水污染课程设计复习过程.doc

水污染课程设计

精品资料

《水污染控制工程》
课程设计报告

题目
某城市污水处理厂设计
系部
环境科学与工程学院
专业班级

组员

指导教师

设计时间

年月日
小组任务分配
1、 总设计思路：
2、 构筑物计算
（1） 格栅、调节池、沉淀池
（2） 厌氧池、MBR池
（3） 混凝沉淀池、高程计算
3、 CAD制图
（1） 高程图、流程图
（2） 流程图
（3）主要构筑物图、平面图
4、 汇总
（1）处理流程各部分工艺
（2）处理流程各部分工艺、总排版和文字编辑
（3）平面布置、高程布置
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢26
1 设计任务书 3
1.1 设计目的 3
1.2 设计任务及内容 3
1.3 设计资料 3
1.3.1 基本情况 3
1.3.2 设计依据 3
2 工艺流程的设计及说明 4
2.1 工艺流程的选择与确定 4
2.1.1 处理工艺的选择 4
2.1.2 工艺流程的确定 6
2.2 工艺流程说明 6
3 处理构筑物的设计计算 7
3.1 格栅的设计计算 7
3.1.1 格栅的选择 7
3.2 调节池的设计计算 12
3.2.1 调节池的选择 12
3.2.2 调节池的计算 12
3.3 沉淀池的设计计算 15
3.3.1 沉淀池的选择 15
3.3.2 沉淀池的计算 16
3.4 厌氧池的设计计算 19
3.4.1 设计参数 19
3.4.2 厌氧池的计算 19
3.5 MBR池的设计计算 19
3.5.1 MBR池的设计参数 19
3.5.2 MBR池的计算 20
3.6 混凝沉淀池的设计计算 25
3.6.1 混凝沉淀池的选择 25
3.6.2 混凝沉淀池的计算 26
4 附属建筑物的确定 27
4.1 办公楼设计 27
5 污水处理厂的总体布置 27
5.1 平面布置设计 27
5.2 高程布置设计 27
6 总结 27
7 主要参考文献 28

1 设计任务书
1.1 设计目的
1、通过课程设计，使学生掌握水处理工艺选择、工艺计算的方法，掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制方法，掌握设计说明书的写作规范。
2、本设计是水污染控制工程教学中一个重要的实践环节，要求综合运用所学的有关知识，在设计中掌握解决实际工程问题的能力，并进一步巩固和提高理论知识。
1.2 设计任务及内容
设计任务：
根据已知资料，进行污水处理厂的设计。要求确定污水处理方案和流程，计算各处理构筑物的尺寸和选择设备，布置污水处理厂总平面图和高程图。
要求污泥处理工艺采用：“污泥浓缩→污泥消化→污泥脱水”或“污泥前浓缩→污泥消化→污泥后浓缩→污泥脱水”或“污泥浓缩→污泥一级消化→污泥二级消化→污泥脱水”工艺。
设计要求：
需上交的设计成果包括1、设计说明书；2、设计图纸（平面图、流程高程图、主要构筑物图）。
1.3 设计资料
1.3.1 基本情况
某酱油厂以大豆、豆饼、麦麸为原料，经发酵生产酱油。整个工艺的每个环节均有废水产生。
1.3.2 设计依据
（1）进出水水质标准：
表1-1 进出水水质标准
项目
COD
BOD5
Cl-
SS
NH4+-N
pH
色度
进水水质
1550
675
2000
400
150
7.5
1200倍
出水水质
≤150
≤60

