MBR污水处理工艺方案设计(DOC).pdf
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1、MBR 污水处理工艺方案设计 (DOC) 2 MBR 污水处理工艺设计 一、课程设计题目 度假村污水处理工程设计 二、课程设计的原始资料 1、污水水量、水质 (1)设计规模 某度假村管理人员共有200 人,另有大量外来人员和游客,由于旅游区污 水水量季节性变化大,初步统计高峰期水量约为300m3/d,旅游淡季水量低于 70m3/d,常年水量为 100150m3/d,自行确定设计水量。 (2)进水水质 处理的对象为餐饮废水和居民区生活污水。进水水质: 项目COD BOD5SS pH NH3-N TP 含量 /(mg/L) 150-250 90-150 200-240 7.0-7.5 35-55
2、4-5 2、污水处理要求 污 水 处 理 后 水 质 应 优 于 城 市 污 水 再 生 利 用 景 观 环 境 用 水 水 质 (GB18921-2002 ) 项目BOD 5SS pH NH3-N TP 含量 /(mg/L) 6 10 6.0-9.0 5 0.5 3、处理工艺 污水拟采用 MBR 工艺处理 4、气象资料 常年主导风向为西南风 5、污水排水接纳河流资料 该污水处理设施的出水需要回用于度假村内景观湖泊,最高水位为103 米, 常年水位为 100 米,枯水位为 98 米 6、厂址及场地现状 进入该污水处理设施污水管端点的地面标高为109 米 3 三、工艺流程图 图 1 工艺流程图
3、四、参考资料 1. 水污染控制工程教材 2. 城市污水再生利用景观环境用水水质(GB18921-2002 ) 3. 给排水设计手册 4、 给水排水快速设计手册 5 给水排水工程结构设计规范 (GB50069-2002 ) 6. MBR 设计手册 7 膜生物反应器在污水处理中的研究和应用顾国维、何义亮编著 8 简明管道工手册第 2 版 五、细格栅的工艺设计 1.细格栅设计参数 (1)栅前水深 h=0.1m; (2)过栅流速 v=0.6m/s; (3)格栅间隙 b 细=0.005m; (4)栅条宽度s=0.01m; (5)格栅安装倾角 =60 ?。 2.细格栅的设计计算 本设计选用两细格栅,一用一
4、备 1)栅条间隙数: 4 bhv Q n sin max (取 n=11) 式中: n 细格栅间隙数; Qmax最大设计流量, 0.0035m3 /s b栅条间隙, 0.005; h栅前水深,取 0.1m v过栅流速,取 0.6/s ; 格栅倾角,取 60?; 2)栅槽宽度: B=s(n1)bn 式中: B栅槽宽度, m; S格条宽度,取 0.01m。 B=0.01 (111)0.005 11=0.155m; (取 B=0.2m) 3)过栅水头损失: K 取 3 =1.67( 选用迎水、背水面均为半圆形的矩形) 6)栅前槽总高度: 取栅前渠道超高h1=0.3m 栅前槽高 H1=h+h1=0.1
5、0.3=0.4 7)栅后槽总高度: 8)栅槽总长度: 细格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度L1: 若进水渠宽B1=0.18m渐宽部分展开角 1 =20?,则此进水渠道内的流速 ,9 .10. 6. 01 .0005.0 60sin0035. 0 0 细 n m g v b s kh2 .060sin 62.19 6.0 005.0 01. 0 67.13sin 2 )( 0 2 3 4 2 3 4 )( 2 mhhhH6.02.03.01. 0 12 5 v1=0.6m/s,则: 4)细格栅与出水渠道连接处的渐窄部位的长度L2: 9)每日栅渣量: Kz=1.5 故采用人工清渣 六、初沉池设计 (1
6、)沉淀区的表面积A: A=Qmax /q A=12.5/2=6.25m 2 式中: A沉淀区表面积, m2; Qmax最大设计流量, m 3/h; q表面水力负荷, m 3/(m2 h);取 q=2 (2)沉淀区有效水深h2: h2=q t h2=2*1.0=2.0m 式中: h2沉淀区有效水深, m; t沉淀时间,初沉池一般取0.52.0 h;二沉池一般取 1.54.0 h。沉 淀区的有效水深h2通常取 2.04.0 m。取 t=1.0h (3)沉淀区有效容积V: V=A h2 V=6.25*2.0=12.5 m 3 m BB L03. 0 20tan2 18. 02.0 20tan2 00
