300吨天MBR设计方案.docx
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300吨天MBR设计方案
MBR工艺处理方案
（300t/d）
第一章MBR处理工艺段方案
本工程拟采用MBR工艺，对污水进行深化处理，处理后的污水作为灌溉和绿化用水。
本工程拟建为户外工程，对土地使用和工程的平面布置未做出限制要求，整套污水处理工艺主要包括：
格栅+调节池+缺氧+好氧+MBR。
在MBR工艺段，要求采用国际标准初步设计工程所涉及的内容，给出设备报价和运行成本。
在本工艺方案书内不包括前期预处理的设计，只对膜过滤系统进行设计，预处理部分的方案由其工程总包方负责。
1.1原水水质和水量
设计处理水量：
300m3/d，原水水质标在表1-1中列出。
表1-1原水水质
序号
项目
单位
处理前水质
1
PH
未知
2
SS
mg/L
未知
3
BOD5
mg/L
250
4
CODcr
mg/L
500
5
氨氮
mg/L
未知
6
油含量
mg/L
未知
1.2设计产水水质
产水用于灌溉和绿化，要求必须达到较高的水质标准，并做杀菌和消毒处理，避免对人体有害细菌的滋生和生长，产水水质指标在表2中列出，并在工艺设计时充分考虑工艺方案的运行可靠和稳定性，以求产水水质稳定优良。
表1-2处理后水质指标一览表
表2城市杂用水水质标准
序号
项目
冲厕
道路清扫、消防
城市绿化
车辆冲洗
建筑施工
1
pH
6.0-9.0
2
色/度 ≤
30
3
嗅
无不快感
4
浊度/NTU ≤
5
10
10
5
20
5
溶解性总固体/（mg/L）≤
1500
1500
1000
1000
-
6
五日生化需氧量（BOD5）/（mg/L） ≤
10
15
20
10
15
7
氨氮/（mg/L） ≤
10
10
20
10
20
8
阴离子表面活性剂/（mg/L）
1.0
1.0
1.0
0.5
1.0
9
铁/（mg/L） ≤
0.3
-
--
0.3
--
10
锰/（mg/L） ≤
0.1
-
--
0.1
--
11
溶解氧/（mg/L） ≥
1.0
12
总余氯（mg/L）
接触30min后≥1.0，管网末端≥0.2
13
总大肠菌群/（个/L）≤
3
1.3
工艺方案流程
图1-1污水处理的工艺流程图
1.4MBR简介
膜生物反应器（MBR）是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型污水处理技术，可用于有机物含量较高的市政或工业废水处理。
虽然有氧MBR过程的技术应用可以追溯到20世纪70年代，但是它在污水处理领域的大规模商业应用也是在过去的10年间刚刚开始的。
利用膜组件进行的固液分离过程取代了传统的沉降过程，能有效的去除固体悬浮颗粒和有机颗粒，制备无菌水。
与传统工艺相比，MBR可以使活性污泥具有较高的MLSS值，延长其在反应器中的停留时间，提高氮的去除率和有机物的降解。
MBR是现代化的、高效的水处理系统，可满足市政污水处理量不断增长的需求，极大地提高污水处理后的水质。
MOTIMO的MBR系统是一种操作简单，自动化程度高的处理过程，具有以下优点：
⑴与传统处理系统相比，可节省50%的土地使用面积；
⑵可处理MLSS含量高（＜10g/L）的污水，具有较长的淤泥截留时间（≮30天）；
⑶对不同的进水，有稳定的产水水质；
⑷污泥产量低，减少了处理的费用；
⑸能耗低，清洗简单，运行费用低；
1.5MBR过程描述
MBR是一种将活性污泥法和一体化浸没式膜分离系统相结合的新型污水处理技术。
这一过程可广泛应用于市政和工业污水处理领域，包括水资源回用，社区发展，公园景点水资源回用等。
MBR过程实际上是一套污泥悬浮生长的活性污泥处理系统，采用微孔膜用于固液分离，从而取代了传统的二沉池工艺。
这样，固液分离过程只需要很小的占地面积即可实现。