≤70
≤25
6~9
≤20倍
（2）气象水文资料：
属北亚热带湿润气候区
风向：常年为偏东南风
气温：年平均气温：14.9 oC
地下水位：常年平均地下水位1.8米
最高水位：4.26米
最低水位：0.41米
平均地面高程：4.2米
地震烈度：6级
地基承载力：各层均在120kPa以上
（3）拟建污水处理厂的场地：
为一30×58平方米的平洼地，位于主厂区的东方，相对工厂地平面（+0.00）的标高为-1.0米。生产车间排水经管道自流到污水厂边的集水池（V=20m3,池底较主厂区地平面低6.00m）。接纳处理出水的排水沟底的相对标高为-3.00m。
2 工艺流程的设计及说明
2.1 工艺流程的选择与确定
2.1.1 处理工艺的选择
某酱油厂以大豆、豆饼、麦麸为原料，经发酵生产酱油。整个工艺的每个环节均有废水产生。酱油生产工艺过程包括原料处理、制曲、发酵、浸出淋油及加热配制等工序。酱油废水是一种有机物含量较高的食品发酵废水。其成分主要为粮食残留物如碎豆屑、麸皮、面粉、糖分、酱油、发酵残渣、各种微生物及微生物分泌的酶和代谢产物、酱油色素、微量洗涤剂、消毒剂和少量盐分等，色度较高，废水处理具有一定的难度。
酱油废水属于高浓度有机废水，以有机污染为主，可生化性良好，盐度高，冲击负荷变化大，生化处理工艺污泥产量高。目前常见的处理工艺以生物处理方法为主。以下是常用污水处理工艺的比较。

表2-1 常用污水处理工艺对比
工艺

氧化沟
MBR
占地规模
大
小
中
小
处理流程
复杂
简单
较简单
较复杂
建设成本
较高
较高
中
较高
运营成本
中
中
高
低
运转可靠性
较好
一般
一般
一般
能耗
中
较低
高
低
使用范围
适用于同时除磷脱氮的场合；
经典中小城镇污水和厂矿企业的工业废水
适用于中小规模的城市污水处理厂。
MBR工艺广泛应用于生活污水及各类工业废水的处理
优点
1.技术成熟，运行稳妥可靠，管理维护简单，运行费用低；
2.污染物去除效率高，运行稳定，具有较好的除P脱N功能，能较好的耐冲击负荷；
3.具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；
1. 流程十分简单，运行效果稳定，
2.处理效果好，有稳定的除P脱N功能；
3. 处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。
4.工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。

1. 技术先进成熟，工艺流程简单，运行管理方便；
2.处理效果好，工艺的调节适应性强，耐冲击负荷，有稳定的除P脱N功能；
3.基建费用低，占地小，布置紧凑；

1.可以实现反应器水力停留时间HRT和SRT的充分分离；
2.占地面积小；
3.剩余污泥产量极低，理论上可以实现零污泥排放；
4.系统硝化良好，难降解有机物得到了进一步充分的降解。

缺点
1、处理构筑物较多；
2、污泥回流量大，能耗高；
3、用于小型水厂费用偏高；
4、沼气利用经济效益差。
1、间歇运行，对自动化控制能力要求高；
2、污泥稳定性没有厌氧消化稳定；
3、容积及设备利用率低；
4、变水位运行，电耗增大；

1、周期运行，对自动化控制能力要求高；
2、污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3、容积及设备利用率低；
4、脱氮效果较低。
1、基础造价较高；
2、膜组件易受污染；
3、膜使用寿命有限；
4、运行费用高。
本次设计污水处理的特点为：
一、污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。此外考虑到NH4+-N出水浓度排放要求比较高，因此需要采用能够同时脱氮除磷且效果较好的工艺；
二、污水以有机污染为主，BOD/COD =0.44＞0.3，可生化性比较好，重金属及其他的难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；
三、本课题污水处理量比较小，在达到污水处理要求的前提下，也应着重考虑工程占地面积。
针对以上特点，以及出水要求，以采用生化处理最为经济。根据国内外已运行的中、小型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用MBR膜生物处理法。
2.1.2 工艺流程的确定

图2-1 工艺流程图
2.2 工艺流程说明
污水经过细格栅去除较大的悬浮物,然后进入调节池调节水量后进入沉淀池，此过程中可去除SS，再经过厌氧池和MBR池将废水中的BOD、COD、氨氮去除，再经过混凝沉淀和氧化脱色降低废水的色度。
3 处理构筑物的设计计算
3.1 格栅的设计计算
格栅属于预处理设备，一般设于污水处理厂所有处理构筑物之前，是由一组
或多组平行的金属栅调制成的框架，放置在废水流经的渠道中或泵站集水池的进口处，用于截留废水中粗大的悬浮物或漂浮物，防止其后处理构筑物的管道阀门或水泵堵塞。