7、 1 1 L L015.0 2 03. 0 2 1 2 m8.1 60tan 4. 0 0.15. 0015.003. 0 tan60 0.15 .0 00 1 21 H LLL 33 3 33 3 0 10 10.0, 10 01.0-1. 0w m m m m 细 格 栅 取 一般 为 d m d m Qw33 0 2. 002.0 1000*1.5 10.0300 1000*Kz w 6 式中: V沉淀池有效容积, m3。 (4)沉淀池长度 L: L=3.6v t L=3.6*4.5*1.0=16.2m 式中: L沉淀池长度, m; V 最大设计流量时的水平流速,mm/s,一般不大于5m
8、m/s。取 v=4.5mm/s (5)沉淀池的总宽度B: B=A/L B=6.25/16.2=0.4m 式中: B沉淀区的总宽度, m。 (6)沉淀池的数量n: n=B/b 式中: n沉淀池数量或分格数;此例设计n=1 单斗排泥 校核: L/B=16.2/0.4=40.54(符合) L/h2=16.2/2=8.18(符合) (7)污泥区的容积Vw: 对于已知污水悬浮固体浓度与去除率,污泥区的容积可按下式计算: Vw=Qmax 24 c0 100T/1000r(100-p0) 式中: c0沉淀池进水悬浮物浓度,mg/L 悬浮固体的去除率,取=50% T两次排泥的时间间隔,d,初沉池按 2d 考虑
9、 r污泥容重, Kg/m 3,含水率在 95%以上时,可取 1000 Kg/m3 p0污泥含水率, %;取 p0=96 Vw=12.5*24*240*50%*100*2/1000*1000(100-96)=1.8 m 3 (8)贮泥斗得容积V1: V1=(1/3) h4S1+S2+(S1 S2) 0.5 V1=(1/3) 2.81.44+0.16+(1.440.16) 0.5=1.94m3 式中: V1贮泥斗得容积, m 3; 7 S1,S2贮泥斗得上下口面积, m 2。 设计 S1=3.6*0.4=1.44m2 S2=0.4*0.4=0.16m 2 h4=(3.6-0.4)*tan60? /
10、2=2.8m h4=(16.2+0.3-3.6)*0.01=0.129m (9)沉淀池的总高度H: H=h1+h2+h3+h4+h4 H=0.3+2+0.5+2.8+0.129=5.729m 式中: H沉淀池总高度, m; h1淀池超高, m,一般取 0.3 m; h2沉淀区的有效水深, m; h3缓冲层高度, m,无机械刮泥设备时为0.5m,有机械刮泥设备时, 其上缘应高出刮板0.3m; h4贮泥斗高度, m; h4梯形部分的高度, m。 (10)贮泥斗以上梯形部分的污泥容积V2: V2=0.5*(L1+L2) h4 b V2=0.5*(17+3.6)*0.129*0.4=0.53m 3 式
11、中: L1=16.2+0.3+0.5=17m L2=3.6m b=0.4m 污泥斗和梯形部分污泥容积 V1+V2=1.94+0.53=2.47m 3 七、调节池的设计 由于本例是旅游区,污水量季节性变化大,淡季时水量低于70m 3/d,高峰 期又能达到 300 m3/d,设计连续高峰水量的时长为2d。该 MBR 工艺设备取用 设计流量为200 m 3/d。当出现连续高峰水量时,调节池可用来蓄水。但当出现 淡季水量时,调节池中的水又过少。所以为了保证污水处理设施在最高水量或 8 最低水量的情况下都能正常运行。拟设计总体积为210m3的调节池,分三格, 每格设计体积为70m3。当水量小于设计流量时
