沟法自问世以来，应用普遍，技术资料丰富。§2.1.3 A2/O法A2/O处理工艺是厌氧缺氧好氧生物脱氮除磷工艺的简称，

11、A2/O工艺是在厌氧好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。A 工艺流程：进水厌氧缺氧好氧二沉池处理水B 工作原理：污水进入厌氧反应区，同时进入的还有从二沉池回流的活性污泥，聚磷菌在厌氧环境条件下稀释，同时转化易降解COD、VFA为PHB，部分含氮有机物尽兴氨化。污水经过第一个厌氧反应器以后进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是进行脱氮。硝态氮通过混合液内循环由好氧反应器传输过来，通常内回流量为24倍原污水流量，部分有机物在反硝化菌的作用下利用硝酸盐作为电子受体而得到降解去除。混合液从缺氧反应区进入好氧反应区，混合液中的COD浓度已基本接近排放标准，在好氧反应区除进一步降解

12、有机物外，主要进行氨氮的硝化和磷的吸收，混合液中硝态氮回流至缺氧反应区，污泥中过量吸收的磷通过剩余污泥排除。优点：1、 能够同时脱氮除磷；2、 反硝化过程为硝化提供碱度；3、 反硝化过程同时去除有机物；4、 污泥沉降性能好。缺点：1、 回流污泥含有硝酸盐进入厌氧区，对除磷效果有影响；2、 脱氮受内回流比影响；3、 聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有机物。 MBR膜生物反应器膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水

13、处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量，主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物。A 工艺流程：进水生物反应器膜组件消毒处理水优点：一、 可以实现反应器水力停留时间HRT和SRT的充分分离；二、 占地面积小；三、 剩余污泥产量极低，理论上可以实现零污泥排放；四、 系统硝化良好，难降解有机物得到了进一步充分的降解。缺点：一、 基础造价较高；二、 膜组件易受污染；三、 膜使用寿命有限；四、 运行费用高。§2.2 污水处理方案的选择 上述各种方法的技术对比见表2-1。类 型氧化沟SBR工艺A2O工艺 MBR工艺 污泥负荷（kgBOD/kgMLSS

14、d）0.030.100.20.30.18 0.050.15污泥龄(天)203016.510 污泥回流比(%)502003050100水质要求总氮(mg/L)304030 10占地面积小较小小 小稳定性一般一般好 好本项目污水处理的特点为：一、污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。此外考虑到NH4+-N出水浓度排放要求比较高，因此需要采用能够同时脱氮除磷且效果较好的工艺；二、污水以有机污染为主，BOD/COD =0.330.3，可生化性比较好，重金属及其他的难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标； 三、本课题污水处理量比较大，在达到污水处理要求的前提下，也应着重考虑工程占地

15、面积。针对以上特点，以及出水要求，以采用生化处理最为经济。根据国内外已运行的中、小型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“前置A2/O活性污泥法 + MBR膜生物处理法”。§3.1 污水处理工艺流程设计根据以上所述，主要采用“前置A2/O活性污泥法 + MBR膜生物处理法”的污水处理工艺，该工艺的工艺流程图如图3-1所示：膜细格栅进水泵房进水曝气沉砂池细格栅粗格栅鼓风机房出水接触消毒池膜池好氧池缺氧池厌氧池污泥脱水机房储泥池污泥外运滤液排回进水泵房图3-1 污水处理工艺流程§3.2 工艺原理及工程说明§ 格栅格栅是由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金

16、属删网、框架及相关装置组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大的漂浮物和悬浮物。因此为了避免其中的较粗大杂质阻塞后续处理程序中的管道或泵从而影响整个水处理工艺，首先设置格栅除去较粗大的悬浮物和颗粒。一般情况下，分粗细两道格栅。由于MBR膜生物反应器易被毛发等细小杂质造成污染，影响膜反应器的出水水质，所以要再多设置一个膜细格栅，主要用于拦截毛发等杂质。 § 曝气沉砂池§ 生物池 生物池是A2/O工艺的核心部分，由三个池组成，根据污水的流动方向，可将生物池细分为厌氧池、缺氧池和好氧池。1、 厌氧反应器：原污水与从沉淀池排出的含磷回流污