图3-1 格栅的结构
3.1.1 格栅的选择
1）栅条间隙根据污水种类、流量、代表性杂物种类和大小来确定，一般选取范围如下：机械清栅：3～25mm；人工清栅：5～15mm；筛网：0.1～2mm。 
2）在大中型污水站，应设置两道机械格栅：第一道为粗格栅：10～40mm，第二道为细格栅：3～10mm。在小污水站，设置一道格栅即可，栅条间隙应为3～15mm。 
3）过栅流速：污水在栅前渠道内的流速应控制在0.4～0.8m/s，经过格栅的流速应为0.6～1.0m/s。过栅水头损失与过栅流速相关，一般应控制在0.1～0.3m之间。栅后渠底应比栅前相应降低0.1～0.3m。 
4）格栅有效过水面积按流速0.6～1.0m/s计算，但总宽度不小于进水管渠宽度的1.2倍，格栅倾角应为45°～75°，如果为人工格栅则采用安装角度30°～60°。 
5）格栅必须设置工作台，台面应高出栅前最高水位0.5m，台上应设安全和冲洗设施。工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。台正面宽度，当采用人工清渣时，不应小于1.2m，当采用机械清渣时，不应小于1.5m。 
对于酱油生产废水格栅的选用，经过对各种格栅的对比，我们选用回转式格栅机。本设计中栅条形状采用矩形断面并在污水泵站前设置一道格栅（细格栅一道），另放一道备用。采用机械清渣，安装倾角为60~900,设为700。经计算设计流量为0.018m3/s。3.1.2 格栅的计算
1.进水渠道宽度计算
根据最优水力断面公式
设计中取污水过栅流速v=0.8m/s

则栅前水深： h=B1/2=0.11m
2.格栅的间隙数

式中：b——栅条间隙，m ，取b=0.005m；
h——栅前水深，m ；
v——过栅流速，m/s；
α--安装倾角
=
3.格栅栅槽宽度

式中：S——栅条宽度，m，取0.01 m；

4.进水渠道渐宽部分的长度计算

式中：L1——进水渠道渐宽部分长度，m；
α1a——渐宽处角度，取20º。

5.进水渠道渐窄部分的长度计算

6.通过格栅的水头损失

式中：h1——水头损失，m；
β——格栅条的阻力系数，查表知β=2.42；
k——格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取 k=3。

7.栅后槽总高度

式中：h2——栅前渠道超高，m，取h2=0.3m。

8.栅槽总长度

9.每日栅渣量

式中: W——每日栅渣量，m3/d；
W1——每日每1000m3污水的栅渣量，设计中取0.1m3/(103m3污水)；
KZ-总变化系数，经内插法计算得KZ=2.2

10.进水与出水渠道 
生产车间排水经DN200的管道自流到污水厂边的集水池，从集水池进入格栅进水渠道，然后，就由提升泵将污水提升至调节池。
11.格栅后污水提升泵的选择与计算
泵房采用下圆上方形泵房，集水池与泵房合建，集水池在泵房下面，采用全地下式。考虑两台水泵，一用一备。
取=64.17,则一台泵的流量应大于为64.17。
根据《室外排水规范》选取相关设计参数如下：集水池容积不小于最大一台水泵5min的出水量；吸水管设计流速宜为0.7～1.5m/s，出水管流速宜为0.8～2.5m/s。
1）水泵的扬程H
水泵全扬程H：
经过格栅的水头损失为0.56m，调节池最低水位与所需提升水位之间的高
为3+1.11=4.11m
吸水管水头损失：设弯头、喇叭管阻力系数分别为0.8、0.1，，则

