《中水处理回用工艺系统设计及计算》13000字（论文）

中水处理回用工艺系统设计及计算目录TOC\o"1-2"\h\u15022第1章绪论 2290951.1中水回用概述 2321411.2中水回用技术 339281.3中水的使用途径和意义 486261.4中水的利用可行性分析 56883第2章中水回用工艺的选择 6184992.1CASS工艺 6143912.2MBR工艺 730543第3章工艺设计流程 9265243.1工艺流程图 9160393.2工艺说明 928576第4章工艺设计计算任务书 11288294.1中格栅 11203174.2调节池 14301224.3平流沉砂池 15174174.4精细格栅 18149194.5缺氧池 2110084.6膜生物反应器 21287924.7污泥处理 2587744.8消毒池 26273614.9污水工艺总体布置 2727244第5章构筑物高程布置 28177625.1高程布置原则 28139965.2构筑物高程布置 2828540第6章工程概算 3095846.1土建费用 3038676.2设备及管道费用 30269996.3设备动力费用 319848第7章结论 325289参考文献 32第1章绪论1.1中水回用概述水在人们的日常生活中的地位可以说是十分高的。同时，人类的生存和发展都特别的依赖水资源，由于水资源自身的特性，导致水资源是十分稀缺的。由此可以看出，水资源在人们的生活中的重要地位。我国目前人均水资源极度缺乏。随着城镇化进程加速，城市污水的年产量逐渐上升。但是，在城市排出的污水中氮、磷等有机物含量很高，是一直困扰我们的问题。这些有机物在排入水中后，水中的微生物质会被排出的有机物分解，从而使水中溶解氧含量的减少；并且，以氮和磷为首的有机物，会发生水体富营养化，对水质产生极大的伤害，严重的甚至会导致人们的身体健康也会受到威胁。水中污染物如不得到及时有效的处理，这会给我们所生活的城市环境和人们的身体健康造成严重威胁和负担。REF_Ref25481\r\h【1】所以综上所述，城市污水必须经过严格的循环处理过滤后才能排放。提高城市污水的处理效率，污水有效处理可以降低区域污水处理厂的处理压力，处理后的废水回用可以减少淡水资源的消耗，将污水合理的进行回用是缓解我国水资源紧缺的有效途径。中水回用这一概念，首次提出是在日本，主要把这个概念应用在建筑物用水中，这也叫双供水系统。同时可以在室内外，做到用于厕所用水，还可以用于植物浇灌，消防用水等。REF_Ref8642\r\h【2】中水指经过适当处理废水，满足一定的水质指标，满足一定的使用要求，可以有效利用的水。净化后的回收水（即中水）再利用，可显著减少居民和企业的淡水消耗。首先，中水回用可以大幅缓解水资源短缺的问题。这极大程度上缓解了水资源短缺的问题。第二，与其他水资源的开发和利用相比，回收水的再利用具有经济优势。生产再生水的成本很低。这是因为它节省了水资源成本、水能消耗成本、远距离输水成本和建设资金成本。第三，城市污水经处理后回用于农业生产和绿化将带来显著的环境效益。中水回用的应用范围不仅仅在发达国家，还在发展中国家也得到了越来越多的关注，所以许多行业开始使用经过循环处理的污水。由此可见，水资源的多次循环利用变得越来越重要。与此同时，中水回用在中国的水资源环境中也显得尤为重要。中水回用系统运用在各个小区中，这可以使社区排放的所有生活污水都可以达到社区需要的再生水水质标准，不仅仅满足于生活用水的再利用，还可以使再生水用于城市用水、绿化用水，消防用水和添加地下水，这样做可以使废水排放越来越少，这对建设封闭型经济模式和水环境保护都是积极的。总之，由此可见，中水回用在人们的生活环境、社会环境和经济等多种方面都具有很大成效。1.2中水回用技术1.2.1中水回用技术特点中水回用是指通过多种物理、化学、生化技术对不同深度的工业污水进行处理，使其达到生产所需要的水质，然后再回到工艺中去，从而达到节水、降低环境污染的目的。1.2.2中水的处理方式（1）通过用途可以将中水的处理方式分为三种1）一是根据污水处理厂的水质要求，将其在日常使用中进行再生，也就是直接循环利用。