內(nèi)江MBR膜廢水處理設(shè)備*
MBR膜生物反應器簡介
1 MBR概述
本工藝設(shè)計采用國內(nèi)外*的中水處理回用技術(shù)—膜-生物反應器(MBR)技術(shù),是國家經(jīng)貿(mào)部公布的“2001年度優(yōu)先推廣的節(jié)水新技術(shù)”。 MBR工藝是膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機結(jié)合的新型廢水處理技術(shù)。它利用膜分離設(shè)備將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物截留住,省掉二沉池,占地面積小,同時,活性污泥濃度可以大大提高,水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)可以分別控制,而難降解的物質(zhì)在反應器中不斷反應和降解。因此,膜-生物反應器工藝通過膜的分離技術(shù)大大強化了生物反應器的功能。
2 MBR的*性
(1)對污染物的去除率高,抵抗污泥膨脹能力強,出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠,出水中沒有懸浮物。
(2)膜生物反應器實現(xiàn)了反應器污泥齡STR和水力停留時間HRT的*分離,設(shè)計、操作大大簡化。
(3)膜的機械截流作用避免了微生物的流失,生物反應器內(nèi)可保持高的污泥濃度,從而能提高體積負荷,降低污泥負荷,且MBR工藝略去了二沉池,大大減少占地面積。
(4)由于SRT很長,生物反應器又起到了“污泥硝化池”的作用,從而顯著減少污泥產(chǎn)量,剩余污泥產(chǎn)量低,污泥處理費用低。
(5) 由于膜的截流作用使SRT延長,營造了有利于增殖緩慢的微生物。如硝化細菌生長的環(huán)境,可以提高系統(tǒng)的硝化能力,同時有利于提高難降解大分子有機物的處理效率和促使其*的分解。
(6) MBR曝氣池的活性污泥不因產(chǎn)水而損失,在運行過程中,活性污泥會因進入有機物濃度的變化而變化,并達到一種動態(tài)平衡,這使系統(tǒng)出水穩(wěn)定并有耐沖擊負荷的特點。
(7) 較大的水力循環(huán)導致了污水的均勻混合,因而使活性污泥有很好的分散性,大大提高活性污泥的比表面積。MBR系統(tǒng)中活性污泥的高度分散是提高水處理的效果的又一個原因。這是普通生化法水處理技術(shù)形成較大的菌膠團所難以相比的。
(8) 膜生物反應器易于一體化,易于實現(xiàn)自動控制,操作管理方便。
當膜池的液位高于低液位、風機開啟的情況下,閥門2關(guān)閉、閥門1及自吸泵開啟,膜池開始出水。出來的水儲備在清水池中,部分MBR出水供膜沖洗(如圖2中藍色線條所示)。自吸泵持續(xù)運行13min后,停2min,再運行13min,停0.5min,然后,開啟閥門2和反洗泵,進行水反洗,反洗時間1min,后再停0.5min使膜性能得到回復,一個制水周期完成當MBR系統(tǒng)運行一個周期后,進行水力反洗(圖3中藍色線條所示),以減少污染物在膜上的積累。此時風機為開啟狀態(tài),閥門1及加藥閥門3關(guān)閉。閥門2及反洗泵開啟,反洗時間為0.5min
MBR的化學清洗
化學清洗藥劑為次氯酸鈉,次氯酸鈉用于去除有機和生物污堵。化學清洗又分為維護性清洗和恢復性清洗,在反洗水量下加入相應的化學藥劑。
1維護性清洗
(1)維護性清洗參數(shù)
維護性清洗的過程設(shè)定在清洗當天中的非高峰流量時段。該MBR系統(tǒng)用次氯酸鈉對污染物進行維護性清洗
(2)維護性清洗流程
放空膜池后,進行堿洗。次氯酸鈉泵入的反洗水中,形成200 mg/L的化學清洗劑。具體如圖4-3中藍色(反洗水)及綠色(次氯酸鈉加藥)線所示。
恢復性清洗
(1)恢復性清洗參數(shù)
恢復性清洗用于在膜污堵后恢復膜的透水性。恢復性清洗包括堿洗(次氯酸鈉)和酸洗(檸檬酸),堿洗主要是恢復有機物和微生物對膜造成的污染,酸洗主要是恢復無機物對膜造成的污染
(2)恢復性清洗流程
恢復性清洗包括在線清洗及離線清洗兩種方法。
