MBR膜方案设计及计算方案.docx
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MBR膜方案设计及计算方案
MBR膜方案设计及计算方案
一、本设计的建构筑物和工艺设备为初设，在施工图设计时可能依据甲方提供的实际水质、地形及相关情况等进行适当的调整，以达到最佳的效果和节能的目的。
二、为降低能耗，降低运行成本，本方案采取如下措施：
1.为不同时段的进水量，设置不同的运行方案。
三、各池的容积均为有效容积。
四、主要技术经济指标
（一）技术
1.耐冲击负荷强；
2.操作简便，占地面积小；
3.无污泥膨胀之忧，运行费用低。
（二）经济
1.造价:
万元；
2.运行费用：
0.98元/t（200t/d）。
（三）运行费用说明：
1.该运行费用不包括维修和折旧费；
2.由于该种污水主要来源于厕所、食堂、洗浴生活用水；
3.为降低运行费用低，可依据污水的不同浓度和水量，设置不同的运行方案，通过调节运行时间来达到节约能耗，降低运行费用。
五、服务
1.质保：
公司对所建工程免费保修期一年，终身维护；
2.维护：
市区内24小时内到达现场；市以外72小时内到达现场。
六、结构说明：
1.埋地情况按公司具体要求意见：
构建（筑）物可采用地面或半地埋；
2.构筑物采用钢板焊接，外用环氧煤沥青漆防腐。
使用方便，建筑周期短；
总述
首先感谢给予我公司参与废水治理工程方案设计的机会。
我公司十分珍惜这一机会，依据我公司同类或类似工程的经验并结合工厂的实际情况及相关要求，精心编制了本方案。
如有幸承接本工程的设计、建设和安装调试等任务，我公司将调集精锐队伍和优良装备，优质、高效建设好本工程。
一、工程概况
1.工程名称：
生活废水200m3/d（最大日排水量）MBR膜处理工程
2.工程地址：
********渡假酒店
二、工艺选择、特点及设备选型说明
根据该工程废水的特点，和该生活废水排放的实际情况，本着工艺设计的实用性、易操作性的原则，我们拟采用预处理+调节池+MBR膜一体化污水处理设备的处理工艺进行治理。
1.工艺特点：
a）本工艺具有运行费用低，耐冲击，占地面积小的优点.操作维修简便，控制系统采用半自动控制；
b）本工程由于修建在工厂周围，为了保持厂区的安静氛围，我公司特地选用噪声小，不影响环境的设备；
2.设备选型说明
所选用的设备皆是性价比较高的、使用操作方便的、质量可靠的设备。
3.保修
公司对所建工程保修期一年，终身维护。
三、工艺效果
根据业主提供的资料，按照国家相关的法规要求，其处理后水污染物排放执行《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》（GB/T18920-2002）。
处理后的污水可进行排放或回用，回用水可用于道路冲洗、小区绿化浇洒、车辆冲洗及厕所冲洗等。
四、我公司承建本工程的优势
*******************有限公司是集工业及供水自动化、水处理、环境保护于一体的高新技术企业。
公司依托国际先进技术，致力于给排水自动化控制及除烟除尘除噪成套设备的设计、开发、制造和推广应用。
我公司本着“团结、拼搏、诚信、奉献”的精神，弘扬“以人为本，科技兴企；管理求效，质量创牌”的企业文化，不断增强企业综合实力。
目前，公司已拥有一大批德才兼备的电气、机械、给排水、水处理、工业自动控制等专业的工程技术人员及高中级管理人才，具备完备的配套能力，拥有多项高难高新技术工艺和产品。
在给水处理、饮用纯净水和矿泉水、直饮水系统、软化水、工业用脱盐水（高温高压锅炉水、医药级纯水和电子级超高纯水）、市政污水处理、电子行业废水处理、皮革废水处理、印染废水处理、天然气化工废水处理、煤焦化工废水处理、磷化工废水处理、重金属废水处理、工业冷却循环水处理、水处理设备和水工机械的设计和制造、二次供水设备成套、安装工程等领域屡创佳绩。
公司目前资金雄厚、人才济济、创新不断，欣欣向荣。
本着竭诚为用户提供优质产品、优质工程和满意服务的初衷，我们将为用户提供一个购置费用低廉、运行费用低廉、维修保养方便、技术先进成熟、美观大方、节省面积的设备成套方案，以供用户参考。
第一章概述
1.1项目基本情况