该方法适合于在水资源极度缺乏的地方进行，但是需要大量的资金和繁琐的操作。2）替代方案是根据非饮用水的标准来处理。主要应用于冲水马桶、泥土、清洗车辆、园林绿化、消防、工业用水等不会直接接触的水。这是一种常见的处理中水的办法。3）在工业废水经再生处理后，可采用中水回用技术对符合排放标准的废水进行再处理，通常会加入混合床等设备，使之达到软化水平，从而实现工业循环再利用，从而达到节能环保的目的。REF_Ref8694\r\h【3】1.2.3中水的处理方法（1）物理处理法膜滤法一般可以在水质变化较大时使用。该方法相较于其他的方法，具有使用灵活轻便、不受水压力负荷变动的影响和处理结构紧密贴合的优点。同时，膜滤法主要运用施加一定的压力所产生的速度，分离在膜上流动的液体，以保证液体中的低分子物质、各种无机物质和离子物，可以由过滤膜的高压端顺利到低压端，最后再到液体的排放，在排放后溶液中的高分子物质、胶体颗粒、少量微生物等，都会通过过滤，并且将液体的浓缩液排出。（2）物理化学法当污水质量有明显的改变时，可以使用物理化学法。常用的处理方式有过滤、活性炭吸附、浮选和沉淀这四种。该方法最重要的就是运用其滤器中的空纤维物质，运用其自身的特性进行对应的吸附处理等，同时，这个方法具有技术相对贴合实际操作、占地面积空间少、系统时刻监管、管理更加轻巧方便等优点。（3）生物处理法适合于高浓度有机废水处理。经过各种各样的研究调查，生物处理方法主要包括三种方法分别是活性污泥法、接触氧化法和生物转盘法。这种处理法可以通过各类生物接触并发生氧化、运用大量的活性炭去吸附等方法去处理废水中的杂质。同时，这也具有多种优点，包括相对于其他方法，其抗压性能较强、产生的淤泥的量少、管理相对更加简单的优点等等。系统中的中水水源来自系统中的混合水和高质量的杂项排水。此污水经过收集后可用于室内冲洗、清洗车、绿化等。它的处置设备可以在大楼内或靠近外面的地方，视情况而定。1.2.4中水回用系统中水处理回用系统根据供水的规模和容量可划分为3种：建筑中水回用系统在一栋或几栋建筑物内部建立的中水回用系统。处理站一般设置在地下室或是裙房，回用水用于冲厕、洗车、道路清洗和绿化等方面。（2）小区中水回用系统可采用水源很多，比如临近城镇污水处理厂出水、工业洁净排水、小区内建筑杂排水和雨水等。其仅利用于地面绿化、喷洒道路、地面冲洗的简易系统。（3）城市中水回用系统该系统又被称为城市污水再利用系统，是在城市区域内部建设的污水回用系统。一城市污水，工业界精品排水作为水源，经过加工回用处理后，可以在工业、农业、城市、环境、补充水源水方面回用。REF_Ref8772\r\h【4】1.3中水的使用途径和意义1.3.1中水的使用途径在许多国家中，农业的灌溉处于很重要的地位，也是中水利用最频繁的部分；在中国、日本等多个国家中，中水经常会被用在人们生活中的非饮用水中，由于中水取材的便利性，可以在使用的时候及取及用；在当前的大环境下，中水可以作为环境用水被人们利用起来，这也是一种新型的用水趋势。中水被主要运用在各种地方，其中包括可以被用于灌溉农田、浇灌多种类型的园林景观绿化；在工业方面可以运用在烧锅炉中所用的水、冷却制成的工业品等；也可以运用在各大类型的建筑外表的清洗、浇灌湖泊河流等用来增加其中的水量，预防河流江湖中的水由于天气干旱导致的蒸发，同时在河中动物养殖方面还会被大量的应用，还有包括消防救援，空调系统和公共卫生间的冲厕等市政方面的需求。并且中水的用途还包括能补充地下水水源，防止海水的入侵和地面塌陷沉降的发生。1.3.2中水回用的意义中水回用是解决我国缺水问题的一种有效手段，也是我国水资源的可持续使用和经济效益的重要环节。与其他资源相比较，它比长程引水更便宜，比海水淡化更经济，更能带来巨大的社会经济效益。同时，污水再生利用也能使得所在地的各类生态环境与水资源得到更好更长远的发展趋势。1.4中水的利用可行性分析1.4.1污水再生利用优势中水是一直处于在自来水和污水之间的水质，同时也是在经过过滤、净化后，且达到国家标准的水质，也是可以在合理的前提下使用的非饮用水。同时，这种水质在人们生活的很多方面可以起到辅助作用。REF_Ref8870\r\h【5】为了解决当前水资源短缺的现状，足以说明城市的污水循环再利用会随着时间的推移会处于很重要的地位。