通常的MBR处理流程如下所示。
图1-2MBR污水处理工艺流程图
如图1-2所示的是典型的MBR结构，它包括位于反应器有氧区的浸没式膜组件、厌氧区和内部的流体搅拌装置。
如何使厌氧区具有生物除磷功能也是最近的一个研究热点。
膜过滤系统对来自反应器中的水进行连续过滤，而再循环过程中，活性污泥的液体混合物仍然留在反应器中，这样就不需要单独设置一个专用的二沉池。
此外，由于过滤系统安装在反应器内部，因此，也不需要设置专门的过滤系统，从而减小了占地面积。
为了保证氮的去除率，在厌氧区内还添加了一个反硝化装置。
在重力的作用下，流体在MBR中连续流动，如果流量的峰值超过了平均流量的两倍，那么就必须在生物处理装置前安装一个调节池。
典型MBR系统的流程可以描述如下。
污水经预过滤后流入调节池，在这里进水的水质和流量可以得到调节。
被格删拦截的杂质需要定期清理。
接下来，调节池中的污水被泵输送至MBR系统，并与活性污泥进行充分的接触。
污水中的有机物被微生物降解，而其它不能被降解的杂质则被MBR系统中的膜组件分离。
进一步处理之后，被处理水可以达标排放或回用。
此外，输送到MBR系统中的空气也是处理过程中非常重要的一部分，它可以促进反应器中流体的循环流动，提高活性污泥的降解效率，还可以使中空纤维之间发生相互摩擦，清洁膜组件。
1.6设备描述
典型的MBR系统通常由两部分组成——生物反应器和膜组件。
在污水处理领域，最常用的MBR系统通常由进水流量计、过滤格栅、MBR系统、消毒系统、产水流量计、曝气污泥池和污泥脱水装置组成。
MBR系统所需的设备包括一个混凝土的矩形储槽，被分为三个部分（调节池、厌氧区和有氧过滤区），泵，电动阀门，风机，液位控制系统，PLC和过滤膜组件。
1.6.1预过滤
适当的预过滤操作对于浸没式MBR是非常重要的。
预过滤的目的不仅是为了保护中空纤维膜组件的完整无损，还能防止纤维状的杂质将纤维缠结在一起。
膜组件中纤维状杂质的聚积最终会导致膜性能的降低，使膜清洗和维护的费用更高。
一个1mm的多孔格栅就可以非常有效的去除纤维等杂质，并能保证进入MBR系统的水流量足够的大。
滤渣应定期清理。
1.6.2流量调节
流量调节池用于在水流高峰期调节流量，在系统前端设置一个流量调节池可以使所需的生物反应器单元数量减少到原有的一半，使工程投资相应减少。
1.6.3生物处理过程
厌氧区和需氧区以及相应的管路、分布器、通路封口和排出口等共同构成了MBR的生物处理部分。
经过滤的原水首先进入厌氧区，在这里原水与循环的混合液体进行混合，然后流入有氧区。
在有氧区，污水被来自气体分布器的空气进行曝气处理，空气由与分布器相连的风机供给。
微滤膜组件直接浸没在有氧区内，或者在重力作用下进料，或者靠离心泵进料。
混合液体与空气充分混合后，被输入每一个膜组件。
流体以错流方式连续流过中空纤维膜，并不断刷洗者膜表面。
污水在生物反应器的有氧区和厌氧区内经过生物处理，清洁的水透过中空纤维膜，排放到消毒系统，进行进一步处理。
残余的固体、有机物颗粒、微生物、细菌和病毒则不能通过膜，被截留在液体混合物中，最终被活性污泥降解。
经MBR处理的污水，排出水质可达到固体悬浮物颗粒含量低于5mg/L，浊度低于1NTU。
第二章装置和主要设备
2.1MBR池（过滤区）
MBR池为本工艺的主体，是污水达标排放的主要工序。
前段设曝气区，后段为膜过滤区。
结构：
碳钢结构。
数量：
1
尺寸：
6m（L）×4m（d）×4.0m（h）
2.2膜单元数核算
系统膜单元的数量为：
60片÷10片/套=6套。
（1）膜数量为10片/套；
（2）设计流量为240L/片·h；
（3）外型尺寸为1200（L）×700（W）×2300（H）。
2.3格栅
在下水总管路进污水处理系统之前，经过自制格网，去除其固体污染物，人工定期清渣即可。
格网网孔：
1mm.