17、泥同步进入，本反应器主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化； 2、 缺氧反应器：首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q（Q为原污水流量）； 3、 好氧反应器：曝气池，这一反应单元是多功能的，去除BOD、硝化和吸收磷等均在此处进行。流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器。§ 膜池§ 接触消毒池经过处理后，污水出水水质已经达标，但是处理水中含有细菌、病毒和病卵虫等致病微生物，因此采用液氯、臭氧或紫外线消毒将其杀灭，防止其对人类及牲畜的健康产生危害和对环境造成污染，使排水达到国家规定的细菌学指标。§ 污泥处理污泥处理的主

18、要目的是使污泥达到减量化、稳定化、无害化及综合利用。初沉池、生物池及膜池底部的污泥会通过污泥泵房被送入污泥浓缩脱水车间，进行浓缩脱水处理。将含水率降至97%后将污泥外运至污泥填埋场进行处理。§4.1 设计流量的计算设计平均流量：=125000m3/d=1.45m³/s=1450L/s设计流量Q=m3/d，选取流量系数Kz=1.2，则：最大设计流量Qmax1.2×1.25×105m3/d=150000m3/d1.74m3/s§4.2 格栅格栅的草图大致如图4-1所示。 图中：B1进水渠道宽度；B栅槽宽度；L1进水渠道渐宽部分长度；L2栅槽与出水部

19、分连接处的渐窄部分长度。格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物、纤维物质和固体颗粒物质。以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止堵塞排泥管道。在污水处理系统前，均须设置格栅。按形状，可分为平面格栅和曲面格栅两种；按栅条净间隙，可分为粗格栅(50100mm)、中格栅(1640mm)、细格栅(310mm)三种；按清渣方式，可分为人工清除格栅和机械清除格栅两种。§ 粗格栅设计计算 一、主要设计参数：栅条宽度S=10mm 栅条间隙宽度b=30mm过栅流速v2=0.8m/s 栅前渠道流速v1=

20、0.55m/s栅前渠道水深h=0.7m 格栅倾角=75°数量2座单位栅渣量取W1=0.02m3栅渣/1000m3污水二、工艺尺寸：（1）栅条的间隙数（n）栅条间隙数 (取n=51)（2）栅槽宽度(B)栅槽宽度 B=s（n-1）+bn=0.01×（51-1）+0.03×51=2.03m（3）进水渠道渐宽部分长度设：进水渠宽B1=1.0m,其渐宽部分展开角1=20°（进水渠道前的流速为0.77m/s）则： （4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(L2)（5）过格栅的水头损失（h1）设：栅条断面为矩形断面，取=2.42，k=3则： 其中式中： k格栅受污物堵

21、塞时水头损失增大倍数，一般为3 h0计算水头损失，m 阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数=2.42，将值代入与关系式即可得到阻力系数的值（6）栅后槽总高度(H)设：栅前渠道超高h2=0.3m则：栅前槽总高度h1=h+h2=0.7+0.3=1.0m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.7+0.10+0.3=1.10m（7）格栅总长度(L)L=L1+L2+0.5+1.0+ h1/tan=1.41+0.705+0.5+1.0+1.0/tan75°=3.9（8） 每日栅渣量(W)取W1=0.02m³/1000m³污水，KZ=1.2，代入数据求得：（9）格

22、栅选择适宜机械除渣。根据流量及设备选型表，选择两台XHG-1800型回转式格栅除污机。实际过栅流速为：§ 细格栅设计计算一、主要设计参数：栅条宽度S=10mm 栅条间隙宽度b=10mm过栅流速v1=0.9m/s 栅前渠道流速v2=0.6m/s栅前渠道水深h=0.8m 格栅倾角 数量2座二、工艺尺寸：（1）栅条间隙数个（2）栅槽宽度（3）进水渠道渐宽部分的长度 设进水渠宽B1=1.4m，其渐宽部分展开角度（此时进水渠道内的流速为）。（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（5）栅后槽总高度 过格栅的水头损失（h1）设：栅条断面为矩形断面，取=2.42，k=3则： 其中式中： k格栅受污