与其他可以开发的污水来对比，可以看出城市污水的多次利用会受多种因素的约束，其中包括污水产生数量的巨大、相较于其他更加不稳定和不受任何环境因素影响等。但是，也具有资源可循环使用等优势。1.4.2技术可行性技术方面上，对中水的使用没有技术上的困难，现有的废水治理技术能够使废水得到满足要求。城市生活废水中的污染物含量低于0.1%，通常采用过滤、微滤、纳滤、反渗透（RO）等传统的方法对各种类型的废水进行一定程度的处过滤处理。并且在通过这些处理后，该滤液滤池的出水能够达到房屋冲厕、绿化浇灌、道路冲洗、工业冷却水等日常生活用水的需要。该工艺的污水能够达到园林水体的需要。RO处理工艺的出水质量明显优于饮用水的要求。1.4.3经济可行性中水是城市的第二水源。中水的合理利用不仅可以减轻水体的污染，而且能够有效地解决水资源短缺的问题，是实现城市社会可持续发展的关键举措。中水回用和污水的资源化处理，在社会、环境、经济等方面都取得了显著的效益，已经作为了世界上各个国家处理水资源问题的首要选项。第2章中水回用工艺的选择本课题拟采用两个处理流程，其中一个主体构筑物为CASS工艺，另一个为MBR工艺，经过比较与选择，最终确定选择MBR工艺。2.1CASS工艺对于CASS工艺来说，主要是基于SBR工艺衍生而来。“曝气生化过滤+混凝反应+沉降+过滤+消毒杀菌”处理工艺。图2-1CASS工艺流程图此工艺主体构筑物结构为循环型活性污泥法（CASS)，废水通过CASS技术进行预处理，进入配水井，再通过水泵将其提升到曝气生化过滤器，使废水中的

氨氮得到充分的去除，即脱硝处理。同时也能将废水中的

固体悬浮物截留，去除COD、BOD5。经过滤网的过滤，滤料被排放到滤池中，再经过二次过滤，再用过滤液进行二次杀菌。CASS技术施工成本较少，运行成本较高；废水中的有机物脱除率较高，出水质量较好；有易于管理、操作可靠、污泥产量少、运行平稳等特点。但是在低温条件下CASS工艺的操作会受到很大影响，并且构造也比较复杂。REF_Ref8844\r\h【6】2.2MBR工艺MBR技术即膜处理技术是一种新的废水处理技术，将活性污泥与集成的浸入式膜分离系统两种工艺合二为一。该工艺可以在城市的各项行政管理工作和城市工业污水领域的治理中应用非常普遍，包括水资源回用、各类小区社区的项目开发、风景园林中绿植灌溉的水资源回用等。MBR工艺作为一种新兴的废水处理技术，目前在全球各个城市的废水处理厂中得到了广泛的使用。典型MBR系统流程描述如下：首先污水需要经过1-2mm格栅流入调节池中，以达到调节水量和水质的目的；被删除和截获的污物必须经常清除。然后，将调整槽中的废水通过水泵送入MBR系统处理，MBR处理工艺可以使废水中的有机物被微生物分解消减，而无法被降解的滤渣和活性污泥则通过膜装置将其去除。通过膜过滤产生的水在符合国家制定标准后即可以被回用或排放处理。2.2.1MBR工艺的优点（1）膜生物反应器是一种将活性污泥与集成的浸入式膜分离系统有机融合的新型水处理工艺。其不再需要设置沉淀池、污泥浓缩池和砂滤池等辅助构筑物，所以拥节约土地成本的优势。（2）由于膜生物反应系统的很高的滞留能力，因此该反应器内可以保持很高的污泥浓度，一般是常规活性污泥法的3－5倍，由于高污泥浓度的原因，所以反应器体积较传统工艺小很多，再配合在深水中进行高效率的供氧方式，生化处理区域占地面积要比传统工艺流程少很多。（3）主要污染物的去除率十分高效，经工艺处理后水质得到较好的控制效果，达到废水资源化的目的。再配合厌氧好氧工艺、厌氧缺氧好氧处理工艺，可以降低水中高含量的氮元素和磷元素，是水质和水资源保护的理想选择REF_Ref8945\r\h【7】该工艺进出水水质如表2-1所示:表2-1MBR工艺处理效率名称CODcr（mg/L）BOD5(mg/L）SS(mg/L）氨氮(mg/L）原水400200405中格栅、精细格栅出水400200385去除率//5.00%/调节池出水400200385去除率////MBR反应池出水28400.5去除率93%98%100%90%排放标准值出水≤60≤10≤30≤30去除率≥85%≥95%≥86%≥75%对比了CASS与MBR两种工艺的优势与劣势，发现

