污水处理MBR技术方案.docx

1、污水处理MBR技术方案门城湖60m3/d MBR污水处理项目技 术 方 案2013年04月1 概 述1.1 工程建设规模根据要求，本项目的建设规模为，设计进水流量60m3/d。设计进水温度12-25（其它相关的指标见进出水水质）。1.2 设计进、出水水质设计进、出水水质如表1-1所示：表1-1 进出水水质指标项 目单位进水产水CODmg/L40050BODmg/L18010SSmg/L27010氨氮mg/L355温度12251.3 设计原则本项目设计遵循以下原则（1） 关键产水水质达到GB18918一级A标准，具体见表1-1；（2） 严格遵守国家关于环保、职业安全卫生、消防和节能等方面的规定；

2、（3） 采用合理的工艺和控制水平，确保出水水质和生产安全可靠；（4） 贯彻节约用地，节约投资的原则；（5） 合理布置，精心设计，节省工程建设投资，加快工程建设进度。1.4 范围划分乙方范围：乙方负责粗格栅、调节池水泵、可移动式MBR装置（含生化池、MBR机组）等相关设备，以及供货设备（粗格栅除外）以及设备与设备之间的管道的安装、调试，具体供货设备详见第6章：设备清单。甲方范围：粗格栅的安装；提供可移动式MBR机组的地面平整工作；负责提供380V电源至可移动式MBR装置内配电柜。MBR产水从可移动式MBR装置至门城湖公园的管道安装。2 工艺流程2.1 工艺流程本项目采用金科蓝泰MBR净水机组，总

3、体工艺为外置压力式MBR工艺。膜-生物反应器（Membrane-Bioreactor,简称MBR）是一种将膜分离技术与传统污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理与回用工艺，近年来在国际水处理技术领域日益得到广泛关注。在国内再生水处理工程中也得到了较大的推广和应用。膜生物反应器具有如下特点： 产水率高，处理后出水可全部回用； 处理效率高，出水水质优良稳定，处理出水几乎不含SS，极其清澈，感观好。可直接作为生活杂用水回用； 运行灵活，对水质水量的变化适应性很强。尤其对于一些新建社区或季节性的度假场所，即使进水量远低于设计水量，通过PLC编程调节运行周期，使运行不受影响； 工艺流程简单，结构紧凑

4、，占地少，适用于任何场合； 易于完全实现自动化，无需专人负责运行维护； 剩余污泥产量低。来水先经过粗格栅预处理后，进入调节池进行水质水量均衡。调节池出水用泵提升至生化部分，生化池内的活性污泥混合液经进水循环泵送入膜组件，风机在膜组件内进行曝气，形成错流循环。膜出水在出水泵的作用下，进入膜产水箱。为减缓膜污染的发展，出水泵运行一定时间后，启动反冲洗泵，对膜组件进行反冲洗。当膜污染发展到一定程度后，分别投加一定量的柠檬酸和次氯酸钠，对膜组件进行化学强化清洗。MBR出水先进入膜产水箱，膜产水箱兼作反洗水箱用；MBR工艺产生的污泥量非常少，定期将污泥排到附近的化粪池；排空水定期排至附近的化粪池。2.2

5、 外置压力式MBR工艺描述好氧池内的活性污泥混合液经进水循环泵送入膜组件，风机在膜组件内进行曝气，形成错流循环。膜出水在出水泵的作用下，进入膜产水箱；而循环液则回到好氧池。由于回流活性污泥回流至缺氧区，已硝化的混合液再回流到缺氧池前端，在这里部分硝酸盐通过反硝化转化成为氮气以达到除氮的目的。为了提高生物反硝化的效果，缺氧池设计成推流形式。MBR系统示意图MBR工程照片在外置压力式MBR的运行中，生化曝气池内的活性污泥混合液经进水循环泵送入膜组件，风机在膜组件内进行曝气，形成错流循环。膜出水在出水泵的作用下，进入膜产水箱。为减缓膜污染的发展，出水泵运行一定时间后，启动反冲洗泵，对膜组件进行反冲洗