23、物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3 h0计算水头损失，m 阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数=2.42，将值代入与关系式即可得到阻力系数的值设：栅前渠道超高h2=0.3m（6）栅槽总长度 式中：H1为栅前渠道深， H1=h+h2（7）每日栅渣量W1为栅渣量，m3/1000m3污水；KZ为总变化系数。格栅间隙为1025mm时，W1=0.10.05m3/1000m3污水；格栅间隙为3050mm时，W=0.030.10m3/1000m3。本工程格栅间隙为10mm，取W1=0.1m3/1000m3污水，KZ=1.2，代入数据得：（8）格栅选择采用机械除渣。根据流量及设备选型表，选择两

24、台XHG-1800型回转式格栅除污机。实际过栅流速为： 膜细格栅 事先对污水进行充分的机械性预过滤处理是保证膜生物反应装置正常运转的基本条件。特别是毛发和纤维物质会导致“成辫”现象，并造成组件内泥浆累积，降低过滤能力，使装置的维护清理工作量大大增加。在去除粗大栅渣物质时，一般采用格栅或筛网过滤装置。但只是采用普通的格栅（栅距从6mm至12mm）去除粗大物质是不能满足膜处理装置要求的。而应采用筛缝3mm的细格栅才能满足要求。在选择筛缝间距时，必须根据污水中纤维物质的含量和膜组件结构对这些干扰物质的敏感状态而确定。有时甚至要求采用筛缝1mm的精细过滤装置。为了保护膜组件，进一步降低污水中的SS，设

25、6台转鼓式膜细格栅，鼓栅直径2.4m，栅隙宽b=1mm，安装角度=35°，栅前水深h=1.55m，过栅流速v=0.75m/s。§4.3 污水泵房泵房采用干式半地下式矩形合建式泵房，具有布置紧凑、占地少、结构较省的特点，便于开槽施工，适用于自灌式泵站。集水池和机器由隔水墙分开，而且只有吸水管和叶轮淹没在水中，这样可保持机器间干燥，有利于水泵的保养和检修，也可以避免污水对轴承、管道、仪表的腐蚀。在自动化程度较高的泵站，较重要的地区的雨水泵站、以及开启频繁的污水泵站中，尽量采用自灌式泵站。它的优点是启动及时可靠，不需要引水的辅助设备，操作简便，缺点是泵房较深，增加工程造价。而且由

26、于噪音较大，妨害工作人员判断水泵是否正常工作。采用自灌式泵站时水泵叶轮（或轴承）低于集水池的最低水位，在最高、中间和最低水位三种情况下都能直接启动，启动可靠。操作方便。但增加了泵站的深度，增加地下工程造价。水泵的选择原则：1、 污水泵站一般按最大日最大时流量设计，通过调整水泵工作台数兼顾其他流量时段的情况。2、 水泵扬程由污水提升高度和吸水管、压头管水头损失确定。3、 为了适应不同流量时的情况，考虑采用四台水泵，其中一台备用。4、 根据水质、水量和提升高度确定水泵的型号，同一泵站应选用类型相同、口径相同的水泵，以便利于管理和维修。§ 水泵的选择根据污水高程计算的结果，泵站到细格栅之间

27、的高程差为8m，设泵站内的总损失为2m，吸压水路管路的总损失为2m，则可确定水泵的扬程H为：H=Hst+h=8+2+2=12m水泵提升的流量按最大时流量考虑，Q=5200m3/h,按此流量和扬程来选择水泵。选择600QW 3500-12型潜水排污泵，共三台，2用1备，单泵性能参数为：流量为3500m3/h，扬程为12m，转速为740r/min，功率185kw。泵房形式及其布置：采用半地下式矩形结构，占地少，结构较省的特点。水泵为单排并列式布置。 集水间 设计集水池的有效水深为6m,根据设计规范，集水池的容积应大于污水泵5min的出水量,即V1.74m3/s×5×60=522

28、m3,可将其设计为矩形，其尺寸为10m×7m，池高为8m，则池容为560m3。同时为减少滞流和涡流可将集水池的四角设置成内圆角。并应设置相应的冲洗或清泥设施。§4.4 曝气沉砂池§4.4.1 工艺设计设计流量（按最大设计流量算）：Qmax=1.74m³/s水平流速：0.1m/s最大流量时停留时间：3min（1）沉砂池的尺寸池子总有效容积：m³水流断面积：池总宽度：取有效水深为h2=2.9则池总宽度： 沉砂池分为2格，即每格宽度：池长：L=V/A=313.2/17.4=18m 平面尺寸：B×L=6m×18m每小时所需空气量：取