CASS技术在处理效率方面存在一定的缺陷。最后以

MBR膜生物反应器为水处理的主要构筑物工艺。

第3章工艺设计流程3.1工艺流程图本设计采用MBR工艺，其主要工艺流程如图3-1所示：3.2工艺说明（1）中格栅：社区污水经排水管排入中格栅，在中格栅的作用下，可将堵塞水泵机组及管路阀门的大块悬浮物质排出，确保测试工作的正常进行，同时也能降低悬浮液的浓度。（2）水量调节池：由于小区内的水量变化很大，为减少对后续处理构筑物的冲击负荷设置调节池，使废水能均匀的进入到工艺设备中。（3）提升泵房：保证污水有足够的供给水压进入沉砂池，同时提供水头。（4）平流沉砂池：通过重力作用，调整流入沉砂池的流量，使得沉砂池内高浓度的无机颗粒沉降，并利用紊流将悬浮的固体粒子从水中带走。其作用为将污水中的泥沙、煤渣等高浓度的有机物质排出，以免对后续构筑物造成使用不便的后果。（5）精细格栅：对废水中的微粒、杂质进行了进一步的清除，避免了细小的微粒和杂物混入到隔膜中，从而降低了薄膜的使用年限。（6）缺氧池：缺氧区污水和好氧区污泥混合进入缺氧区进行反硝化处理，即总氮的去除，BOD5含量快速减低。（7）好氧池：缺氧区的水体进入好氧区后，在膜池里进行与回流污泥的混合，好氧状态下，各类有机质含量明显下降，并且硝化了氨氮，因此聚磷菌吸收磷元素的效率大幅度提高。而在膜生物反应器处理中，90%以上的大肠埃希氏菌得到消杀去除，大肠杆菌、磷元素等物质在这一流程中被大量去除。平板膜搭建在膜池中，以锚固法将曝气管、集水管和相应的管路等管道连接起来形成整体，形成

MBR主体构筑物的系统。MBR运行：废水流入膜池中，加入反应性活性污泥，并开启鼓风机，通过通气管道进入曝气箱，充分混合至均匀状态，最后进入膜盒。打开水泵，用隔板将污水通过收集器排出。在常规工况下，吸气负压在0-20

千帕范围内，每8分钟抽水，2分钟停止。采用水位计对膜槽的高度进行调节，确保膜组件一直浸泡在水中，并保持出水状态。清洗步骤：在出水口的真空压力表指示-20

千帕时，应对过滤膜进行清洁。当抽吸泵处于关闭状态时，应先关闭排出阀，打开冲药箱的阀，使配置好的清洗药液经集流管道流入膜片，经过一定时间的浸泡，再经过曝气的冲刷，可以使过滤膜恢复正常。关上加药阀，打开药液倒流阀，打开抽吸泵，将清洁产液排到调整槽中，冲洗干净后，关掉回流阀，打开排水阀，重新开始工作。曝气管的清洗步骤：曝气管在干燥的空气中会出现局部阻塞的情况，应经常进行清洁。通过关主管曝气阀，打开曝气清洁阀，通过降低气压和水压的影响，气水混合液在曝气口附近形成紊流，使其与气水混合液体一起排出。（8）清水池：将经过处理的水集中到中水回用管中，并以有效的方式将其输送到中水回用管道。（9）污泥池：由于其产生的泥沙含量低，处理设备的运行成本高，不宜直接进行处置，而是通过一个污泥池将其收集，并定期利用污泥车运输。（10）消毒池：因为纳污水体为《地面水环境质量标准》（GB3838—1998）中规定的Ⅲ类水域，执行一类排放标准，所以需经消毒后处理出水才能排放。第4章工艺设计计算任务书4.1中格栅4.1.1格栅的作用格栅的组成结构为一套或数套平行的金属制围栏、塑料齿钩或穿孔板及相关装置，常位于污水管道、污水处理构筑物的起始段，用以回收进水中的许多粗大的漂浮和悬浮固体，例如：毛发﹑水果皮﹑餐厨垃圾、橡胶塑料材料制品、木片等，以减少对所述装置的加工负荷。这种被截流的物料叫做栅渣，数量与服务地区情况、污水处理构筑物的类型、污水流量等因素有关。其水分含量大约80%，密度大约为960公斤每立方米。4.1.2格栅的分类根据格栅的每条栅条之间的距离，分为四种：粗格栅50-100mm、中格栅10-40mm、细格栅1.5-10mm和超细格栅0.5-1.0mm。根据格栅的栅条所组成的形状，可以分成平面格栅与曲面格栅两类。本设计中选平面中格栅和精细格栅。4.1.3中格栅的设计计算（1）设计规范要求REF_Ref9079\r\h【9】①污水泵通常为一种固定式的吸污器，其工作宽度不得大于3米，若有必要，可同时安装数个，以确保其工作效率。