6、。当膜污染发展到一定程度后，分别投加一定量的柠檬酸和次氯酸钠，对膜组件进行化学强化清洗。系统全自动化运行，设有流量传感器、压力传感器等，对运行状况进行实时监测。出水管路设置在线浊度仪，监测系统出水水质的变化，实现自动预警。工艺特色1膜组件强度高，不易出现断丝，出水水质稳定。相对于其他厂商的中空纤维膜组件，Airlift MBR膜组件，膜丝间有坚固的支撑层，强度高，不易出现断丝、破裂和脱落，从而确保了出水水质的稳定。2外置式设计，美观大方，便于膜组件的清洗、更换等，运行管理方便。外置式膜-生物反应器，膜组件与生物反应器分开，便于膜组件的清洗、更换等，维护操作简单安全，易于控制。2.3 外置压力式

7、MBR与浸没式MBR的比较膜生物反应器有两种形式：压力式和浸没式，对于这两种形式的比较如下：（1）给水方式外置压力式MBR超滤膜安装在好氧生物反应池的外部，因此循环给水泵供给每个超滤单元的水质是一致的。 浸没式MBR超滤膜组件浸没在好氧生物反应池中，给水管设置了水池的一端，因此在运行时浸没式膜的给水呈推流式，靠近给水侧的膜组件的给水中污染物浓度低，随着给水不断抽吸进入产水端，距给水侧越远，膜组件的给水中污染浓度越高，因此超滤膜丝截留污染物是不均匀分布的；浸没式MBR超滤膜组件由许多中空纤维膜丝组成，外压式设计导致运行时会产生膜丝集束问题，大量膜丝由于污染物堆积在膜丝间造成部分膜丝相互黏附在一起

8、，导致实际过滤面积变小，膜通量比实际设计通量大。（2）反洗方式外置压力式MBR超滤组件膜丝截留的污染物分布均匀，而且运行时采用循环错流方式，膜表面污染物不易堆积。大流量的普通水力加气反洗就可以完全去除机械截留和部分吸附的污染物，反洗没有死角存在。浸没式MBR超滤膜组件由于其膜丝截留污染物分布不均以及膜丝间污染物堆积产生集束问题，即使每次反洗时需要进行气冲洗来增强反洗效果，但是这样堆积在膜丝和接口之间的污染物仍然很难去除。（3）化学清洗方式外置压力式MBR超滤膜组件采用定期进行化学增强反洗的方式，清洗剂限制在MBR超滤系统的小空间内，不影响好氧生物反应池中微生物的生长繁殖，可以实现自动化。化学增

9、强反洗步骤：水力反洗加入清洗液浸泡水力反洗，过程简单，耗时少。浸没式MBR超滤膜组件采用定期化学清洗方式，为了不影响MBR好氧生物反应池内微生物的生长繁殖，需要将超滤膜组件从生化池中取出放入专用清洗水池中进行化学清洗，清洗剂需要充满整个专用水池，浪费大量清洗液。化学清洗步骤：将膜组件从生化池中取出加入清洗液浸泡反洗排放清洗液将膜组件放回生化池中，过程复杂，耗时长，工作量很大。（4）设备维护和检修外置压力式MBR超滤设备维护和检修方便。在不需要拆卸膜组件的情况下，完整性检测可以通过压力衰减法快速定位存在破损膜丝的膜组件，膜组件中存在破损的膜丝可以通过简单的产水侧水压进水侧水流方法快速找到。浸没式

10、MBR超滤设备只用压力衰减法。如果出现膜丝破损需要用起重机将整个膜模块从水池中吊出然后将一个膜模块中的所有膜组件依次进行检测，工作量大。（5）投资成本压力式MBR超滤系统土建投资成本低，无需特殊的土建设计，适合各种生化处理池，而且，根据不同时期，不同生产的要求进行设备的安装和设置，灵活性好，可以根据实际情况进行设备的添加和减少。浸没式超滤系统需要在建设初期设计特殊的土建，结构复杂，投资较大。设备的应变能力差，不能随着水量和水质的变化进行调整设计，一旦设备安装完成，改造和扩建的可能性较差。若水量进行调整时，无法达到经济的运行模式。此外，综合整个设备的投资（包括膜，曝气头、鼓风机、真空泵等设备）比