29、d（每立方米污水所需空气量，m³）为0.2m³/m³污水，则有：沉砂斗所需容积：设清除沉砂间隔时间T=2d，X为城市污水沉砂量，一般取X=30m³/106m³污水。每个沉砂斗的容积，设有每一分格有两个沉砂斗，即有：沉砂斗各部分尺寸如下：设斗底宽a1=0.8m，斗壁倾角55°，斗高h3=1.0m，即有：砂斗上口宽： 沉砂斗容积： 沉砂室高度： 采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗，沉砂室由两部分组成：一部分为沉砂斗，另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分，沉砂室的宽度为： 由此可知，沉砂室高度为： 沉砂池总高度：设超高h1=0.3

30、m 验算最小流速：在最小流量时，只用一格工作（n=1）， §4.5 A2O反应池§4.5.1 工艺设计参数 一、设计最大流量： Qmax=150000m3/d 二、设计进水水质见表4-2： 项目CODcrBOD5NH4+-NSSTNoTPo含量28016030170425 三、设计出水水质见表4-3： 项目CODcrBOD5NH4+-NSSTNoTPo含量60201520201 四、BOD5污泥负荷： N=0.23BOD5/（kgMLSS·d） 五、回流污泥浓度：XR=7500mg/L 六、污泥回流比：R=100% 七、混合液悬浮固体浓度： 八、混合液回流比：R内

31、 TN 去除率: 混合液回流比: §4.5.2 设计计算 厌氧池1 设计参数最大流量 1740L/s，设置3座，每座设计流量580L/s水力停留时间T=2.0h 2 设计计算（1）厌氧池容积 （2）厌氧池的尺寸水深取h=5m，则厌氧池面积 池宽取50m，则池长L=A/B=837/50=16.74。取17m。厌氧池直径D： （取D=33m） 设双廊道式厌氧池，水面超高为0.3m故池总高 H=h+0.3=5.3m 缺氧池1.设计参数设计流量：最大日平均时流量Q=1.74m3/s=1740L/s 2.设计计算（1）缺氧池容积：V=Q×T=580×1.0×360

32、0=2088m3（2）缺氧池尺寸：水深取为h=5m。则缺氧池面积：池宽取50m，则池长L=A/B=417/50=8.34。取9m。考虑0.3m的超高，故池总高为H=h+0.3=5+0.3=5.3m。§4.5.2.3 曝气池一、本设计采用传统推流式曝气池。1污水处理程度的计算取原污水BOD5值（S0）为160mg/L，经初次沉淀池及缺氧池、厌氧段处理，按降低25考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S）为：S160（1-25）120mg/L计算去除率，对此，出水溶解性BOD5可用下式估算： Se=Sz-7.1KdfCe式中： Se 出水溶解性BOD5； Sz 二沉池出水总BOD5，S

33、z=20mg/L Kd 活性污泥自身氧化系数，典型值为0.06； f 二沉池出水SS中VSS所占比例，f=0.75 Ce 二沉池出水SS，Ce=20mg/L 故有：Se=20-7.1×0.06×0.75×20mg/L=13.61mg/L2确定污泥负荷Ns 曝气池进水BOD5浓度S=120mg/L，曝气池的BOD5去除率：污泥负荷Ns计算公式：Ns=K2为动力学参数，取0.0200,Se=13.61mg/L,=0.887,f=代入各值，BOD5/(kgMLSS·kg) 0.23 BOD5/(kgMLSS·kg)3.确定混合液污泥浓度（X）根据已确

34、定的Ns值，查图SVI与污泥负荷率NS的关系图得相应的SVI值为150-200，取值160根据式 X=X曝气池混合液污泥浓度R污泥回流比取r=1.2，R=100，代入得：X=mg/L取3800mg/L。根据活性污泥的凝聚性能，混合液污泥浓度（X）不可能高于回流污泥浓度（Xr）。mg/LX<Xr，符合条件。4.曝气池容积为：用污泥负荷法计算，设计进水流量Q=12.5万m³/d，曝气池混合液污泥浓度X=3800mgMLSS/L。m317164m³其中：Q 曝气池设计流量（m3/s）X 曝气池混合液污泥浓度（mgMLSS/L）曝气池设两座，每座曝气池有效容积为8582m&#

