MBR工艺500T污水方案.docx
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MBR工艺500T污水方案
石塘乡污水处理项目
（每天500吨）
（MBR工艺）
技
术
方
案
编制单位：
编制日期：
2018年1月18日
第一章概况
背景
一般生活污水主要来源于餐厨废水、洗涤废水、沐浴废水及卫生间排水等四个方面。
呈现来源广、污染物浓度低、分散且处理率低等特征。
近年来，居民用水量呈现明显的上升趋势，这也使得区域的生活污水排放量愈来愈大。
我国生活污水处理设施处于欠缺状态，对生活污水进行统一处理难度大，所以生活污水对水资源的污染呈上升趋势。
若不加治理直接排放，将会污染受纳水体，影响人体健康，造成环境污染;当人们接触或食用被其污染的水、蔬菜和其他食物时，就可能导致疾病甚至引起传染病的流行。
石塘乡污水处理厂处理规模500t/d，本次设计属于污水厂改造范围。
污水厂改造拟采用MBR膜处理工艺，对生活污水进行处理后，使之达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准。
项目概况
（1）处理规模
本方案设计污水处理流量为500m3/d。
（2）原水水质
根据同类生活污水水质确定设计进水水质如下：
pH
COD（mg/L）
BOD（mg/L）
SS（mg/L）
TN（mg/L）
TP（mg/L）
6-9
≤400
≤250
≤200
≤40
≤4
（3）出水水质
出水达《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中一级A标，如下表：
pH
COD（mg/L）
BOD（mg/L）
SS（mg/L）
TN（mg/L）
TP（mg/L）
6-9
≤50
≤10
≤10
≤15
≤
第二章设计依据及原则
设计依据
2.1.1设计规范及标准
（1）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）；
（2）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）；
（3）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；
（4）《室外给水设计规范》（GB50013-2006）
（5）《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1993）；
（6）《城市污水处理厂污水污泥排放标准》（CJ/T3025-93）；
（7）《总图制图标准》（GB/T50103－2001）；
（8）《给水排水制图标准》（GB/T50106－2001）；
（9）《建筑结构制图标准》（GB/T50105－2001）。
（10）《给排水设计手册》
（11）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；
（12）《钢结构设计规范》（GB50017－2003）；
（13）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2001）；
（14）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）；
（15）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；
（16）《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）；
（17）《鼓风曝气系统设计规程》（CECS97：
97）；
（18）建设文件提供的相关数据、资料。
设计原则
（1）认真贯彻国家关于环境保护工作的方针和政策，符合国家的有关法规、规范、标准；
（2）选用处理工艺技术先进、适应性强、经济合理、运转灵活、维修方便、处理效果好；配有自控系统装置，有自动切换、报警功能，无需专人管理，系统操作运行方便，日常费用低廉，出水稳定。
（3）改善污水处理环境，考虑通风及防噪，噪声低，气味少，尽量消除二次污染，创建良好的生产和生活环境；
（4）尽可能利用现有的场地条件，合理布局，使构筑物与环境协调一致；
（5）根据国家有关规定并结合具体情况，合理的确定各种设计参数；
（6）兼顾手动和自动控制，根据现有条件，提高自动化控制水平，减轻操作人员的劳动强度和感染病毒、病菌的机会；
（7）采用新材料、新产品以延长设备使用寿命，关键设备考虑备用和应急。