出水管水头损失：设弯头、喇叭管、阀门的阻力系数为0.8、0.1、0.1，，

安全水头：取。
管线水头损失假设为1.0m
故水泵的扬程为 , 取7m。
2）泵的选取
下表为部分水泵的性能及参数，通过对比，选用QW80-65-25-7.5型水泵两台，一备一用，性能及参数见下表。
表3-1 部分水泵的型号及性能
型　　号
口　径
(mm)
流　量
(m3/h)
扬　程
(m)
功　率
(kw)
转　速
(r/min)
效　率
(%)
QW25-8-22-1.1
25
8
22
1.1
2825
38.5
QW32-12-15-1.1
32
12
15
1.1
2825
40
QW40-15-15-1.5
40
15
15
1.5
2840
45.1
QW40-15-30-2.2
40
15
30
2.2
2840
48
QW50-20-7-0.75
50
20
7
0.75
1390
54
QW50-10-10-0.75
50
10
10
0.75
1390
56
QW50-20-15-1.5
50
20
15
1.5
2840
55
QW50-15-25-2.2
50
15
25
2.2
2840
56
QW50-18-30-3
50
18
30
3
2880
58
QW50-25-32-5.5
50
25
32
5.5
2900
53
QW50-20-40-7.5
50
20
40
7.5
2900
55
QW65-25-15-2.2
65
25
15
2.2
2840
52
QW65-37-13-3
65
37
13
3
2880
55
QW65-25-30-4
65
25
30
4
2890
58
QW65-30-40-7.5
65
30
40
7.5
2900
56
QW65-35-50-11
65
35
50
11
2930
60
QW65-35-60-15
65
35
60
15
2930
63
QW80-40-7-2.2
80
40
7
2.2
1420
52
QW80-43-13-3
80
43
13
3
2880
50
QW80-40-15-4
80
40
15
4
2890
57
QW80-65-25-7.5
80
65
25
7.5
2900
56
QW100-80-10-4
100
80
10
4
1440
62
QW100-110-10-5.5
100
110
10
5.5
1440
66
QW100-100-15-7.5
100
100
15
7.5
1440
67
QW100-85-20-7.5
100
85
20
7.5
1440
68
QW100-100-25-11
100
100
25
11
1460
65
QW100-100-30-15
100
100
30
15
1460
66
QW100-100-35-18.5
100
100
35
18.5
1470
65
3.2 调节池的设计计算
3.2.1 调节池的选择
调节池，采用钢筋混凝土池，以防沉淀物在调节池中沉淀下来。调节池实际上是一座变水位的储水池，污水进入调节池后，以平均流量输出到后续污水处理系统中，多余的水量储存起来，再来水量低于平均流量时再输出。通常情况下，用于工业废水的调节池，可按6-8h的废水量计算，若水质水量变化大时，可取10-12小时的流量，甚至采用24小时流量计算。均量池一般为重力流进水，出水用泵抽升，池中最高水位不高于进水管的设计水位，最低水位为死水位，有效水深为2~3m。为避免污水中杂质再调节池中沉淀，可在池内设置各种混合搅拌设备，如水泵强制循环搅拌、空气搅拌、机械搅拌等。本次设计中采用空气搅拌，在池底装设穿孔管与鼓风机空气管相连，用压缩空气搅拌，气水比4:1。
3.2.2 调节池的计算
1.池容
V=Qt
式中，V--池容,m3；
Q--流量，m3/h；
t--调节时间，h，取7h
V=Qt=64.17×7≈449m3，取450m3
2.调节池面积

式中，A--调节池面积，m2；
H--调节池水深，m，本次设计取3.5m，超高0.5m

取调节池长×宽×高=15m×10m×3m=450m3
3.空气管计算 
在调节池内布置曝气管，气水比为4:1，空气量为。利用气体的搅拌作用使来水均匀混合，同时达到预曝气的作用。 
空气总管D1取90mm，管内流速v1为

v1在10～15m/s范围内，满足规范要求 
空气支管D2：共设4根支管，每根支管的空气流量q为： 

支管内空气流速v2应在5～10m/s范围内，选v2=8m/s,则支管管径D2为 

取D2=60mm,则

穿孔径D3：每根支管连接两根穿孔管，则每根穿孔管的空气流量为 q1=0.009m3/s,取v3=7m/s 
则
取D3=45mm,则

4.孔眼计算 
孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成45º处，并交错排列，孔眼间距b=100mm,孔径Ф=2mm,穿孔管长一般为4m，孔眼数m=74个，则孔眼流速v为

5.调节池的污泥量

式中：V—调节池污泥量（）
Q—设计流量（）
—进水SS浓度（）
—出水SS浓度（）
—调节池SS去除率，取20%
—调节池污泥浓度，取20
则
6.调节池的提升泵
设计流量，调节池池底标高—1.000m，厌氧池水面标高7.200m，静扬程为4.500+7.200=11.700m。
水泵扬程
进水管水头损失：设弯头、喇叭管阻力系数分别为0.8、0.1，，则