35、179;。5.确定曝气池各部位尺寸名义水力停留时间h实际水力停留时间h设两组曝气池，每组容积为17164/28582m3池深H=5.0m,则每组面积 F=8582/5.01716m2池宽取B=8m，则B/H=8/5=1.6 ，介于12之间，符合要求。池长 L=F/B=1716/8=214.5m设五廊道式曝气池，则每廊道长：L1L/5=214.5/5=42.9m取超高0.5m，则池总高为H=5.0+0.55.5m二、曝气系统的计算与设计本设计采用鼓风曝气系统（1）需气量计算每日去除的BOD值：kg BOD5/（m³d）理论上，将1gNO3-N还原为N2需碳源有机物（BOD5表示）2.8

36、6g。一般认为，BOD5/TKN比值大于4-6时，认为碳源充足。原污水中BOD5含量为160mg/L，总氮含量为30mg/L,则碳氮比为5，认为碳源充足。A2O法脱氮除磷的需氧量：2g/(gBOD5),3.43g/(gNH3+-N),1.14g/(gNO2-N),分解1gCOD需NO2-N 0.58g或需NO3-N 0.35g*12。因处理NH4+-N需氧量大于NO2-N，需氧量计算均按NH4+-N计算。原水中NH3-N含量为30mg/L，出水NH4+-N含量为8mg/L。日最大去除NOD值：kg/L日平均需氧量：O2=BOD+COD=2×1.68×1000+4.57

37、15;1500×1000=4.0455×107/d取4.1×104/d，即1710/h。日最大需氧量：O2max=BOD+COD=2×1.2×1.75×1000+4.57×2750×1000=1.257×107/d即3.81×105/h。三.供气量的计算本设计采用网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.3米处，淹没水深4.0米，计算温度定为30摄氏度。选用Wm-180型网状膜空气扩散装置。其特点不易堵塞，布气均匀，构造简单，便于维护和管理，氧的利用率较高。每扩散器服务面积0.5m2，动力效率2

38、.73.7O2/KWh，氧利用率12-15。查表得:水中溶解氧饱和度 Cs(20)=9.17mg/L, Cs(30)=7.63mg/L。(1)空气扩散器出口的绝对压力（Pb）：PbP+9.8×103H其中：P大气压力 1.013×105Pa H空气扩散装置的安装深度，mPb1.013×105Pa+9.8×103×4.0=1.405×105Pa(2)空气离开曝气池面时，氧的百分比：其中，EA空气扩散装置的氧转移效率，一般612对于网状膜中微孔空气扩散器，EA取12，代入得：（3）曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利温度条件30摄氏度），

39、即：其中，CS大气压力下，氧的饱和度mg/L得mg/L（4）换算为在20摄氏度的条件下，脱氧轻水的充氧量，即：取值0.85，0.95，C=1.875，=1.0；代入各值，得：kg/h取2300kg/h。相应的最大时需氧量为：kg/h取2770kg/h。（5）曝气池的平均时供氧量:（6）曝气池最大时供氧量：（7）每m3污水供气量：m3空气/ m3污水§4.6 浸没式膜生物反应池的设计计算中空纤维膜膜支架技术参数名称特性参数材质聚氯乙烯膜孔平均直径0.4m过滤方式重力过滤/吸引过滤最大过滤压力重力过滤：12KP ； 吸引过滤：20KP耐化学药品性耐酸耐碱性强（pH值2-12）膜支架尺寸（

40、510型）宽×高×厚 = 490mm×1000mm×6mm膜支架有效面积0.8m²/张膜通量0.4-0.6m³/m²·d（水温10以上）膜组件型号及规格 表1 膜组件型号膜组件类型膜组件支架张数（n）张/组膜组件面积（m²/组）ES（AS，FF）10010080ES（AS，FF）175150120ES（AS，FF）200200160 表2 膜组件规格型号长（mm） 宽（mm）高（mm）干重（kg）最大重量（kg）ES10018305102000440870ES150218051020006501300ES