（8）在保证污水处理站出水水质达《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A排放标准的前提下，尽量节省工程投资，节约用地、节约能耗，降低运行成本。
（9）主体构造物结构、设备、电气质量可靠。
（10）确保处理后出水水质指标稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准。
（11）合理选用设备，降低能耗，提高动力效率，降低运转成本。
第三章设计参数
进水水质
根据同类生活污水水质确定设计进水水质如下：
pH
COD（mg/L）
BOD（mg/L）
SS（mg/L）
TN（mg/L）
TP（mg/L）
6-9
≤400
≤250
≤200
≤40
≤4
出水水质
出水达《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中一级A标，如下表：
pH
COD（mg/L）
BOD（mg/L）
SS（mg/L）
TN（mg/L）
TP（mg/L）
6-9
≤50
≤10
≤10
≤15
≤
设计流量
设计流量：
（1）设计总处理规模500m3/d；每天运行24小时计，则每小时平均处理量为21m3/h；取总变化系数K=；则每小时最大处理量25m3/h；本设计按照平均是流量21m3/h，最大时流量按照25m3/h考虑。
第四章设计方案
工艺流程
图一:
工艺流程图
简述：
本方案主题工艺采用AAO+MBR膜工艺+接触消毒工艺。
市政管网原水流至格栅井，设置机械格栅，用于拦截较大颗粒物及悬浮物；再进入调节池对水质进行均质均量处理；调节池出水经提升泵提入一体化污水设备（虚框内为一体化污水设备），在一体化污水设备内经AAO工艺以及MBR膜处理，其中AAO池内混合硝化液内回流进行脱氮处理，MBR膜段内污泥外回流至厌氧池，剩余污泥排放至污泥池，达到除磷效果；MBR膜池出水经自吸泵吸入接触消毒池，经消毒处理除去细菌类微生物后出水排放，达到排放要求。
工艺原理
格栅井+调节池
生活用水排水的特点是水质水量不均衡，日变化较大。
为保持生物处理的稳定运行和处理效率，特设调节池，调节水质水量。
调节池前端设置格栅，格栅作用是拦截较大颗粒物及悬浮物。
格栅井及调节池均利用原修建池体改造使用。
一体化污水设备
（1）生化反应池
一体化污水设备生化反应池中主要为缺氧好氧池，缺氧池DO（溶解氧）不大于L，好氧池DO=2～4mg/L。
在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物在缺氧条件下发生厌氧反应，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧池水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水处理的效率；在好氧池充足的供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3--N（NH4+）氧化为NO2-和NO3-，通过控制混合液回流至缺氧池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO2-和NO3-还原为分子态氮，完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。
a）厌氧池/缺氧池
池中填有弹性填料如聚烯烃类和聚酰胺等材质弹性填料，其主要作用对水体中的悬浮物进行预过滤，并利用水解和产酸菌的作用，将不溶性有机物水解为溶液性有机物，大分子物质分解为小分子物质，大大提高了污水的可生化性。
反硝化细菌通过在缺氧状态下将硝酸盐还原，释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）。
实现脱氮目的的过程，膜滤池中的污泥回流至反硝化池，进行反硝化脱氮。
b）好氧池
通过对污水进行曝气，提供高浓度的溶解氧，利用好氧菌对废水中的有机污染物质进行降解。
C）MBR膜池（好氧）
经过处理的污水，通过浸没式超滤，超滤产水进入吸附除磷区，超滤膜材质为PVDF，浸没式超滤组件下方安装有曝气管道，在保证水体中有好氧细菌所需的高浓度溶解氧的前提下，对膜表面进行实时清洗，保证了膜通量的稳定性。
（2）接触消毒池
本项目采用二氧化氯发生器消毒，以去除污水中的细菌病菌。
（3）控制系统
（a）控制系统
采用自动化控制程度高的PLC控制，可同时满足自动和手动控制功能。
（b）控制柜（箱）
设备配套控制柜（箱）应带有全套电气及控制保护元件，具备就地及程控或远控功能。
在程控或远控的条件下，自动化控制系统应能依据工艺过程自动控制运行，并在柜（箱）面板上显示运行及故障状况。