②栅条的间隙1）污水泵站主要使用中格栅一道，格栅的渠道，宽度适当，一方面泥沙不会沉积在沟渠底部，另一方面防止把已经截留的污物冲过格栅。2）格栅间隙大小通常以20～25毫米为宜。3）格栅的安装角度机械清渣一般60°-75°，回转式一般60°-90°，特殊时为90°。（2）设计计算1）格栅宽度：(4-1)(4-2)H——栅前水深，m；取0.3m；代入公式（4-1），（4-2）得：个2）过栅水头损失：（4-3）（4-4）式中：——计算水头损失，——过栅水头损失，g——重力加速度，9.81；则：为了防止栅头壅水，采用了栅后槽底部下降来补偿。代入公式（4-3），（4-4）：3）栅槽总高度：（4-5）式中：H——栅槽总高度，m——栅前水深，m——栅前渠道超高，一般用0.3m。代入公式（4-5）得：4）栅槽总长度：（4-6）（4-7）（4-8）（4-9）式中：——栅前槽高，m；L——栅槽总长度，m；——进水渠宽度，m，本设计中取0.4m；——进水渠展开角，一般用20°；——进水渠道渐宽部分长度，m；代入公式（4-6），（4-7），（4-8），（4-9）得：5）每日栅渣量：（4-10）式中:——每日栅渣量，；——-栅渣量（污水），取0.01～0.1，该设计中取0.05；——-生活污水流量总变化系数。平均日流量L/S46101525407012020040075016002.32.22.12.01.891.801.691.591.511.401.301.20表4-1变化系数表1000则取2.0；代入公式（4-10）得：4.2调节池4.2.1调节池的选择由于废水与处理过程中不需调整水质，因此，调整水的主要功能是调整水量，为方便经济，本工艺采用水量调节池。4.2.2调节池的设计计算（1）设计计算：取长宽为10m×10m则有效水深为总高度计算.（2）调节池水泵选型选择QW型潜水排污泵三台，两台直接使用一台备用，出水口口径为60毫米，流量30立方米每小时，最大扬程11米，转速3000转每分钟n，轴功率1.85千瓦，电机动机功率1.5千瓦，效率67.5%泵重量60千克。4.3平流沉砂池4.3.1沉砂池的选择通常沉砂池布置在提升设备和处置装置前面，起到保护水泵及管路不被磨损、防止后续水结构堵塞、污泥处置设施体积减小的作用，并能降低活性污泥中的无机成分的含量，使其活性增强。沉砂池主要分为以下三种：平流沉砂池、曝气沉砂池和钟式沉砂池。在本中水回用工程中选取平流式沉砂池作为沉砂池。4.3.2沉砂池一般规定（1）城镇污水处理厂一般均应设置沉砂池，工业废水处理应该视情况而定。（2）设计流量应按分期建设考虑，水自流进入沉砂池计算时应该参考每期最大设计流量；提升进入时，计算应该参考每期工作水泵最大组合流量；在合流制处理系统中，计算时应该参考降雨时的设计流量。（3）城镇污水处理厂的沉砂池只数或分格数应至少为2。（4）沉砂量按每立方米污水沉砂0.03升计算，含水率为60%，容重约为1500kg/m3。（5）贮砂斗容积最大为两天沉砂量，贮砂斗壁的角度最小值为55°，人工排砂时排砂管径最小值为200mm。（6）沉砂池的超高最小值0.3mm。REF_Ref9128\r\h【10】4.3.3平流沉砂池的构造平流式沉砂池实际上是一个较进出流通道更宽更深的渠道，当水流时，横截面变大，流速变慢，水体中携带的无机颗粒因重力作用而稳定，使无机颗粒被分离到水体中。它具有对有机物质的拦截效果好，工作稳定，结构简单，便于排沉砂等优点。4.3.4沉砂池的设计计算（1）沉砂池水流部分长度：(4-11)式中：L——水流部分长度，m；——最大流速，m/s；本设计中取0.15m/s；代入公式（4-11）得：（2）水流断面积：（4-12）式中：A——池断面积，㎡；代入公式（4-13）得：（3）池总宽度（4-13）式中：B——池总宽度，m；·——有效水深，m；本设计中取0.20m；代入公式（4-13）得：（4）贮砂斗所需容积：（4-14）式中：V——沉砂斗容积，；——清除沉砂的间隔时间，10d；代入公式（4-14）得：（5）贮砂斗各部分尺寸计算:斗高则贮砂斗的上口宽为：贮泥斗的容积：（4-15）式中：——贮泥斗的容积，；——贮砂斗的高度，m；代入公式（4-15）得：（6）沉砂室的高度：采用重力排砂，设6%坡度坡向砂斗：（7）沉砂池总高度：（4-16）式中H——池总高度，m；——超高，设超高为0.3m；——贮泥斗高度，0.414m；代入公式（4-16）得：4.4精细格栅4.4.1精细格栅的设计计算精细格栅如图4-2：图4-2精细格栅（1）格栅宽度：(4-17)(4-18)代入公式（4-17），（4-18）得：（2）过栅水头损失：（4-18）（4-19）式中：——过栅水头损失，m；——计算水头损失，g——重力加速度，9.81；代入公式（4-18），（4-19）得：为了防止造成格栅前堵塞的情况，所以将格栅后槽底降低作为补偿。