41、200280051020008801760膜组件的设计要点（1）不同膜组件单排池体平面尺寸要求膜组件型号池宽（mm）池长（mm）ES1002300-2500（1000-1300）×n + 300ES1503300-3800ES2004300-4500（2）池深要求 ES型膜组件可以适应2.503.50m的水深，当鼓风机压力允许的情况下，可以加大有效水深，对膜组件无影响。膜组件的造型（1）膜通量（） 概念：单位时间内通过单位膜面积的水量（单位：m³/m²·d） 膜通量的选择与污泥过滤性能，污水水质及运行的环境条件有关，一般情况下为：0.40.6m³

42、;/m²·d 。 本设计中CODcr ，BOD5的浓度较低，可生化性强，可以取最高值，但为了延长使用年限，本工艺中取0.5m³/m²·d 。 （2）膜支架的有效面积S： 0.8m²/张 。 （3）膜支架张数的计算（每天按24小时运行计算） =150000÷0.5÷1÷0.8=37500张 （4）膜组件的选型： ES200 n0=200选型原则：a）每个单元应选用同类型 b）双排布置时，选择双数组建对称布置 单排布置时，单排膜组件不超过10组 N=n÷n0=37500÷200=187.5

43、188组 （5）考虑灵活运行，膜装置分为20个池设计，每个池10组膜组件。膜生物反应器（MBR）池有效容积计算（1）按膜组件安装尺寸计算：一个系列的平面布置尺寸为：池宽4.5m，池深3.5m，有效水深3.0m池长：l=1.200×10+0.300=12.300m膜生物反应器有效容积：V有效=4.5×12.3×3.0×20=3321m³膜生物反应器总容积：V总=4.5×12.3×3.5×20=3874.5m³（2）按BOD5容积负荷Nv为1.5kg/（m³·d） WBOD5=Qd

44、5;S0×10-3=125000×120×10-3 =15000kgBOD5/d V=WBOD5÷Nv=15000÷1.5=10000m³（3）由于根据BOD5容积负荷算出的池有效容积大于膜平面布置所得的池容积，故MBR池容积及尺寸按BOD5容积负荷算出的池安装尺寸确定。一般需要设置前置曝气池（已设置）。（4）浸没式膜生物反应池的超高宜在0.5m1.0m；生物反应池的设计水温宜在1238。（5）浸没式膜生物反应池曝气系统设计应符合下列规定：a) 膜生物反应池所需空气由鼓风机提供，通过进气管将空气输入池内曝气管网；b）膜生物反应池宜采用

45、射流曝气与穿孔曝气相结合的曝气方式，也可采用穿孔曝气与微孔曝气相结合的曝气方式；c） 曝气管网应均匀布置在膜组器的下方，曝气管应密封连接，管路内无杂物；d）膜表面清洗所需的空气量，应由试验确定。（6）同时脱氮除磷的浸没式厌氧缺氧-膜生物污水处理系统，工艺参数应符合下列要求：a）厌氧池污泥浓度宜在20g/L25g/L；溶解氧浓度应不大于0.2mg/L；b） 膜生物反应池污泥浓度宜在6g/L12g/L；膜箱内溶解氧浓度宜在2.0mg/L，膜箱外溶解氧浓度宜在0.5mg/L；c）膜池污泥回流比150%300% 。主要工艺设备和材料浸没式膜组器主要采用中空纤维膜，中空纤维膜宜采用帘式或柱式，其膜组器应

46、耐污染和耐腐蚀；膜材料宜选用聚偏氟乙烯（PVDF）或聚乙烯（PE），也可以选用聚丙烯（PP）、聚醚砜（PES）、聚丙烯晴（PAN）以及聚氯乙烯（PVC）等，本次设计采用聚氯乙烯（PVC）作为中空纤维膜的膜材料。在设计条件下，中空纤维膜使用寿命不低于3年。鼓风机的选型（1）MBR池所需鼓风量计算A膜装置洗净所需空气N：膜组件数n0：单位膜组件中支架数，ES200中，n0=200每张膜支架洗净所需空气量q=1015L/min，取q=15L/minMBR所需鼓风量：G=N×n0×q=37500×15=562500m³/d=390m³/minB生物处理