2.4潜污供水泵
为MBR反应器供水
数量为2台（1用1备）
流量Q=12.5m3/h
扬程H=8.5m
功率P=2.2KW
2.5抽吸泵
将经膜过滤后的出水抽提出来，进入反洗池和排放管网。
数量：
4台（3用1备）
流量：
Q=6m3/h;
扬程：
H=11m;
功率：
W=0.55kw；
吸程：
8m
2.6鼓风机
数量：
2台（1用1备）
流量：
Q=6m3/min;
出口压力：
5000mmH2O
功率：
W=7.5kw
转速：
1980rpm
2.7MBR反洗泵
将反洗水池中经膜过滤后的出水抽提出来，送入膜中，对膜进行反洗。
数量为2台（1用1备）
流量Q=5m3/h
扬程H=12m
功率P=0.37KW
2.8剩余污泥泵
将剩余污泥从MBR池内排至污泥池。
数量为2台（1用1备）
流量Q=10m3/h
扬程H=12m
功率P=0.75KW
2.9化学清洗系统
化学清洗系统为MBR膜组件的彻底清洗提供场所和条件，分为柠檬酸清洗和次氯酸钠清洗。
（1）次氯酸钠加药系统：
加药桶容积为0.5立方米，装机为2台计量泵，1用1备。
（2）柠檬酸加药系统，加药桶容积为0.5立方米，装机为2台计量泵，1用1备。
（3）循环泵：
对化学药剂进行充分的混合，防止药品沉降，以达到最好的清洗效果。
循环泵的数量为2台
型式：
卧式离心泵
流量：
5立方米/小时
扬程：
5m
功率：
0.55Kw
（4）化学清洗池
功能：
膜组件需要外置化学清洗时，在此池体内进行。
化学清洗池内部尺寸为：
2m×2m×2.8m;
数量：
2座，一个次氯酸钠清洗池，一个柠檬酸清洗池。
结构：
钢砼半地下结构
2.10真空泵
功能：
排除膜出水管空气，使产水泵正常工作。
型号：
SZB-4
数量：
1台
流量：
Q=0.33m3/min
吸程：
H=-8m
功率：
P=1.5kw
2.11起重机
由于该设备需有专业资质单位设计、施工，因此仅提出参数，不包含在供货范围内
功能：
安装、维修护养膜起吊用
数量：
1台
起重能力：
1.5t
跨度：
12m
有效起重高度：
5.5m
功率：
5.5kw
2.12行车梁架
由于该设备需有专业资质单位设计、施工，因此仅提出参数，不包含在供货范围内
功能：
起重机工作轨道平台
数量：
1台
起重能力：
1.5t
有效行程：
30m
有效起重高度：
5.5m
2.13计量泵（加柠檬酸）
功能：
。
型号：
数量：
1台
流量：
Q=15L/h
出口压力：
7bar
功率：
P=0.25kw
2.14计量泵（加次氯酸钠）
功能：
型号：
数量：
1台
流量：
Q=108L/h
出口压力：
5bar
功率：
P=0.25kw
2.15流量计
功能：
规格：
数量：
6个
2.16压力表
功能：
出水管
量程：
-0.08～0.15MP
数量：
6块
2.17自控设备
有压力仪表、流量仪表、化学分析仪表等与PLC、工业控制计算机组成自控系统，对整个水处理设备的运行进行监控。
2.18电气
（1）电：
a）控制功率23.4Kw
b）运行功率11.35kW
c）电压380V，三相五线制
第三章配供电系统和自控系统设计
4.1电源性质
污水处理厂中水处理MBR系统属于二类用电负荷，投产之后，要求长期不间断运行，一旦中断供电，必然造成大量污水无法处理，影响周围环境，而且会给整套系统带来损害。