*******项目其中涵盖“*******”发展战略多条中心交通主轴的市政道路，使该项目将位于“*******”战略的绝对中心区位成为市中心最大规模住宅与办公区域，且配套最齐全、最繁华。
******项目邀请了国际一流知名公司进行多方面合作，包括规划设计、交通体系、园林景观等，因此出现了多个贵州首创：
三层立体交通及有轨电车环绕通行、16万㎡湿地生态公园、260米60层双塔国际甲级办公大楼、25万㎡大型购物中心、22万㎡时尚商业水街、60万㎡办公、60万㎡商业、首家五星级疗养院、308米IMAX3D巨幕影院等。
其中产生的生活污水200m3/d,我公司特地针对该污水处理设施就行工艺设计。
1.2设计依据与设计原则
1.2.1设计依据
1法律法规依据
《中华人民共和国环境保护法》（1989年）
《中华人民共和国水污染防治法》（1996年修正）
《建设项目环境保护管理条例》（1998年12月）
《建设项目环境保护设计规定》（1987年）
2技术标准依据
《污水综合排放标准》（GB8978－1996）
《城市杂用水水质标准》（GB/T18920－2002）
《环境空气质量标准》（GB3095-1996）
《环境工程手册——水污染防治卷》和《三废处理工程技术手册》
《建筑制图标准》（GB/T50104-2001）
《建筑结构制图标准》（GB/T50105-2001）
《给水排水制图标准》（GB/T50106-2001）
《城市污水处理工程项目建设标准（修订）》（2001版）
《房屋建筑制图统一标准》（GB/T50001-2001）
《建筑模数协调统一标准》（GBJ2-86）
《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）
《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）
《工业企业照明设计标准》（GB50034-92）
3设计规范
《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）
《建筑中水设计规范》（GB50336-2002）
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
《建筑抗震设计规范》（2008年改）（GB50011-2001）
《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）
《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）
《泵站设计规范》（GB/T50265-97）
《工业与民用供配电系统设计规范》（GB50052-95）
《低压配电装置及线路设计规范》（GB50054-95）
《10KV及以下变电所设计规范》（GB50053-94）
《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50060-92）
《供配电系统设计规范》（GB50052-95）
《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）
4业主提供的有关废水产生的人数、水量资料。
1.2.2设计原则
（1）认真贯彻执行国家关于环境保护的方针政策，执行国家有关法规、规范、标准；
（2）根据处理水水质和处理要求，合理选用适合本项目实际的先进的、成熟的工艺路线，处理技术先进，处理出水水质达标。
运行稳定、可靠，在满足处理要求的前提下，达到低能耗、低运行费、低基建、少占地、管理方便、运行稳定、工期短的目的。
尽可能减少运行费和投资；
（3）处理设施在工艺设计上考虑待处理水的特殊性，耐冲击性强，运行上有较大的灵活性和调节余地，以适应水质的变化；
（4）充分利用现有地形条件，减少投资；
（5）设备选型要综合考虑性能、价格因素，设备要求高效节能，噪音低，运行可靠，维护管理简便，便于操作管理；
（6）水处理站平面和高程布置要求紧凑、合理、美观，实现功能分区，方便运行管理；
（7）无二次污染、清洁及安全生产原则。
1.3设计范围
本设计包括污水处理站内的工艺、建（构）筑物、电气控制、设备等。
1.4设计指标与治理目标
1.4.1设计处理量
依据甲方提供的资料，该项目主要为沐浴水、盥洗水和洗衣水等优质杂排水的处理。
均为间隙排放,根据项目情况，及业主提供的数据确定设计处理能力200m3/d。
综述本方案设计污水处理能力为200m3/d；