47、所需空气量 需氧量：OD=aLr+bSa=aQd（S0-Se）+bVXF式中：Qd=125000m³/d V：MBR池有效容积，10000m³； S0：原水中BOD5含量（mg/L）； Se：出水中BOD5含量（mg/L）； MBR池内污泥浓度取X=12000mg/L； a取0.5；由实际运行装置获得f=0.8，b值取0.12OD=aLr+bSa=aQd（S0-Se）+bVXF=0.5×125000×（120-20）×10-3+0.12×10000×12×0.8=17770kg·O2/d所需空气量：G=O

48、D/0.277e=17770/0.277×0.03 =213840m³/d=148.5m³/min由于生物氧化所需空气量小于膜洗净所需空气量，鼓风机的选择应以膜洗净所需空气量为依据，可选送风量为400m³/min左右的风机或总风量相同的数台风机并联运行。§4.7 接触消毒池水消毒处理的目的是解决水中的生物污染问题。城市污水经过二级处理后，水质改善，细菌含量大幅度减少，但细菌的绝对值仍很可观，并存在病原菌的可能，为防止对人类健康产生危害和对生态造成污染，在污水排入水体前应进行消毒。§ 消毒剂的选择目前，城市污水处理厂最常用消毒剂仍是液氯

49、，其次尚有二氧化氯、次氯酸钠、臭氧等。紫外线消毒应用于大中型污水处理厂是近年刚刚兴起的。其中液氯的消毒效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜。其他消毒剂如漂白粉投量不准确，溶解调制不便。臭氧投资大，成本高，设备管理复杂。所以目前液氯仍然是消毒剂首选。本设计中宜选用液氯作为消毒剂。然而液氯消毒能产生有害物质，影响人们的身体健康已广为人知，氯与水中有机物作用，同时有氧化和取代作用，前者促使去除有机物或称降解有机物，而后者则是氯与有机物结合，氯取代后形成的卤化物是有致突变或致癌活性的。 所以，目前污水消毒一是要控制恰当的投剂量，二是采用其他消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。消毒设备应按

50、连续工作设置。消毒设备的工作时间、消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。§ 消毒剂的投加 一、加氯量的计算二级处理出水采用液氯消毒，液氯的投加量为8.0mg/L每日的加氯量为： 二、加氯设备液氯由转子真空加氯机加入，加氯机设计六台，采用四用两备。每小时的加氯量为： 设计中采用LS80-3型转子真空加氯机。投氯量15kg/h。§ 消毒池设计计算 本设计采用2个3廊式平流式接触消毒池，计算如下：（1）接触消毒池容积为： V=Qt 式中：V接触池单体面积，m³； t接触消毒时间，取30min。V=Qt=1.45×30×60=2610m³

51、;（2）接触消毒池表面积为： 式中：接触消毒池有效水深，m，设计中取5.0m （3）接触消毒池池长为： 式中：接触消毒池廊道总长，m； 接触消毒池廊道单宽，m，设计中取B=3.5m 接触消毒池采用3廊道，接触消毒池长为： 校核长宽比： 符合要求。 （4）池高 设计中取超高为：h2=0.3m， （5）进水部分 每个接触消毒池的进水管管径DN1200mm，v=1.43m/s， （6）混合采用管道混合的方式，加氯管线直接接入接触消毒池进水管，为增强混合效果，加氯点后接DN1200mm的静态混合器。（7）出水计算采用非淹没式矩形薄壁堰出流 ，设计堰宽为b=3.0m，计算为： 出水管采用DN1200mm的管道将水送入巴氏计量槽，流速为1.6m/s。§4.8 污泥处理设计计算生活污水和工业废水的处理过程中分离或截留的固体物质统称为污泥。污泥作为污水处理的副产物通常含有大量的有毒、有害或对环境产生负面影响的物质，必须妥善处置，否则将形成二次污染。当所含固体物质以有机物为主时称为污泥；以无机物为主时则称为泥渣。§ 污泥的来源与特性一、污泥的来源：污泥的性质和组成主要取决于污水的来源，同时还和污水处理工艺有密切关系。按污水处理工艺的不同，污泥可分为以下几种：1、初沉污泥：来自污水处理的初沉池。2、剩余污泥：来自污水生物