（3）栅槽总高度：（4-20）式中：H——栅槽总高度，m；——栅前水深，m；——栅前渠道超高，一般用0.3m。代入公式（4-20）得：（4）进水渠道渐宽部分长度：设进水渠宽长度为，渐宽进水渠所展开角度设为（4-21）——-进水渠宽度，m；——进水渠展开角，一般用；（5）栅槽总长度：（4-22）（4-23）（4-24）式中：L—栅槽总长度，m；—栅前槽高，m；——进水渠道渐宽部分长度，m；带入公式（4-21），（4-22），（4-23），（4-24）得：（6）每日栅渣量计算：（4-25）式中：—每日栅渣量，；—栅渣量（污水），取0.1～0.01；则取0.1，取1.8。—生活污水流量总变化系数。平均日流量L/S461015257020040075016002.32.22.12.01.891.691.511.401.301.20表4-1带入公式（4-25）得：4.5缺氧池4.5.1缺氧池的作用其主要功能去除硝酸盐即对废水进行脱硝处理，而反硝化菌的碳源就是废水中仍存在的的有机物质，在膜池回流污泥中带入大量的硝酸根离子和亚硝酸根离子还原成氮气并释放到空气中，BOD浓度继续下降，NO3-浓度显著降低，在池中设置潜水搅拌器。REF_Ref9184\r\h【11】4.5.2缺氧池的设计计算（1）缺氧池的有效容积为：（4-26）代入（4-26）得：（2）缺氧池的面积：（4-27）代入（4-27）得：缺氧池平面为正方形，则L=B；4.6膜生物反应器4.6.1膜生物反应器的类型膜生物反应器主要由两部分组成，分别为膜分离组件和生物反应器。被经常提到的膜生物反应器实际上可以分为以下三类：（1）曝气膜-生物反应器关于曝气膜-生物反应器的研究首次在1988发表，其方法是利用透气性致密膜（例如硅橡胶薄膜）或微孔膜（例如疏水聚合物薄膜），作为板状或空心纤维组件，当气体分压保持在泡点以下时，可以进行无气泡的曝气。本发明具有改善接触时间和氧气传递的优点，便于控制曝气过程，而不会受到常规曝气过程中气泡尺寸、滞留时间等因素的影响。（2）萃取膜-生物反应器由于强酸性和生物毒性的因素，部分工业废水不能直接与微生物接触，而对于含有挥发性有毒物质的废水，如果采用常规的好氧生物工艺，污染物很可能随着曝气气体的挥发而产生气体，从而导致污染。由于生物反应器和污水回收装置在萃取膜的两边都是独立的，各个单元之间的水流没有太大的影响，所以生物反应器内的营养素和微生物的生长环境不会受到污染，因此得到了稳定的处理结果。对

HRT、

SRT等操作工况进行了优化控制，保持了最佳的降解速度。（3）固液分离型膜-生物反应器固液分离型膜-生物反应器是膜分离技术与传统活性污泥法的二次沉淀池的取代产物，同时也是，在当今世界上研究最多的新型膜生物反应器。传统的生物处理工艺是通过二沉池的重力作用将污泥与水的分离分开，而污泥的沉降特性决定了污泥的分离能力。而污泥沉降性能的好坏与曝气池的运行状态有关，要想提高其沉降性能，就必须对其工艺条件进行严格的控制，从而使其应用受到一定的限制。二沉池对固体和液体分离要求高，污泥浓度无法维持在1.5~3.5