1.4.2设计处理原水水质
项目
CODcr
（mg/l）
BOD5
（mg/l）
SS
（mg/l）
NH4-N
（mg/l）
TP
（mg/l）
PH
数值
200～400
140～250
100～200
100～150
5
6—8
设计处理原水水质取表上限
1.4.3设计出水水质
废水经处理后出水达《城市杂用水水质标准》（GB/T18920－2002）排放标准中的，具体参数如下表：
表1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
第二章污水站选址及建设条件
2.1污水站选址
根据项目的具体情况，污水站选址需同时考虑以下几个方面：
（1）位于加工区域主导风向的下风向；
（2）地质结构良好，无地震带、断裂带、流砂带；
（3）少占场内有用地段，尽量使用废弃地段；
（4）离公共建筑群有一定的隔离距离和自然隔离带；
（5）布置应符合国家现行防火、防噪声、防震、安全、卫生等规范规定的要求；
（6）在满足工艺流程的情况下，力求管线最短、操作及维护方便；
（7）根据总体发展规划，废水处理站地址的选择还应考虑远期发展的可能性，尽可能留有扩建的余地。
2.2建设条件
废水处理站应建在具有良好的道路交通条件和供电供水能力的地方，能够为废水处理站的建设及建成后投入使用提供强有力的保障。
第三章工艺流程的确定及说明
3.1废水处理工艺的选择
根据公司提供的资料和该生活废水排放的实际情况，本着工艺设计的实用性、易操作性的原则，我们拟采用预处理+调节池+一体化MBR膜处理设备的处理工艺进行治理。
废水经处理后出水达《城市杂用水水质标准》（GB/T18920－2002）排放标准。
3.2废水的预处理
废水预处理主要是通过格栅去除废水中还有的纸屑、卫生纸等大块状物资，预防管道或者水泵的堵塞。
3.3活性污泥工艺的选择
污水好氧生化处理工艺类型浩繁,范围极宽。
目前国内的污水处理厂工程建设项目很多,各污水处理厂所采用的工艺类型不少,运行效果也不尽相同。
污水处理工艺的选择直接关系到污水处理站的出水水质、工程投资、运行及管理是否方便可靠、运行成本高低等,因此正确选择适当的污水处理工艺是污水处理的关键。
好氧处理是利用好氧微生物的新陈代谢活动在充氧的条件下对废水进行处理。
好氧处理废水方法比较多,而接触氧化法和其它工艺比较来看,具有无污泥膨胀,设备操作简单,维护容易,运行稳定且耐受高负荷冲击的特点。
所以接触氧化法在处理各类工业污水上占有很大的比例,其好氧菌具有很好的繁殖能力和抗冲击能力，在有氧的情况下,通过空气的搅动,好氧菌和污水充分接触,能把废水在厌氧处理后的残余小分子有机物质通过新陈代谢活动彻底分解为CO2和H2O,从而达到降低COD的目的。
常用好氧处理工艺简单阐述比较如下：
生物接触氧化工艺属于生物膜法的一种,通过人为提供微生物生长繁殖的载体及填料,污水流过填料与微生物膜接触,通过吸附、分解得以净化污水,同时通过鼓风机提供微生物生长繁殖所需的氧气。
该工艺处理污水应用比较多,工艺成熟。
SBR（SequencingBatchReactor,序批式间歇活性污泥法的简称）作为污水处理技术并非是污水处理的新工艺,随着各种新型不堵塞曝气器、滗水器和自动监测控制的硬件设备及软件技术的出现和发展应用[如DO仪、ORP计、液位计等],特别是计算机和工业自控技术的发展和不断完善,作为活性污泥法开发初期的间歇运行操作中的复杂问题,得到了解决,该工艺将曝气池和沉淀池合二为一,变容积运行,可减少占地面积,CASS是SBR的变型,其原理相同于SBR。
曝气生物滤池是在池内填充生物填料的一种生物滤池,同属于生物膜法。
是把过滤、吸附、分解等多功能集于一体，具有处理效果好,有机负荷高的优点,多用于污水的三级处理。
它要求反冲洗,增加了设备量和能耗,同时它具有易堵塞、水力停留时间短、抗冲击负荷差等缺点,需要一级强化处理降低悬浮物的浓度,减少反冲洗的频率。
氧化沟工艺也是活性污泥法的一种变型,它通常以较低的负荷运行,属于延时曝气模式.氧化沟耐冲击能力强、污泥较稳定,它有一定的脱氮功能.随着对环保要求的日益提高,去除污染物目标的增加,氧化沟工艺变形也越来越多,同时增加了其应用的局限性,根据国内已建的氧化沟废水处理厂来看,其占地面积比较大、设备量比较多、能耗也较高。
好氧工艺比较表
项目
名称
有机负荷
出水水质
