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1、1 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 100 150m3 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 4 5 2 污水处理要求 污 水 处 理 后 水 质
2、应 优 于 城 市 污 水 再 生 利 用 景 观 环 境 用 水 水 质 GB18921 2002 项目BOD5SS 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 2 三 工艺流程图 图 1 工艺流程图 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
3、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 一用一备 1 栅条间隙数 3 bhv Q n sin max 取 n 11 式中 n 细格栅间隙数 Qmax 最大
4、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 n 1 bn 式中 B 栅槽宽度 m S 格条宽度 取 0 01m B 0 01 11 1 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 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
5、水渠道内的流速 v1 0 6m s 则 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 4 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 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
6、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 5 2 0 h 二沉池一般取 1 5 4 0 h 沉 淀区的有效水深 h2通常取 2 0 4 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 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
7、 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 5 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5mm 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
8、40 5 4 符合 L h2 16 2 2 8 1 8 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 100 T 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 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 h4 S1 S2
9、 S1 S2 0 5 V1 1 3 2 8 1 44 0 16 1 44 0 16 0 5 1 94m3 式中 V1 贮泥斗得容积 m 3 6 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 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
10、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
11、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最低水 7 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 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
12、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 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 10 15m s 范围
13、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 5 10m s范围内 选 V2 8m s 则支管管径 D2为 D2 2 4 v q 8 00235 04 0 0193m 19 3mm 取 D2 20mm 则 V2 2 020 0 00235 04 7 48m s 8 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 0
14、15 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 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 3 6 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
15、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 BOD5Se 5 7 mg 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 9 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 2 12 6 膜支架尺寸 510 型 宽 高 厚 490mm 1000mm 6mm 7 膜支架有效面 积 0 8
16、m 2 张 8 膜通量0 4 0 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 8 625张 式中 n 膜支架张数 张 膜通量 一般取 0 4 0 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 ES200平面布置尺寸为 4 3 4 3m 池深为 3 0m 膜生物反应器有效容积 V 4 3 4 3 3m 3 55 5 m3 取保护高度 0 5m 则总容积 V 总 4 3 4 3 3 5m 3 64 7 m3 2 取 BOD5容积负荷 NV为 1 0 kg m3 d WBOD5 Qd S0 10 3 20