g/L之间，这对生物化学反应速度有一定的影响。水力滞留时间和污泥年龄之间存在着一定的相关性，因此，增大容积和减小污泥的负载常常是一种矛盾。同时，该系统也会产生大量的剩余污泥，这些污泥的处理成本约为25-40%。常规的活性污泥处理工艺存在着污泥膨胀、出水存在悬浮物等问题。REF_Ref9288\r\h【12】4.6.2膜生物反应器的优点MBR和传统的生物水处理工艺比较起来有着很多优势，具体如下：（1）出水水质优质稳定由于膜具有较高的分离效率，使废水的分离率大大提高，废水的悬浮和浑浊程度几乎于零，废水中的微生物、病毒得到了很大程度的清除，达到了建设部颁布的生活杂用水水质标准（CJ25.1-89）的要求，达到这个要求后代表着非饮用市政杂用水可以直接被进行回收利用。REF_Ref9429\r\h【13】并且膜分离技术能将微生物彻底隔离在该生物反应器中，可以改善全部过程中反应器对污染物的去除效果，还能够很好地适应不同的入水负荷（水质与水量），能够经受住冲击负载，并且能够稳定地得到良好的出水水质。（2）剩余污泥产量少具有容积负荷高、污泥负荷低、污泥产出量低（从原理上讲能做到零污泥排放）、污泥成本低的特点。（3）占地空间小，不受限于设置场合该生物反应器微生物活性高，且具有流程简易、构筑物密集、占地面积小，适合于任何场合的特点。REF_Ref9468\r\h【14】（4）对氨氮和难溶性有机物的去除微生物被完全截流在生物反应器内，这对微生物的增殖起到了很好的抑制作用，体系的硝化效率有了改善。并能增加难溶性有机物质在水中的停留时间，这样有机物的降解率也会有所提高。（5）便于操作和管理，可以进行自动化控制这项工艺可以使水力停留和污泥停留两种的时间彻底分离，并且这项工艺相对于其他更加的灵活和稳定，这一新技术可由计算机自动控制，这样自动化可以使操作更加便利化，使管理更加的便捷，可以在废水处理中得到充分的利用。（6）易于从传统工艺进行改造该工艺可作为常规废水处理系统的一个深度处理单元，用于城市二级污水处理厂的污水深度处理（因此，可以实现大规模的城市污水回用）。REF_Ref27366\r\h【15】4.6.3膜生物反应器的设计计算（1）液中膜膜支架技术参数REF_Ref27278\r\h【16】表4-2液中膜膜支架技术参数（2）膜组件型号及规格表4-3膜组件型号4-4膜组件规格（3）膜组件的设计要点表4-5膜组件尺寸膜组件型号池宽（mm）池长（mm）ES100ES150ES2002300～25003300～38004300～4500（1000～1300）×n＋300池深要求：此类型膜组件可应用于水下2.5~3.5米。（4）膜组件的造型1）膜通量（η）与废水中污泥特征，水质和周边条件有关，通常为：0.3～0.7。。为了长久使用，本工艺中取。2）膜支架的有效面积S：。3）膜支架张数（按24小时计）4）膜组件的选型：ES200选型原则：①各个单元类型一致②双排单元应对称布置5）为方便操作，设置两个池的膜装置，一个池10组。（5）MBR池有效容积计算ES200长4.3m，宽8.3m，池深为3.0m膜生物反应器有效容积:V=4.3×8.3×3.0m×2=214（6）鼓风机的选型1）MBR池所需鼓风量计算膜装置洗净所需空气每张膜支架洗净所需空气量MBR所需鼓风量G：2）风机的选型：因为生物氧化需要的空气量比膜清洗需要的空气要少，因此，选型要通过膜清洗所需要的空气量来确定。本设计选用风量50立方米每分钟的罗茨鼓风机。4.7污泥处理4.7.1MBR工艺产泥特点从理论上讲，膜生物反应器可以将污泥全部滞留在生物反应器内部，使无泥运行的污泥达到了零排放。Muller在处理生活污水的中试研究结果表明：当污泥完全截留SRT＝（∞）和污泥浓度（MLSS）高达4060g/L时，几乎不会产生污泥。REF_Ref21782\r\h【18】4.7.2污泥处理该中水回用工程污泥量大约为0.06%，密度为1.01g/ml。每日产泥量由于淤泥量较小，处理效果不佳，所以将淤泥集中于贮泥池，再由污泥车排出，送至附近的污水处理厂进行浓缩、脱水，交给工厂进行处理。每月一次，则需要贮泥池的体积为：有效泥深为3m；超高0.3m；则贮泥池的容积为：4.8消毒池4.8.1消毒池作用用于杀菌消毒。4.8.2消毒池计算二级处理出水加氯量为6~15mg/L，为使消毒杀菌效果完全，加氯时间为30min。采用隔板式接触反应池，设计投氯量为，平均水深为1.0m，隔板间隔2m。接触池容积设置两个隔板接触池长度取4.5m消毒池容积池深1+0.3=1.3m（0.3m为超高）经验算满足停留30min要求。加氯间计算加氯量储氯量采用容量为400L（258kg）的液氯钢瓶，尺寸为直径为600mm，高为1780mm共2只。