11、较大，运行管理要求高。（6）运行成本外置压力式MBR超滤系统运行成本（电耗费用+清洗药剂费+人工费）较低，其中电耗费用（水泵运行费）为0.35Kw/吨水。并且，由于采用了先进的膜丝生产工艺和膜丝的制造材料（聚醚砜），膜丝的耐腐蚀性能和抗老化能力大大提高，在运行过程中断丝率非常低。正常的工况条件下，膜丝在使用生命周期内（一般为5-7年）断丝率几乎接近于零。而浸没式超滤系统的电耗费用较高，这是由于它不仅要负担水泵的电耗，还要折算上鼓风机的电耗费用。同时，由于浸没式超滤系统的结构形式注定了断丝率较高，膜丝的使用寿命短，更换周期短，使用成本高。3 工艺设计3.1 现有设施的利用和新增设施门头沟门城湖公

12、园现有的污水处理装置为简单的沉淀处理装置，由于周边人口和商业活动的增加，现有的处理设施已经不能满足使用要求，经常造成溢流或几乎两天就需要采用车将污水运至污水处理厂，造成运行成本大幅度增加，劳动强度大，需要新增处理设施，将污水处理至排放标准，最终排入门城湖公园内。3.1.1 现有设施的利用门城湖公园现有的污水处理装置可利用的设施有：1、 将沉淀池利用为新处理设施的预处理化粪池和调节池；2、 充分利用现有的重力流，减少水力提升3.1.2 新增设施新增的设施有：1、 粗格栅：利用现有的重力流条件，设置粗格栅；2、 增加2台提升泵，将污水提升至生化反应池；3、 新增生化反应池和MBR膜装置。3.2 系

13、统设计参数系列数：1个系列平均处理量：60m3/d短时峰值时流量：4m3/h（四小时以内）混合液设计浓度：MLSS 8,000 mg/l；3.3 工艺设计3.3.1 污水格栅格栅渠内设机械粗格栅一台，以截取污水中较大的漂浮物及杂质，保护后续水工构筑物及设备正常运行；栅渣排入手推小车，定期外运。粗格栅的设计参数为：格栅数量：1台格栅形式：回转式格栅设计处理量：100m3/h格栅间隙：2mm格栅宽带：500m设计过栅流速：0.6mm/s3.3.2 化粪池化粪池利用现有设施。废水经格栅拦污后，进入化粪池。3.3.3 调节池调节池利用现有设施污水自化粪池自流进入均质调节池，调节池内设潜污泵2台（1用1

14、库备），废水经加压提升后输送至生化反应池。潜污泵设计参数为：形式：潜污泵流量：4m3/h扬程：15m功率：0.37KW材质：铸铁3.3.4 可移动式MBR装置可移动式MBR装置内布置生化池、MBR膜机组以及相应的配电及控制。生化池采用不锈钢拼接水箱，停留时间为7小时；采用曝气头进行充气曝气。生化曝气池内的活性污泥混合液经膜进水泵送入膜组件，膜鼓风机在膜组件内进行曝气，形成错流循环。膜出水在膜产水泵的作用下，进入膜产水箱。为减缓膜污染的发展，膜产水泵运行一定时间后，启动膜反冲洗泵，对膜组件进行反冲洗。当膜污染发展到一定程度后，分别定期人工投加一定量的柠檬酸和次氯酸钠，对膜组件进行化学强化清洗。设

15、备技术规格表MBR供水泵（变频控制）1台（立式管道泵）单台参数Q=50m3/h,H=5m,P=1.5KWMBR产水泵（变频控制）1台（立式管道泵）单台参数Q=4m3/h,H=6m,P=0.37KWMBR反洗泵1台（立式管道泵）单台参数Q=20m3/h,H=15m,P=2.2KW气提风机1台单台参数Q=0.67m3/min,H=4.5m,P=2.2KW反洗Y型过滤器1台单台参数Q=20m3/h,过滤精度3mmMBR膜组套数1套（2支膜组件）MBR系统单套设计处理能力60m3/d膜材质聚偏二氟乙烯膜形式中空管式膜每支膜过滤面积33m2过滤精度0.025m管内径5.2 mm单支膜组件大小200 H3