出水管水头损失：设弯头、喇叭管、阀门的阻力系数为0.8、0.1、0.1，，则

考虑自由水头为1.0m管线水头损失假设为1.5m，
则，取15m。
选取QW 200-300-15-22型水泵两台。一用一备，其性能如下表。
表3-2 QW 200-300-15-221型水泵性能表
型号
口径
流量
扬程
转速
功率
效率

（mm）
（m3/h）
(M）
（r/min）
（kw）
(%）
QW65-25-15-2.2
80
65
25
2900
7.5
56
8.进水与出水渠道
经调节池的污水通过提升泵后由 DN200的管道输送至沉淀池。
3.3 沉淀池的设计计算
3.3.1 沉淀池的选择
沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物。沉淀池在废水处理中广为使用。它的型式很多，可分为平流式、竖流式、辐流式和斜板式四种。以下是四种沉淀池的对比。
表3-3 四种沉淀池形式对比
类型
优点
缺点
适用条件
平流式
1.污水在池内流动特性比较稳定，沉淀效果好； 2.对冲击负荷和温度变化的适应能力较强 3.施工简单，设备造价低
1.占地面积大； 2.配水不易均匀； 3.采用多斗排泥时每个泥斗需要独设排泥管，管理复杂，操作工作量大
1.适用于地下水位高及地质条件差的地区； 2.大、中、小型水处理厂均可采用
竖流式
1.排泥方便，管理简单； 2.占地面积小，直径在10m以内（或10m×10m的以内的正方形）
1.池子深度较大，施工困难； 2.对冲击负荷和温度变化的适应能力较差； 3.池径不宜过大，否则布水不均
适用于中小型水处理厂
辐流式
1.多为机械排泥，运行较好，管理较简单 2.排泥设备已定型，排泥较方便
1.排泥设备复杂，对施工质量要求较高； 2.水流不宜均匀，沉淀效果较差
1.适用于地下水位较高的地区； 2.适用于大、中、小型水处理厂和污水处理厂
斜板（管）式
1.沉淀效果好，生产能力大； 2.占地面积较小
1.构造复杂，斜板、斜管造价高，需定期更换，易堵塞
1.适用于地下水位高及地质条件差的地区； 2.适用于选矿污水浓缩等
经过对各种沉淀池的比较，结合本次设计的气象水文资料，本小组决定采用平流式沉淀池。
3.3.2 沉淀池的计算
1.设计参数 
1）每格长度与宽度之比值不小于4，长度与有效水深的比值以8~12为宜； 
2）一般采用机械排泥，排泥机械的行进速度不大于1.2m/min，一般为0.6~0.9m/min； 
3）缓冲层高度，非机械排泥时为0.5m，机械排泥时，缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m； 
4）池底纵坡不小于0.01；
5）进出口处应设挡板，高出池内水面0.1~0.15m。
2.沉淀池的计算
1） 沉淀池表面积

式中：—沉淀池表面积，；
—设计流量，；
—表面负荷，，一般采用1.5~3.0，设计中取=1.5。
2） 沉淀部分有效水深

式中：—沉淀部分有效水深，；
—沉淀时间，，一般采用1.0~2.0，设计中取=1。
3）沉淀部分有效容积

4）沉淀池长度

式中：—沉淀池长度，；
—设计流量时的水平流速，，一般采用，本次设计中取=4。
5） 沉淀池宽度

式中：—沉淀池宽度，。
6）沉淀池格数
取n=3个
式中：—沉淀池格数，个；
—沉淀池分格的每格宽度，，本次设计中取=1。
7）校核长宽及长深比
长宽比（符合长宽比大于4的要求，避免池内水流产生短流现象）
长深比（符合长深比的要求）
8）污泥部分所需容积
按去除水中悬浮物计算：
式中：—平均污水流量，；
—进水悬浮物浓度，；
—出水悬浮物浓度，，一般采用沉淀效率；
T—两次清除污泥间隔（d），本设计采用重力排泥，T=1~2d
—生活污水量总变化系数；
—污泥容重，，约为1；
—污泥含水率，%，95%~97%；
n—沉淀池组数
已知进水中悬浮物浓度=250 Q=0.165 设计中取两次排泥时间间隔，，，n=2