加氯机2台交替使用。4.9污水工艺总体布置4.9.1构筑物之间的管道连接构筑物之间的管渠分为明渠和管道。REF_Ref31536\r\h【17】明渠流速1～1.5m，使悬浮物持续悬浮，；管道流速为1.5m/s，为防止管道发生淤泥堆积而产生淤泥难以清除的后果。4.9.2配水设备为便于操作和维护，本工艺采用了分水装置，使得各个处理部的水分布均匀，并能互相调整水量。配水装置一般有：管式配水井、倒虹吸管式配水井，它们水头稳定，配水均匀，通常被应用在两个或四个以上的对称结构中。在此过程中，采用了管道式的配水井，在配水槽上设置堰门、阀门或闸板阀，以调整流量，使输水更加均匀，并在需要的时候关闭。4.9.3污水处理厂的平面布置各类处理构筑物构成了处理构筑物的主要布局。在进行平面布局时，应考虑到各个构筑物（包括泵房、鼓风机房等）的功能需求和工艺过程中的水力需求，并结合现场地形地质条件，确定其在平面上的位置。在本项工作中，应注意：管道、沟渠的衔接简单方便，避免迂回曲折，运行时作业人员的巡回路线简洁、方便；为了节省土地，布置要紧凑，管道要短，但是要有一定的间隔，这个间隔主要是考虑管道和沟渠的铺设，在施工过程中，基础的相互作用，和长期发展的可能性。结构间需要设置管线时，其间隔应为5~8m，对一些结构有特别要求的构筑物，应遵循相关规定进行。REF_Ref8504\r\h【19】污水处理厂的管道布局的管道种类繁多，其中最重要的就是污水、污泥管、沟渠。为了每个处理单元和处理结构各自的单独运行，对于管、渠的位置布置必须更加严格准确。这样尽管某一处理单元或构筑物发生紧急故障，也不会导致其他构筑物的被故障影响。相较于其他，采用结构分阶段的实施也必须符合分期施工的条款；应建造连接入厂污水管和出水尾渠的跨越管道，需要即可利用穿越管道排入污水，但不能随便排放有毒有害未处理完全的废水。各管道的布局，不仅要在特定的施工地点，而且要紧密，尽量平行排列，尽量不要穿过空旷地带，这样才能节省土地。这些管道必须易于进行检查和维修。4.9.4水泵扬程计算及选型格栅进水渠水平面在地平面下4.5m，清水池水面在地平面下0.30m。则水泵所需总扬程：流量：

第5章构筑物高程布置5.1高程布置原则（1）采用重力流的方法尽可能减少提升；尽量使污水经一次提升便能顺利自流通过，以降低电耗，方便运行；（2）水力计算必须选择过程中最长距离和最大扬程，为免将来由于水头不足的原因而发生涌水现象，设计时注意留下多出部分；为长远考虑，水量增加的预留水头。5.2构筑物高程布置（5-1）式中：本设计中水处理厂地坪设计标高为110.5m，所以以地面标高作为相对标高（±0.00），设进水管埋深为-2.5m。水头损失如下：表5.1各构筑物污水水头损失表各构筑物类型及标高如下表所示：表5.2各构筑物标高第6章工程概算6.1土建费用构筑物采用钢筋混凝凝土结构，墙体厚度选取250mm，池底厚度选取300mm，钢筋混凝土按每立方300元计，挖土方按每立方200元计。钢结构造价表如下：表6-1钢结构造价表构筑物名称挖方量/m³钢筋混凝土体积/m³造价/元中格栅32.41320细格栅30.8840调节池60090147000贮泥池361010200缺氧池2924070400消毒池502517500MBR反应池2804569500合计316700地上构筑物采用砖混结构，其造价按每平米1500元计，砖混结构造价表如下：表6-2砖混结构造价表构筑物名称建筑面积/㎡造价/元鼓风机房100150000加药间4060000合计2500006.2设备及管道费用设备数量及费用表如下：表6-3设备数量及费用表6-4管道长度及费用管道规格管长m单价/元总价/元HDPE管DN12550073500HDPE管DN10050073500钢管DN1505020010000耐热钢管DN50501718550合计255506.3设备动力费用用电设备耗电量如下：表6-5用电设备耗电量工业用电按照0.5元/度计，则设备每年耗电费用为159213元。6.4人工费用中水回用设施共计4名员工，每名员工平均年薪为10万元。人工费为。6.5单位处理成本第7章结论根据2018年《中国水