堵塞
抗冲击负荷
操作
接触氧化法
比较高
好
不易
较强
简单
SBR法
比较高
好
不易
强
一般
活性污泥法
比较低
较好
不易
较强
一般
氧化沟
比较低
较好
不易
较弱
简单
接触氧化法工艺特点：
A.净化效果好
同时去除氨氮、除磷，容积负荷高,耐冲击负荷,净化效果好；
B.污泥产量低
由于单位体积的微生物量大,容积负荷大时,污泥负荷仍较小,所以污泥产量低；
C.占地面积小,管理方便；
该工艺处理负荷高,可减少占地面积,而且没有污泥膨胀等问题,所以运行管理方便；
针对具体水质情况与上述工艺的特点，此方案采用接触氧化工艺。
3.4MBR工艺的选择
本工程生活污水采用我公司自行研发的1套200m3/dMBR膜处理工艺（膜生物反应器）的污水处理系统设备。
MBR工艺一般由膜分离组件和生物反应器二部分组成。
一体式MBR工艺是将膜组件直接安置在生物反应器中，通过工艺泵的负压抽吸作用得到膜过滤出水。
由于膜浸没在反应器的混合液中，因此也称为浸没式或淹没式MBR。
一体式MBR具有工艺简单、运行费用低和出水水质好等优点。
在生物反应器内放置0.1微米的微/超滤膜，可过滤截留全部胶体污染物质与细菌、大部分病毒，并通过活性污泥消化分解污染物质，膜产水优质稳定，只需较少的消毒剂用量就能消灭剩余的病毒：
如排入城市污水处理厂也将显著减轻残余消毒剂对生物处理系统的破坏作用。
优越的处理性能使MBR在工程应用中取得了相当大的成绩。
※MBR膜技术的特点：
1）活性污泥浓度高，强化有机物去除效果；
2）有效截流个体小，生长缓慢的硝化菌，氨氮去除率高；
3）对微生物和各种致病菌具有高效的截留作用；
4）出水洁净，悬浮物和浊度接近于0，可直接回用；
5）排泥周期长，污泥产率低，减少了污泥处理费用；
6）省去二沉池，节约占地；与传统的处理工艺相比，可节约50%占地面积；
7）就地处理就地回用，节省了大量的管岗敷设费用；
8）装配式膜架设计方便灵活，膜组件的拆装与维护非常方便；
9）能耗低、清洗简单、运行费用低；
10）施工简单，管理方便，基本可实现无人管理；
11）投资省，运行费用特低，自动化程度高。
3.5优质国产MBR膜和进口MBR膜性能对比
进口MBR膜和国产MBR膜对比
品牌
使用周期（年）
材质
膜通量（m3/m2*d）
清洗方式
清洗频率
价格（m2）
日本三菱
5—8
PVDF
0.6
在线清洗
3-7
375
美国GE
5—8
PVDF
0.8
在线清洗
3-7
400
天津膜天
3—5
PVDF
0.6
在线清洗
3-7
150
由上表可以看出：
国产膜和进口膜均采用PVDF材质，膜通量也大同小异，清洗方式均采用在线清洗方式且清洗时所需药剂的浓度及药剂投加时间没有差别。
但是价格方面有很大的出入，进口膜为国产膜价格的2.5倍多，使用周期进口膜比国产膜多2年左右。
根据以往工程经验，MBR膜占整个MBR系统投资的70%左右，为此我们做了如下投资对比表。
国产和进口MBR膜投资对比表
品牌
平均使用周期（年）
材质
单价（m2）
处理10m3水所需膜量（m2）
价格（元）
日本三菱
6
PVDF
375
16.6
6250
美国GE
6
PVDF
400
12.5
5000
天津膜天
4
PVDF
150
16.67
2500
根据上表，设定MBR系统运行12年（最小公倍数）。
有如下表：
国产膜和进口膜运行12年所需投资对比表
品牌
更换次数
材质
日处理10m3水每次价格（元）
12年供膜费用（元）
日本三菱
2
PVDF
6250
12500
美国GE
2
PVDF
5000
10000
天津膜天
3
PVDF
2500
7500
由此可以看出：
国产膜12年中将增加1次更换。
更换时只需简单的拆卸安装，此笔费用可以忽略不计。
供膜费用国产膜比运行进口膜更节约成本，选择国产膜8年时间可以实现投资平衡，并开始盈利。
鉴于此，本工程选用国产优质MBR膜。
3.6废水的处理工艺流程
3.7工艺流程简介
本工程生活污水处理水量为200m3/d，采用我公司自行研发的1套200m3/d（8~10m3/h）MBR膜处理工艺（膜生物反应器）的污水处理系统设备。
生活污水首先经过格栅机去除废水中的固体废弃物，进入调节池调节，使污水充分地均质均量，并有效地降解有机物和防止淤泥沉积。
然后通过提升泵将污水提升入膜生物处理系统，该系统包含接触氧化池、有膜生物反应池、消毒池和中水池等组成。