16、000 mm膜通量60L/m2/hTMP0.05-0.2 bar水温1225MBR膜操作周期7-10min清洗历时10s手动CEB频率1-2/monthCEB历时2 h4 运行及自动控制4.1 设计原则根据工艺装置的规模、特点及其控制要求，本系统控制基本为自动控制运行。与系统运行相关的各工艺单元的有关温度、液位、压力、流量设置相应的在线分析仪表。对控制系统的关键变量，均采取了自动联锁和报警措施。对于MBR膜组等部分，在现场设置现场PLC，以满足流程实际操作需要。4.2 仪表配置要求4.2.1 在线流量表（1） MBR进水管设在线流量计；（2） MBR产水设在线流量计；（3） 空气管设在线流量计

17、；4.2.2 压力表（1） MBR机组；（2） 水泵及风机进出管4.2.3 液位计各类水池、水箱设置静压式液位计或液位开头及与水泵连锁。4.3 控制系统的构成和功能4.3.1 控制方式采用操作员站进行监视控制，即通过CRT画面和键盘（或鼠标）对整个工艺系统进行监视控制，控制室不再设常规控制仪表盘。整套工艺流程及测量参数、控制对象状态、成组参数都可在CRT屏幕上显示出来。当参数越限报警或控制对象故障和变化时，CRT以不同的颜色显示，并配有音响提示。在每台设备旁边设有就地控制箱，就地控制箱上有一对一的操作开关，主要用于调试初期和紧急情况下的操作。正常情况下操作集中在控制室由PLC进行程控操作。4.

18、3.2 控制系统的功能本系统采用先进的计算机控制系统，主要用于水处理系统的生产控制、运行操作、监视管理。控制系统不仅有可靠的硬件设备，还有功能强大、运行可靠、界面友好的系统软件、编程软件和控制软件。操作员站具有以下功能：1、 实现水处理系统自动、半自动、手动的运行及工艺过程实现实时监控，每个工艺设备运行状态以不同颜色指示；2、 对系统工艺参数仪表信号数据进行采集、显示、报警、提醒运行人员注意。3、 PLC编程及参数修改；4、 工艺系统总画面，此画面可显示整套工艺系统的运行工况；5、 MBR系统画面。此画面可显示MBR工艺系统的的运行工况，包括流量、压力等；5 耗定额、化学品规格及产品成本5.1

19、 消耗定额本工程的所需要辅助材料见表5-1表5-1辅助原料表序号化学品名称规格包装形式年消耗（t/年）1柠檬酸工业级，50%固体、袋装0.082次氯酸钠工业级，10%液体、桶装0.035.2 化学品规格5.2.1 柠檬酸标 准 号：GB1987-2007规 格：工业级，配置浓度50%外 观：白色粉末包装方式：固体、袋装5.2.2 次氯酸钠标 准 号：GB19016-2003规 格：工业级，10%外 观：无色或淡黄色透明液体包装方式：桶装包装方式：固体，袋装5.3 产品成本5.3.1 基础数据药剂按市场价格计算；动力消耗按0.6元/kw.h考虑；5.3.2 产品成本运行成本的详细计算见表5-2表

20、5-2 年运行成本计算表序号项 目单位单价消耗量总金额（万元）一原材料及辅助材料1柠檬酸t90000.080.0722次氯酸钠t18000.030.006二动力消耗1电104kwh60002.21.32合计1.398折算成吨水费用为0.64元。6 设备清单序号设备及零部件名称技术规格单位数量预处理及调节池单元1粗格栅处理能力：15m3/h台12原水泵潜污泵，Q=4m3/h，H=15m，P=0.37KW，材质：铸铁台23原水泵至可移动MBR装置的连接管线、阀门及支架套1II可移动MBR装置（集装箱式）1生化反应池不锈钢拼接水箱，V=20m3台12曝气头套13MBR机组（含供水泵、产水泵、反洗水泵、曝气风机、MBR膜元件以及配电控制系统）套14反洗水箱PE水箱，V=1m3台15内部连接管线及阀门套1