9）每格沉淀池污泥部分所需容积

10）污泥斗容积
设计中取，h4’=0.5m，

式中：—污泥斗容积，；
—沉淀池污泥斗上口边长，；
—沉淀池污泥斗下口边长，，一般采用0.4~0.5；
’—污泥斗高度，，
取贮泥斗底部宽度b’=0.5m，贮泥斗斜壁面与水面夹角为600，h4’=(b-b’)tan600/2=（1-0.5）×tan600/2=0.43m,取0.5m
11）沉淀池总高度
设计中取，，

式中：—沉淀池总高度，；
—沉淀池超高，，一般采用0.3~0.5；
—缓冲层高度，，一般采用0.3；
—污泥部分高度，，一般采用污泥斗高度与池底坡度的高度之和。
3.4 厌氧池的设计计算
3.4.1 设计参数
废水流量：
设计流量：
水力停留时间：T=2h
3.4.2 厌氧池的计算
1.厌氧池容积
按水力停留时间计算：
2.厌氧池的形状及尺寸
据资料，经济的厌氧池高度一般为4～6m，并且大多数情况下这也是系统优化的运行范围。厌氧池的池形有矩形、方形和圆形。圆形厌氧池具有结构稳定的特点，但是建造圆形厌氧池的三相分离器要比矩形和方形的厌氧池复杂得多。因此本次设计先用矩形厌氧池，从布水均匀性和经济考虑，矩形厌氧池长宽比在2：1左右较为合适。
取厌氧池有效高度H=5m,
厌氧池面积：
设计厌氧池池长是池宽的两倍，即L=8m,B=4m
为了让污水达到应有的负荷，所以采用两个厌氧池。
原污水BOD5值（S）为675mg/L，经调节池、沉淀池及厌氧池处理，按降低20％考虑，则进入MBR池的污水，其BOD5值（S0）为：

3.5 MBR池的设计计算
3.5.1 MBR池的设计参数
表5-1 膜生物反应器污水处理设计参数
项目
污泥负荷Fw /[kg/(kg·d)]
MLSS X /(g/L)
容积负荷Fv /[kg/(m3·d)
城镇污水回用
0.2~0.4
2.0~8.0
0.4~0.9
杂排水中水处理
0.1~0.2
1.0~4.0
0.2~0.5
综合生活污水回用
0.1~0.2
2.0~8.0
0.4~0.9
高浓度有机废水处理
0.2~0.5
4.0~18.0
0.5~2.0
3.5.2 MBR池的计算
1.膜组件选型 
表3-4 中空纤维膜膜支架膜技术参数表
名称
特性参数
材质
聚氯乙烯
膜孔平均直径
0.4μm
过滤方式
重力过滤/吸引过滤
最大过滤压力
重力过滤：12KP ； 吸引过滤：20KP
耐化学药品性
耐酸耐碱性强（pH值2-12）
膜支架尺寸（510型）
宽×高×厚 = 490mm×1000mm×6mm
膜支架有效面积
0.8m²/张
膜通量
0.4-0.6m³/m²·d（水温10℃以上）
2.膜支架张数计算(按每天24小时运行计算)
张
式中：n——膜支架张数，张；
η——膜通量，一般取0.4～0.8 m3/m2.d；
t——每天运行时间，h；
0.8——膜支架有效面积 ，m2 /张
同一膜生物反映器内应选同型号的膜组件,膜组件分为AS型、 FF型、ES型三种：
AS形适用于大型市政排水处理
FF型适用于地埋式小型污水处理
ES型适用于生活污水、工业废水，是常用膜组件,尤其推荐作为中水回用处理工艺。
因此选用ES型膜组件。
表3-5 膜组件型号
膜组件类型
膜组件支架张数（n）张/组
膜组件面积（m²/组）
ES（AS，FF）100
100
80
ES（AS，FF）175
150
120
ES（AS，FF）200
200
160