（c）远程控制
在就地设备做端口映射，可有效接入以太网，进行远程提供程序修改及工艺修改功能。
（d）鼓风机控制
鼓风机采用变频控制，可根据实际水处理情况实施变频控制气量大小，以最有效的方式达到最好的处理效果，进一步减少能源的浪费。
（e）抽吸泵控制
抽吸泵采用变频控制，根据实际处理量控制水泵的工作状态，减少能源消耗，有利于延长使用寿命。
同时在抽吸管路需设置压力检测功能，当负压过高时，自动进行反洗。
其他
本一体化污水设备可设置在地上、半地埋、全地埋式等，根据业主要求决定。
MBR膜
概述
设计流量考虑21m3/h；采用增强型聚偏氟乙烯（Co-PVDF）浸没式中空纤维膜组件。
特点：
1、超高强度
增强型聚偏氟乙烯（Co-PVDF）浸没式中空纤维膜由于采用了独特的支撑层制膜技术，使得其抗拉伸强度和抗压强度远远高于普通的中空纤维膜，拉力大于50KG，更被形象地称为“拉不断的膜”。
2、抗污染性能好
增强型聚偏氟乙烯（Co-PVDF）浸没式中空纤维膜由于采用了PVDF合金膜作为其过滤层，其超光滑的膜表面特性和独特的电荷性能，使其具有超强抗污染性能。
3、超大通量
增强型聚偏氟乙烯（Co-PVDF）浸没式中空纤维膜采用了相对独立的特殊支撑层技术和PVDF合金膜过滤层技术，其特殊的过滤层孔隙率更高的结构，使其具有超大的水通量性能。
4、截留性能好
增强型聚偏氟乙烯（Co-PVDF）浸没式中空纤维膜采用了PVDF合金膜作为其过滤层，其特殊的内外致密双皮层结构，使其具有优越的截留性能。
5、清洗通量恢复好
增强型聚偏氟乙烯（Co-PVDF）浸没式中空纤维膜采用了PVDF合金膜作为其过滤层，其特殊的内外致密双皮层结构，使得污染物只能停留在膜的外表面，不会进入膜的网状孔内，因而非常易于清洁，清洗通量恢复好。
6、增强型聚偏氟乙烯（Co-PVDF）浸没式中空纤维膜组件能模块化设计、结构紧凑，占地小，易于组合使用。
技术参数
主要技术参数如下:
（1）膜材质：
增强型聚偏氟乙烯（Co-PVDF）
（2）单片膜组件外形尺寸：
1523×655mm（高×宽）
（3）单片膜组件有效面积：
20m2
（4）平均膜孔径：
μm单片膜组件出水量：
≥T/D
（5）膜组件总数量：
80片
主要设备配置：
MBR膜组件、MBR膜支架、自吸泵、反洗泵、加药系统等。
膜清洗
概述
MBR膜系统在运行一定周期后，滤芯层容易被堵塞，需要定期进行反冲洗。
反冲洗分为水洗、气洗、气水同洗，本设计采用气水洗、药剂清洗共同作用的方式。
反冲洗水箱设置在一体化设备顶部，采用PE水箱，水源为自来水；药剂加药装置设置在一体化设备顶部。
本设计考虑每隔6h进行一次MBR膜反冲洗，每次反冲洗40s。
技术参数
1、反冲泵及反冲洗所需的水量Q反冲
采用水冲洗的方式，水量一般为系统处理水量的2倍，每次反冲洗40s。
则Q反冲=2×21=42m3/h。
反冲泵：
选择Q=45m3/h，公斤压力，扬程H=15m的反冲泵，1台。
放置在室内。
2、反冲洗水箱
本设计考虑每隔6h进行一次滤池的反冲洗，每次反冲洗40s，反冲水箱选择PE材质，可装1天的反冲水量。
则V反冲=42m3/h×=
配置V=的PE材质水箱。
放置在室内，自来水反冲。
3、药洗装置
本设计配置1套500L的PE材质水箱用于MBR膜在线化学清洗。
控制系统
1、控制系统
自动化程度高，可达到无人看守功能。
将所有设备均设计到中控系统中，达到联动控制，包括回用水的变频控制。
采用自动化控制程度高的PLC控制，可同时满足自动和手动控制功能。
带10寸触摸屏。
2、控制柜
设备配套控制柜应带有全套电气及控制保护元件，具备就地及程控或远控功能。
在程控或远控的条件下，自动化控制系统应能依据工艺过程自动控制运行，并在柜面板上显示运行及故障状况。
可随时查询设备运行状态；含警示报警功能；回用水泵控制带变频功能。
3、远程控制
在就地设备做端口映射，可有效接入以太网，进行远程提供程序修改及工艺修改功能。
4、鼓风机控制
鼓风机采用PLC控制，自动控制鼓风机的启停，以最有效的方式达到最好的处理效果，进一步减少能源的浪费。
5、提升泵、回用水变频控制
提升泵采用PLC控制，回用水泵采用变频控制，根据实际处理量控制水泵的工作状态，减少能源消耗，有利于延长使用寿命。
同时在管路设置压力检测功能。
自动控制提升泵启停，回用水泵启停。
第五章设备配置
设备配置（500m3/d）
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
调节池
利用原有池子
座
1
2
机械格栅
细格栅，格栅间隙5mm，不锈钢材质
套
1
调节池内
3
污水提升泵
Q=25m3/h，H=10m，N=；带切割功能的潜污泵