離線清洗的方法是MBR技術(shù)中膜清洗常見的方法。先把通過起吊設(shè)備掉出膜池,用清水沖洗干凈膜組件上附著的污泥及污染物。把膜箱吊入加好藥劑的清洗池中,浸泡6小時。
設(shè)計規(guī)模
某度假村管理人員共有200人,另有大量外來人員和游客,由于旅游區(qū)污水水量季節(jié)性變化大,初步統(tǒng)計高峰期水量約為300m3/d,旅游淡季水量低于70m3/d,常年水量為100—150m3/d,自行確定設(shè)計水量。
調(diào)節(jié)池的設(shè)計
由于本例是旅游區(qū),污水量季節(jié)性變化大,淡季時水量低于70m3/d,高峰期又能達到300 m3/d,設(shè)計連續(xù)高峰水量的時長為2d。該MBR工藝設(shè)備取用設(shè)計流量為200 m3/d。當出現(xiàn)連續(xù)高峰水量時,調(diào)節(jié)池可用來蓄水。但當出現(xiàn)淡季水量時,調(diào)節(jié)池中的水又過少。所以為了保證污水處理設(shè)施在高水量或低水量的情況下都能正常運行。擬設(shè)計總體積為210m3的調(diào)節(jié)池,分三格,每格設(shè)計體積為70m3。當水量小于設(shè)計流量時,調(diào)節(jié)池單格運行,當水量大于設(shè)計流量時,可采用雙格運行或三格運行起到蓄水作用。
由于生物氧化所需空氣量小于膜洗凈所需空氣量,鼓風機的選擇應以膜洗凈所需空氣量為依據(jù),可選送風量為9.6 m3/min左右的風機或總風量相同的數(shù)臺風機并聯(lián)運行。風口的壓力以池深為依據(jù),本池深為3.5m,考慮到風管的阻力降,可取風壓P= 4000mm水柱的風機。
池內(nèi)曝氣系統(tǒng)設(shè)計
一般要求:曝氣管與膜組件下部距離一般為200~300mm,不能低于180 mm;崔玉川,劉振江,張紹怡. 城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計計算[M].北京:化學化工出版社,2004.
排氣壓計算
供風管道沿程阻力以及局部阻力
取曝氣干管管徑DN100,每池采用一根干管與22支支管管安裝于池底(詳見圖紙)。
則干管空氣流速V=q氣/A管=9.6/(3.14*0.01/4)=1222.9m/min=20.4m/s
根據(jù)《簡明管道工手冊》,有管道沿程壓損hf=RL,局部阻力損失hj =0.3hf。
式中:R——每米管長的沿程水力損失,Pa/m;
L——管長,m;
查圓形鋼板風管的線解圖,取R=52 Pa/m,L=10m, 計算干管壓損
hf=RL=52×10=520Pa, hj=0.3hf=156 Pa
設(shè)計曝氣側(cè)管(支管)DN50,每支2.0m,每池22支
計算得曝氣支管壓損,查《簡明管道工手冊》取R=592 Pa/m
總hf=nRL=26048 Pa,總 hj=0.3hf=7814.4 Pa
出水系統(tǒng)設(shè)計
根據(jù)設(shè)計總流量Q=200m3/d=8.4m3/h,得好氧MBR出水流量8.4m3/h;水力停留時間取20%即24×0.2=4.8h,取5h,經(jīng)校核,5×8.4=42 m3<55.5 m3,可設(shè)計出水時間為19h。
可以取為每天污泥產(chǎn)量1.1m3/d,可用40mm排泥管,每天排泥一次,每次排泥20min,每次排泥流量0.0009 m3/s。
污泥濃縮池設(shè)計及計算
污泥濃縮池設(shè)計說明
污泥濃縮的主要目的是減少污泥體積,以便后續(xù)的單元操作。污泥濃縮的操作方法有間歇式和連續(xù)式兩種。通常間歇式主要用于污泥量較小的場合,而連續(xù)式則用于污泥較大的場合。污泥濃縮的方法有重力濃縮、氣浮濃縮、和離心濃縮,其中重力濃縮應用廣。根據(jù)本次設(shè)計知整個工藝流程產(chǎn)泥量較小,因此選擇一個不帶中心管的間歇式重力濃縮池,其結(jié)構(gòu)如圖所示。其濃縮原理是污泥在重力濃縮池中,污泥依次通過自由沉降、絮凝沉降、區(qū)域沉降、壓縮沉降的過程來脫去部分水分。即是通過自身重力來壓密的過程。污泥濃縮池采用鋼混結(jié)構(gòu)。
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