12、,调节池单格运行,当水量大于 设计流量时,可采用双格运行或三格运行起到蓄水作用。 1单格调节池设计 设计流量 Q=8.4 m3/h,停留时间 T=7.0 h,采用穿孔管空气搅拌,气水比为4:1 (1)单格调节池有效容积 V=QT=8.47.0=58.8 m 3 (2)单格调节池尺寸 调节池平面形状为矩形,其有效水深采用h2=3.0m,调节池面积为: F=V/ h2=58.8/3.0=19.6 m 2 池宽 B 取 4.0 m,则池长为 L=F/B=19.6/4.0=4.9 m 取 L=5.0m 保护高 h1=0.5m 池总高 H=0.5+3.0=3.5m 则单格调节池的尺寸为5.0*4.0*3
13、.5=70 m 3 2空气管计算 在调节池内布置曝气管, 气水比为 4:1, 空气量为 Qs=8.44=0.0094 m 3/s。 利用气体的搅拌作用使来水均匀混合,同时达到预曝气的作用。 空气总管 D1取 30mm,管内流速 V1为 V1= 2 1 4 D QS = 2 03.014.3 0094.04 =13.3m/s V1在 1015m/s范围内,满足规范要求 空气支管 D2:共设 4 根支管,每根支管的空气流量q 为: q= s Q 4 1 =0094.0 4 1 =0.00235m 3/s 支管内空气流速V2应在 510m/s范围内,选 V2=8m/s,则支管管径 D2为 D2= 2
14、 4 v q = 8 00235.04 =0.0193m=19.3mm 取 D2=20mm,则 V2= 2 020.0 00235.04 =7.48m/s 9 穿孔径 D3:每根支管连接两根穿孔管,则每根穿孔管的空气流量为 q1=0.001175m 3/s,取 V 3=7m/s D3= 7 001175.04 =0.0146m.取 D3=15mm.则 V3为 V3= 2 015.0 001175.04 =6.65m/s 3孔眼计算 孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成45o处,并交错排列,孔眼间距b=100mm, 孔径 =2mm,穿孔管长一般为4m,孔眼数 m=74 个,则孔眼流速 v 为 V=
15、m q 2 1 4 = 74002.0785.0 001175.0 2 =5.06m/s 八、 MBR 池设计 数量: 1 座 构筑物:钢砼结构 池容积: 4.3 4.3 3.5m 水力停留时间: 5h (1)膜组件 数量: 1 组 规格: 2.8 0.51 2 m 清洗: 36 个月清洗一次 (2)曝气系统 数量: 1 套 组成:罗茨风机( 2 台,一用一备)、曝气器、管路阀门等 膜组件 有效容积计算 设计参数: a.MBR 进水 BOD5 S0 =114 mg/L b.设计处理水流量Qd=200 m 3/d c. MBR 对 BOD5的去除率达到 95%98%,出水 BOD5Se5.7 m
16、g/L 1.膜组件选型 本设计的膜选用日本久保田(Kubota)公司生产的液中膜,膜技术参数表 如下: 10 序号名称特性参数 1 材质聚氯乙烯 2 膜孔直径0.4 m 3 过滤方式重力过滤 /吸引过滤 4 最大过滤压力重力过滤: 12kpa/吸引过滤: 20kpa 5 耐化学药品性耐酸耐碱性强( PH 值 212) 6 膜支架尺寸 510 型 宽 高 厚:490mm 1000mm 6mm 7 膜支架有效面 积 0.8 m 2 /张 8 膜通量0.40.8 m 3/m2.d 1.膜支架张数计算 (按每天 24小时运行计算 ) n = Qd t/24 0.8 = 200 0.4 24/24 0.
17、8= 625张 式中: n膜支架张数,张; 膜通量,一般取0.40.8 m 3/m2.d; t每天运行时间, h; 0.8膜支架有效面积,m 2 /张 同一膜生物反映器内应选同型号的膜组件,膜组件分为 AS 型、 FF 型、ES 型三种: AS 形适用于大型市政排水处理 FF 型适用于地埋式小型污水处理 ES 型适用于生活污水、工业废水,是常用膜组件 ,尤其推荐作为中水回用处 理工艺。 故膜组件选用 ES200(n0=200) N=n n0=625 200=3.12组,取 4 组 2.膜生物反应器池有效容积计算: (1)按膜组件安装尺寸计算 11 ES200平面布置尺寸为: 4.3 4.3m,
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