套
2
1用1备，调节池内
4
一体化污水设备
（1）处理规模：
500m3/d；
（2）排放标准：
《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中一级A标；（3）总尺寸：
30××3m（可分建）；（4）工艺：
包含A/A/O池+MBR膜池+接触消毒池工艺；（5）材质：
碳钢防腐，设备厚度8mm；（6）其他：
设置走道板、爬梯、人孔等。
（7）自控程度：
自动化程度一般，需人工定期排泥、定期加药、定期反冲洗膜等。
套
1
5
填料
φ200*3000；挂3m高；弹性填料如聚烯烃类和聚酰胺等材质弹性填料
批
1
一体化设备内
6
脉冲布水器
500m3/d
套
1
一体化设备内
7
曝气头
φ200；带φ63三通丝；服务面积个；充氧效率16%~20%
批
1
一体化设备内
8
内回流泵
Q=40m3/h，H=10m，N=；带切割功能的潜污泵
套
2
一体化设备内
9
外回流泵
Q=25m3/h，H=10m，N=；带切割功能的潜污泵
套
2
一体化设备内
10
罗茨风机
Q=min；P=；N=
套
2
1用1备，放于设备间内
11
消毒设备
采用正压式消毒机
套
1
放于设备间内
12
MBR膜及支架
超滤膜材质为PVDF，含MBR膜支架
套
1
成套提供，一体化内
13
反冲洗泵
Q=45m3/h,H=15m,N=；
台
2
放于反冲洗水箱内
14
反冲洗水箱
PE，V=，用于储存反冲洗用的水（采用自来水洁净水）
套
1
放于设备间
15
自吸泵
Q=25m3/h；扬程10m；吸程；功率
台
2
1用1备，放于设备间内
16
莫清洗加药装置
膜清洗，配套加药计量泵；加药罐PE的10L；隔膜计量泵6L/h
套
1
放于设备间内
17
PLC控制柜
PLC控制，自动/手动控制，带触摸屏
套
1
放于设备间内
18
电线电缆
批
1
19
保安过滤器
用在反冲洗泵前面，水经过滤后再进入MBR膜
套
1
20
污泥螺杆泵
Q=2m3/hN=，用于提升污泥池内污泥
台
2
21
板框压滤机
与原水厂同型号规格
套
1
22
液位浮球
0~10m，调节池内和消毒池内各一只
只
4
23
加药除磷装置
成套提供
套
1
24
配套辅材
PVC，PE，DN20-DN200
批
1
25
污泥池
利用原有池子
座
1
26
设备间
彩钢房，用于放置控制柜、加药设备、消毒设备、水泵、风机等；
座
1
第六章土建构筑物
编号
名称
尺寸或容积
单位
数量
备注
1
格栅井及调节池
利用原来池子改造
座
1
商砼
2
污泥池
利用原来池子改造
座
1
砖混
3
设备房
新建，彩钢房：
6m×4m×4m
座
1
彩钢
4
一体化设备基础
新建；
基础总尺寸：
31m×3m×（可分建）；
采用C25垫层、基础
项
1
商砼
第七章运行成本分析
用电负荷分析
序号
名称
数量
功率（KW）
每天实际
实际运行功率（KW）
备注
单机
合计
使用率
1
机械格栅
1套
80%
2
污水提升泵
2套
3
45%
1用1备
3
外回流泵
2套
3
45%
1用1备
4
内回流泵
2套
45%
1用1备
5
罗茨风机
2台
45%
1用1备
6
消毒设备
1台
80%
7
反冲洗泵
2台
10%
1用1备
8
自吸泵
2台
3
45%
1用1备
9
膜清洗加药设备
1套
2%
10
污泥螺杆泵
2台
3
15%
1用1备
11
加药除磷装置（计量泵）
1套
80%
12
其他
1系统
50%
照明、流量计等
合计
运行成本估算分析
1、水量规模：
21m3/h；
2、吨水能耗：
·h÷21m3/h=m3；
电费按照元/度计，吨水成本元/m3；
3、年运行成本：
元/m3×500m3/d×365d=89425元；
说明：
本设备只需考虑1名兼职的值班人员随时巡查即可。
维护及保养方案
该套设备操作简单可靠，维护简单易懂。
只需要定期检查常用设备运行状态，定期对膜进行清洗保养即可。
我公司将针对该项目制定详细的维护方案，并计划每月派售后技术人员到现场进行回访，主要查看机械设备运行状况、工艺运行状况、污水处理效果、膜的使用情况等。
每3个月将对操作该套污水处理系统的操作人员进行培训，培训时间也可根据业主需要而制定。
定期维护内容：
月1次
1、备品备件更换：
对于易损易坏的备品备件进行定期查看及更换，如管材管件、阀门、弯头、润滑油、浮球、膜支架等。
2、运行状况查看：
定期检查设备是否正常运行，污水系统是否达预期排放效果，若出现异常，及时进行检查、分析和处理。
对于有安全隐患的部位，进行重点排查，并重点培训。
对操作人员进行安全意识培训。
3、常用机电设备维护及保养：
常用机电设备包括：
