內(nèi)江MBR膜廢水處理設(shè)備*
MBR膜生物反應(yīng)器簡介
1 MBR概述
本工藝設(shè)計(jì)采用國內(nèi)外*的中水處理回用技術(shù)—膜-生物反應(yīng)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(jī)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(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物截留住，省掉二沉池，占地面積小，同時(shí)，活性污泥濃度可以大大提高，水力停留時(shí)間（HRT）和污泥停留時(shí)間（SRT）可以分別控制，而難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中不斷反應(yīng)和降解。因此，膜-生物反應(yīng)器工藝通過膜的分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能。
2 MBR的*性
（1）對(duì)污染物的去除率高，抵抗污泥膨脹能力強(qiáng)，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，出水中沒有懸浮物。
（2）膜生物反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器污泥齡STR和水力停留時(shí)間HRT的*分離，設(shè)計(jì)、操作大大簡化。
（3）膜的機(jī)械截流作用避免了微生物的流失，生物反應(yīng)器內(nèi)可保持高的污泥濃度，從而能提高體積負(fù)荷，降低污泥負(fù)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(yīng)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(fèi)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(xì)菌生長的環(huán)境，可以提高系統(tǒng)的硝化能力，同時(shí)有利于提高難降解大分子有機(jī)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(yùn)行過程中，活性污泥會(huì)因進(jìn)入有機(jī)物濃度的變化而變化，并達(dá)到一種動(dòng)態(tài)平衡，這使系統(tǒng)出水穩(wěn)定并有耐沖擊負(fù)荷的特點(diǎn)。
（7） 較大的水力循環(huán)導(dǎo)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(gè)原因。這是普通生化法水處理技術(shù)形成較大的菌膠團(tuán)所難以相比的。
（8） 膜生物反應(yīng)器易于一體化，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，操作管理方便。
當(dāng)膜池的液位高于低液位、風(fēng)機(jī)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(chǔ)備在清水池中，部分MBR出水供膜沖洗（如圖2中藍(lán)色線條所示）。自吸泵持續(xù)運(yùn)行13min后，停2min，再運(yùn)行13min，停0.5min，然后，開啟閥門2和反洗泵，進(jìn)行水反洗，反洗時(shí)間1min，后再停0.5min使膜性能得到回復(fù)，一個(gè)制水周期完成當(dāng)MBR系統(tǒng)運(yùn)行一個(gè)周期后，進(jìn)行水力反洗(圖3中藍(lán)色線條所示)，以減少污染物在膜上的積累。此時(shí)風(fēng)機(jī)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(shí)間為0.5min
MBR的化學(xué)清洗
化學(xué)清洗藥劑為次氯酸鈉，次氯酸鈉用于去除有機(jī)和生物污堵。化學(xué)清洗又分為維護(hù)性清洗和恢復(fù)性清洗，在反洗水量下加入相應(yīng)的化學(xué)藥劑。
1維護(hù)性清洗
（1）維護(hù)性清洗參數(shù)
維護(hù)性清洗的過程設(shè)定在清洗當(dāng)天中的非高峰流量時(shí)段。該MBR系統(tǒng)用次氯酸鈉對(duì)污染物進(jìn)行維護(hù)性清洗
（2）維護(hù)性清洗流程
放空膜池后，進(jìn)行堿洗。次氯酸鈉泵入的反洗水中，形成200 mg/L的化學(xué)清洗劑。具體如圖4-3中藍(lán)色（反洗水）及綠色（次氯酸鈉加藥）線所示。
恢復(fù)性清洗
（1）恢復(fù)性清洗參數(shù)
恢復(fù)性清洗用于在膜污堵后恢復(fù)膜的透水性。恢復(fù)性清洗包括堿洗（次氯酸鈉）和酸洗（檸檬酸），堿洗主要是恢復(fù)有機(jī)物和微生物對(duì)膜造成的污染，酸洗主要是恢復(fù)無機(jī)物對(duì)膜造成的污染
（2）恢復(fù)性清洗流程
恢復(fù)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(shí)。
設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)水量。
調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)
由于本例是旅游區(qū)，污水量季節(jié)性變化大，淡季時(shí)水量低于70m3/d，高峰期又能達(dá)到300 m3/d，設(shè)計(jì)連續(xù)高峰水量的時(shí)長為2d。該MBR工藝設(shè)備取用設(shè)計(jì)流量為200 m3/d。當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)高峰水量時(shí)，調(diào)節(jié)池可用來蓄水。但當(dāng)出現(xiàn)淡季水量時(shí)，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(yùn)行。擬設(shè)計(jì)總體積為210m3的調(diào)節(jié)池，分三格，每格設(shè)計(jì)體積為70m3。當(dāng)水量小于設(shè)計(jì)流量時(shí)，調(diào)節(jié)池單格運(yùn)行，當(dāng)水量大于設(shè)計(jì)流量時(shí)，可采用雙格運(yùn)行或三格運(yùn)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(fēng)機(jī)的選擇應(yīng)以膜洗凈所需空氣量為依據(jù)，可選送風(fēng)量為9.6 m3/min左右的風(fēng)機(jī)或總風(fēng)量相同的數(shù)臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行。風(fēng)口的壓力以池深為依據(jù)，本池深為3.5m，考慮到風(fēng)管的阻力降，可取風(fēng)壓P= 4000mm水柱的風(fēng)機(jī)。
池內(nèi)曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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(jì)計(jì)算[M].北京:化學(xué)化工出版社,2004.
排氣壓計(jì)算
供風(fēng)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(fēng)管的線解圖，取R=52 Pa/m，L=10m, 計(jì)算干管壓損
hf=RL=52×10=520Pa, hj=0.3hf=156 Pa
設(shè)計(jì)曝氣側(cè)管(支管)DN50，每支2.0m,每池22支
計(jì)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(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)出水時(shí)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(jì)及計(jì)算
污泥濃縮池設(shè)計(jì)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(yīng)用廣。根據(jù)本次設(shè)計(jì)知整個(gè)工藝流程產(chǎn)泥量較小，因此選擇一個(gè)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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