本系统首先通过活性污泥来去除水中可生物降解的有机污染物，然后采用膜将净化后的水和活性污泥进行固液分离。
MBR膜为中空纤维膜，膜丝为管状,管壁上有微孔,能够截留住活性污泥以及绝大多数的悬浮物，出水清澈透明。
为使膜能够长期连续稳定的运行，在膜的下方要进行一定量的曝气，这样，既满足生物需氧量，又使膜丝不断抖动，防止活性污泥附着在膜的表面造成污染。
好氧池是一种以生物膜法为主，兼有活性污泥法的生物处理装置，通过罗茨鼓风机提供氧源，在该装置中的有机物被微生物所吸附、降解，使水质得到净化。
好氧池装填新型半软性填料，该填料比表面积大，不易使生物膜结成球团，好氧池布气采用微孔曝气器曝气，该装置具有气泡细，氧利用率高，布气均匀的特点。
污水经接触氧化池后流入MBR池，经MBR膜产生的清水由自吸泵抽入消毒池，消毒采用紫外线，之后溢流至中水池。
MBR池污泥部分通过污泥泵回流至接触氧化池，其余输送至污泥浓缩池，再经压滤机脱水处理，最终定期外运处理。
3.8水处理设施单元设计
1.格栅渠：
主要去除纸屑、卫生纸等大块物质，防止管道或者泵的堵塞；
设计参数:
有效容积1.87m3，尺寸：
L×B×H=2500×500×1500；
结构:
钢结构，地面式
序号
名称
规格或型号
数量
单位
材质
参考品牌
备注
1
回转式格栅机
GSHZ-400×1500-3，格栅间距3mm,N=0.55kw
N=0.55KW
1
套
ABS耙齿，碳钢主体
2
超声波液位差计
7ML5033-1CA00-1A
1
个
PVDF
3
带式输送机
SDS75，B=500mm，L=4m,
N=0.75kw
1
台
不锈钢机架
非标加工
4
运渣车
V=150L
2
辆
SS304
2.调节池：
由于来自各时的污水水量、水质不均匀，因此必须设计一座调节池，来贮存污水和均匀水质。
设计参数:
有效容积67.5m3；
外形尺寸：
5000×3000×5000；
池内设施：
水泵、超声波液位计；
结构:
钢结构；玻璃钢防腐（2布3油）
序号
名称
规格或型号
单位
数量
参考品牌
材质
1
潜水泵
50WQ15-12-0.75,
DN=50,Q=10m3/h,
H=14m,N=1.1KW，
台
2
不锈钢材质
2
超声波液位计
7ml5221-BA11,测量范围：
0-12m
套
1
PVDF
3
电磁流量计
MAG3100W,DN50
个
1
氯丁橡胶
4
电动蝶阀
VKF42·50，DN50
2
个
球墨铸铁
5
玻璃钢防腐
M2
100
玻璃钢纤维布，固化剂
3．接触氧化池：
微生物在好氧微生物的作用下将污水中小分子有机物转化为CO2、H2O等物质。
设计参数:
有效容积48m3；尺寸：
5000×3200×3500；（1套），
池内设施：
曝气管道、生物填料、载体支架、微孔曝气器、污泥浓度测量系统、溶解氧监测仪和超声波液位计等；
结构:
钢结构
序号
名称
规格或型号
单位
数量
厂家
备注
1
曝气管道
Φ80，Φ50
套
1
UPVC
2
生物载体
Φ150*1500
M3
24
PE
3
载体支架
Φ10圆钢，
L50的等边角钢
M2
24
非标自制
4
微孔曝气器
Φ215,Q=2-3m3/h,服务面积：
0.4~0.6m2/个
套
40
硅橡胶膜片
5
马鞍座
DN50，ABS材质
套
40
6
调平支架
DN50，ABS材质
套
40
7
三叶
罗茨鼓风机
YFB-80Bore80A,Q=4.69m3/h,P=34.3KPa,N=5.5KW
套
2
与MBR池共用
8
智能压力送变器
S600G08B1NM1（R=0-1.0MPa）
个
2
9
电动蝶阀
VKF42·80，DN80
个
2
10
变频器
MM430，额定功率7.5kw，AC380V，
个
2
11
污泥浓度测量系统
OUM223/253TU0105
套
1
12
溶解氧检测仪
OOM223，测量范围0-20mg/l
个
1
13
超声波液位计
7ml5221-BA11,测量范围：
12m
个
1
14
微生物菌种
公司培养
M3
7.2
4．膜生物反应池：
截留住活性污泥以及绝大多数的悬浮物，出水清澈透明。
设计参数:
有效容积37.8m3；尺
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