水泵、风机、阀门、消毒设备、电气设备、自控设备等。
定期按照相关操作说明书上要求的维护及保养方式，定期进行维护和保养。
其中：
水泵及风机是维护和保养的重点。
在平时使用时，需要定期检查水泵是否被污水渣滓堵塞，对运行声音进行分辨是否正常，震动声音是否正常，轴承温度是否在正常范围，风扇是否正常，润滑油量是否在合理范围等；需要定期检查风机是否运行正常，检查指标主要有润滑油、风机转向、振动值等是否正常。
4、膜系统维护及保养：
MBR膜系统是本套系统的维护及保养的重点。
在设备移交之前，将专门培训业主使用方关于MBR膜的维护及保养方式。
膜系统在正常使用情况下，需要每隔2月进行清洗一次。
设备移交之后，我司也会定期派人现场回访，查看膜系统是否运行良好，膜清洗是否到位，并每月进行1次重点培训。
膜清洗的操作方式：
一、购药/配药
（1）柠檬酸（偏酸性）：
采购柠檬酸粉，配成10%~30%浓度的柠檬酸原液。
用途：
用于清洗膜丝上粘的无机物、金属离子等污染物。
例如：
买100%纯度的粉末状的柠檬酸，加30公斤柠檬酸，再配70公斤自来水，即配成30%浓度的柠檬酸原液。
（2）次氯酸钠NaclO（偏碱性）：
采购NaclO液，配成10%浓度的次氯酸钠原液。
最好直接采购10%浓度的次氯酸钠原液。
用途：
用于清洗膜丝上的微生物，杀菌作用。
二、清洗频率
（1）柠檬酸清洗：
一般月1次，具体视情况而定。
（2）次氯酸钠清洗：
一般月1次，具体视情况而定。
三、操作
说明：
在用药剂清洗之前需要先进行清水反冲洗。
手动清洗：
建议月1次
第一步：
先将原药按照上述1配制好，装在相应PE桶中；
第二步：
然后打开计量泵（建议全开）（将PE桶内相应药剂溶液全部打完，关闭计量泵）。
第三步：
柠檬酸化学药剂浸泡-清水冲洗（10~30%的柠檬酸浸泡20分钟，再用清水冲洗）；
第四步：
次氯酸钠化学药剂浸泡-清水冲洗（10%的次氯酸钠浸泡20分钟，再用清水冲洗）。
四、离线彻底清洗：
建议半年1次
将膜片拆下来，全部浸泡在配置好的药剂溶液中，浸泡30分钟左右，再用清水冲洗干净。
维护成本分析
1、MBR膜的维护：
操作方案：
本系统需要用柠檬酸和次氯酸钠药剂，用于MBR膜清洗，一般1月清洗1次，根据膜的使用情况而定。
本方案暂考虑1月清洗1次。
每次清洗需要500L10%~30%浓度的柠檬酸原液；需要250L10%浓度的次氯酸钠原液。
100%纯度粉剂柠檬酸4500元/吨；10%浓度的工业级次氯酸钠780元/吨。
药剂成本：
每次消耗的药剂为：
150公斤100%纯度粉剂；250公斤10%浓度的工业级次氯酸钠。
每次消耗的药剂费用为：
柠檬酸675元；次氯酸钠195元；共870元。
每年药剂费用：
870元×2次/月×12月=20880元。
2、备品备件更换：
每年考虑2000元备品备件更换费用，如阀门、管材、浮球、膜支架等易损件。
3.人工费成本：
按照1人兼职计，1月工资2000计，每年人工成本24000元。
4、合计：
每年维护成本合计费用：
20880元+2000元+24000=46880元。
环境影响社会效益
环境保护工作已成为我国的一项基本国策，受到社会普遍的关注和重视。
建设该高速路服务区生活污水处理项目正是落实这一基本国策的具体行动。
污水处理站的建设，是该服务区基础设施建设的重要组成部分，是区域完善的重要标志。
该项工程的实施将为改善服务区的环境卫生面貌，提高过往游客生活及健康水平起到积极作用，其社会及环境效益是明显的，产生长远的间接的和潜在的经济效益。
本工程实施后将改善服务区周边水资源环境质量，减轻污水对服务区一些地表水源及地下水的污染，提高了水源的可利用程度，在国民经济的发展中发挥巨大的环境、经济和社会效益。
运行及维护成本总计
维护及运行成本
序号
项目
内容
价格（元/年）
备注
1
运行费用：
电费
污水站所有动力设备运行费用
89425
2
MBR膜组件维护保养费及人工成本
每月在线清洗2次，没半年离线清洗1次
46880
3
膜更换费用均摊
按MBR膜组件平均寿命5年计；按污水站一体化设备使用寿命15年计。
则共需更换两次MBR膜，每次更换膜组件费用为12万，共需24万，均摊15年，每年费用16000元。
16000
小计
152305
每年
4
吨水成本
单位：
元/吨水
第八章验收标准
1、系统处理水量
设备处理量500m3/d。
2、处理后的水质
系统处理后的水质《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A排放标准。
第九章设备供货
1、项目实
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