表3-6 膜组件规格
型号
长（mm）
宽（mm）
高（mm）
干重（kg）
最大重量
（kg）
ES100
1830
510
2000
440
870
ES150
2180
510
2000
650
1300
ES200
2800
510
2000
880
1760
故膜组件选用ES200（n0=200）
组，取24组
考虑到灵活运行，且减少占地，膜装置分为3个池设计，每个池10组膜组件。
表3-6不同膜组件单排池体平面尺寸要求
膜组件型号
池宽（mm）
池长（mm）
ES100
2300-2500
（1000-1300）×n + 300
ES150
3300-3800
ES200
4300-4500
ES型膜组件可以适应2.50~3.50m的水深，当鼓风机压力允许的情况下，可以加大有效水深，对膜组件无影响。
3.按膜组件安装尺寸计算
照膜组件池体平面尺寸要求，ES200平面布置尺寸为：
池宽4.3m,池深3.5m,有效水深3.0m
池长：1.200×6+0.300=7.5m
膜生物反应器有效容积：
V有效
膜生物反应器总容积：
V总
4.按BOD5容积负荷计算
取Nv为1.5kg/(m3∙d)

由于根据BOD5容积负荷算出的池有效容积大于膜平面布置所得的池容积，故MBR池容积及尺寸按BOD5容积负荷算出的池安装尺寸确定。

5.膜生物反应器池所需空气量计算
膜装置洗净所需空气：

式中：q——每张膜洗净所需空气量，一般为10～15L/min
生物处理所需空气量：
需氧量

式中：a——系数，一般为0.42～1.0；
Lr——BOD5去除量，Lr= S0- Se；
b——污泥自身氧化需氧率，一般为0.11～0.18 kgO2/kgMLVSS·d；
Sa——反应器内MLVSS的量；
V——MBR池容积，m3；
X——MBR池内MLSS浓度取12000mg/L；
f——混合液MLVSS/MLSS，一般为0.7～ 0.8；
所需空气量:

式中：e——溶解效率，因水深、水温、水压级污泥浓度而异，一般为0.02～0.05；
由于生物氧化所需空气量大于膜洗净所需空气量，鼓风机的选择应以生物氧化所需空气量为依据，可选送风量为65m3/min左右的风机或总风量相同的数台风机并联运行。风口的压力以池深为依据，本池深为3.5m，考虑到风管的阻力降，可取风压P= 4000mm水柱的风机。
6.池内曝气系统设计
一般要求：曝气管与膜组件下部距离一般为200～300mm，不能低于180 mm；
（1）排气压计算：
取曝气干管管径DN100，每池采用一根干管与22支支管管安装于池底(详见图纸)。 则干管空气流速V=q气/A管=9.6/(3.14*0.01/4)=1222.9m/min=20.4m/s
根据《简明管道工手册》，有管道沿程压损hf=RL，局部阻力损失hj =0.3hf。
式中：R——每米管长的沿程水力损失，Pa/m；
L——管长，m；
查圆形钢板风管的线解图，取R=52 Pa/m，L=10m,
（2）计算干管压损
hf=RL=52×10=520Pa, hj=0.3hf=156 Pa
设计曝气侧管(支管)DN50，每支2.0m,每池22支 
计算得曝气支管压损，查《简明管道工手册》取R=592 Pa/m 
总hf=nRL=26048 Pa,总 hj=0.3hf=7814.4 Pa
（3）曝气器阻力
采用BSD-Q-192球冠式微孔曝气器，主要性能参数：
曝气器尺寸
D192×180mm
试用工作空气量
0.8~3m3/h个
服务面积
0.35~0.8m3/个
氧利用率
24%~41%
充氧能力
0.169~0.294kgO2/h
动力效率
6.5~8.8kgO2/kw·h
阻力损失
≤3200Pa
按供风量计算取q=3m3 /(h﹒个)则(个)，
取198个，每支198/22=9个,平均纵横分布于MBR池底。
(4)曝气器淹没水头
设计MBR膜组件有效水深3m,则水深压力3mH2O=29.4kPa
所以总排气压为
0.52+0.156+26.05+7.81+29.4=63.9kPa
曝气鼓风机的选择：
选择RC100罗茨鼓风机，主要参数如下：
转速r/min
理论流量m3/min
升压pa
流量m3/min
轴功率kw
配套电机
机组最大重量kg
型号
功率kw
2500
13.78
68.6
10.5
17.5
Y180L-2
22
730