污水处理过程中的活性污泥和细菌，是经过很长时间的培养驯化而得来的，一旦停止供电时间过长，生化菌长期缺氧会窒息死亡，即使恢复供电，活性污泥和生化菌要经过相当长的时间才能培养长成，在这段时间里，未经处理的污水排出造成二次污染。
因此污水处理厂必须采用双回路供电，一路工作，一路备用，工作用电源和备用电源互锁，备用电源为100%备用。
4.2MBR车间负载
主要用电设备有：
0.55kW产水泵4台（三用一备）、7.5KW反洗水泵1台、7.5KW鼓风机两台（一用一备）、1.5KW真空泵一台、5.5KW天车电动机一套、采用三相五线制，相电压为220V，线电压为380V，50HZ。
4.3控制
产水泵、反洗水泵和风机都采用变频控制，其它泵均采用直接启动。
4.4接地
接地系统采用TN-S系统，电气系统和自控系统共用接地系统，所有配电设备非带电体及金属支架、外壳都必须可靠接地，电源入户前做重复接地，接地电阻不大于4欧姆。
接地电阻以实测为准，不满足要求时补打接地极。
4.5其他
土建施工时需配合进行电气的预留预埋。
施工时，除按图纸要求施工外，皆参照《建筑电气安装工程图集》进行。
4.6MBR系统自控系统配置
MBR系统自控柜上设触摸屏一台，通过RS232接口与PLC通信。
4.7需要控制的设备及检测内容
机组控制各自阀门、水泵，并采集产水流量和压力，水罐（水槽）通过液位变送器采集液位信号。
4.8自控柜
自控柜共1面根据运行状态控制MBR系统的阀门和各水泵、加药泵。
自控柜电源引自动力柜，设备运行采用自动控制，不同状态时阀门、水泵等运行均由PLC进行调节和协调，PLC采集现场各仪表信号，检测并报警，各水泵、药泵以及阀门均在触摸屏上设置手动启停、开关按钮。
4.9接地
仪表接地在自控柜中完成，使用屏蔽线接线，屏蔽层在自控柜中单端接地。
接地电阻不大于4欧姆。
4.10其他
设备安装时需配合进行仪表的桥架安装。
施工时，除按图纸要求施工外，皆参照《建筑电气安装工程图集》进行
第四章投资估算
一设备制作部分
序号
名称
技术参数
单位
数量
小计
（万元RMB）
备注
一、机电设备
1
帘式膜
FP-AⅡ
片
60
2
膜架
外型尺寸为：
1200（L）×700（W）×1700（H）
套
6
3
膜架安装架
套
5
4
产水泵
流量：
Q=6m3/h
吸程：
H=8m
功率：
P=0.55KW
台
4
3用1备
5
鼓风机
流量Q=6m3/min;
出口压力：
5000mmAq
功率：
P=7.5KW
台
2
1用1备
6
循环泵
流量：
Q=5m3/h
扬程：
H=16m
功率：
P=0.37kw
台
1
7
真空泵
数量：
1台
流量：
Q=0.33m3/min
吸程：
H=-8m
功率：
P=1.5kw
台
1
8
计量泵
流量：
Q=15L/h
出口压力：
5bar
功率：
P=0.25kw
台
1
9
计量泵
流量：
Q=105L/h
出口压力：
5bar
功率：
P=0.25kw
台
1
10
管路、管件、阀门
批
1
11
小计
二、自控系统
1
自控柜
PLC、I/O模块、触摸屏、变频器等
套
2
在线仪表
传感器、变送器、在线仪表等
批
3
电缆、桥架
批
4
小计
设备费用合计
升级会员 