7.出水系统设计
根据设计总流量Q＝1540m3/d=64.2m3/h，得好氧MBR出水流量64.2m3/h；水力停留时间取15%即24×0.15=3.6h，取4h,经校核，4×64.2m3/h =256.8 m3＜303.75 m3，可设计出水时间为18h。 根据MBR池水深3.5m，可确定吸程>=3.5m，考虑MBR出水水质较高，可以满足中水回用需要，确定抽吸泵的选择：永嘉县扬子江泵业有限公司生产的GDF型自吸泵,具体性能如下表所示。
型号
流量/(m3/h)
扬程/m
吸程/m
转速r/min
功率/kw
电压/V
气蚀余量
进出口内径/mm
GDF50-8
22
10
5
2800
0.95
220
4
50
数量：2台，一用一备
8.膜清洗系统设计

图3-2 MBR膜清洗系统示意图
MBR膜清洗所需药物如下表所示。
表 膜清洗药剂表
清晰对象
药剂种类
药剂浓度/%
无机物
盐酸
0.3~0.1
有机物（藻类、细菌等）
次氯酸钠
0.5~0.1
有机物（蛋白质、菌残骸等）
氢氧化钠
0.2~0.5
MBR清洗用泵选择：扬子江泵业有限公司生产的FPZ型耐酸耐碱射流泵。
表 FPZ型耐酸耐碱射流泵
型号
进口×出口/(mm)(mm)
流量/(m3/h)
扬程/m
转速/r/min
吸程/m
电机功率P/kw
32FPZ-11(D)
30×30
3.4
11
2840
5
0.75
3.6 混凝沉淀池的设计计算
3.6.1 混凝沉淀池的选择
混凝是向水中投加混凝剂，使细小的悬浮物和胶体微粒聚集成较大的絮凝体而分离去除的过程。脱色是本工程的难点之一。在原水色度1200倍的情况下，处理出水色度低于20倍，脱色率达到98.3%。本工程酱油生产废水难于脱色，应正确选择脱色处理方法，方可达到脱色处理效果。废水经生物处理后再采用化学混凝沉淀物化处理是有效的脱色方法之一，经试验和使用，含铁盐的复合脱色剂是较理想的脱色剂，其效果好，用量少，成本低，为此，本工程选用含铁盐的复合脱色剂进行混凝沉淀脱色处理。
选用湿法投加，适于各种形式的混凝剂，易于调节。采用重力投配装置，操作方法简单，混凝剂在溶药箱内溶解后直接将溶液投入管中。
由于对场地使用有限制，故混凝反应池采用机械反应池，该池反应效果好，水头损失较小，适应水质、水量能力强。絮凝体形成的适宜流速为15-30cm/s，时间为15-30min左右。
3.6.2 混凝沉淀池的计算
取流速为20cm/s，停留时间为T=15min=900s，Q=0.018m3/s=64.17m3/h
1）反应池容积为 

式中：V——单池容积，m3；
Q——设计流量，m3/h；
T——反应时间，min；
n— —池数，个（不小于2个），取两个
2）池长

式中：L——水平轴向池长
——系数（一般可取1.0~1.5），本次设计取1.0；
Z——搅拌桨排数（3~4排），本次设计取三排；
H— —平均搅拌浆长度，m，本次设计取0.5m
3）池宽

式中：B——水平轴向池宽，m
4） 转速

式中：n0——搅拌器转速，r/min；
v——叶轮桨板中心点线速度，m/s，本次设计取0.3m/s；
D0——叶轮桨板中心点旋转直径，m
5） 其他
搅拌桨叶宽度100mm-300mm，桨叶总面积要小于反应池的截面面积10%-20%；垂直式桨叶上端在水面以下0.3m，叶片下端距池底0.5m，水平轴式桨叶的直径应比水深0.3m。
经混凝沉淀完的污水已达排放标准，可直接排放。
4 附属建筑物的确定
4.1 办公楼设计

5 污水处理厂的总体布置
5.1 平面布置设计
5.2 高程布置设计

表5-1 地面构筑物标高
地面构筑物
水面标高（m）
池底标高（m）
集水池
-2.000
-7.000
格栅前
-0.890
-1.970
格栅后（槽）
-1.037
-2.170
集水池
-1.500
-5.000
调节池
2.000
-1.000
沉淀池
5.500
4.000
厌氧池
3.500
-1.000
MBR膜反应器
-1.500
-4.500
混凝沉淀池
-4.500
-6.500
附注：采用相对标高，地面标高±0.000m
6 总结

7 主要参考文献
[1