久保田MBR实例工艺污水处理厂详细方案16000t.doc

某污水处理厂
设计方案
（16000m3/d）

久保田国祯环保工程科技（安徽）有限公司
目录
1 工程建设要求 3
1.1工程建设规模 3
1.2 设计进水水质 3
1.3 设计出水水质 3
2 久保田国祯MBR工艺 4
2.1 MBR工艺特点 4
2.2 久保田国祯MBR工艺特点 4
3 工程方案 5
3.1工艺流程 5
3.2 工艺设计 5
3.2.1 膜细格栅 5
3.2.2 流量调节池 6
3.2.3 MBR系统 6
3.2.4 集水池 12
3.2.5 消毒池 12
3.2.6主要设备表 13
3.3 药剂费 14
3.3.1 膜清洗药剂费用 14
3.3.2 PAC药剂费用 15
3.3.3 碳源费用 15
4 附图 16

1 工程建设要求
1.1工程建设规模
某污水处理厂设计规模为日平均流量16000 m3/d，日最大流量19200m3/d，总变化系数为1.51，小时最大流量24160 m3/d。
项目
日平均
日最大
小时最大
水量（m3/d）
16000
19200
24160
1.2 设计进水水质
表1.1 污水厂设计进水水质（mg/L）
项目
CODcr
BOD5
SS
NH3-N
TN
TP
进水水质
300
200
300
35
40
5
冬季最低水温，18℃。
1.3 设计出水水质
表1.2 污水厂设计出水水质（mg/L）
项目
CODcr
BOD5
SS
NH3-N
TN
TP
出水水质
50
10
N.D
1
15
0.5
2 久保田国祯MBR工艺
2.1 MBR工艺特点
与传统的生物处理工艺相比，MBR 工艺具有以下主要特点，
（1）出水水质优质稳定
出水水质较好，可降低对环境的负荷，还可完全隔离病原性大肠杆菌，所以膜处理出水完全可以直接回用于冲厕、农业灌溉等方面。为了实现深度处理，膜处理出水也可直接提供给RO膜装置。
（2）占地面积小
MBR工艺与传统工艺相比可在更高的MLSS(污泥浓度)下运行，所以与传统工艺相比，较小的池容可处理相同的水量。不仅是生物反应池变小，另外MBR工艺无需设置初沉池和二沉池，因此占地面积较小。MBR工艺改造原有的传统工艺，不用新增构筑物就可以提高处理量，同时能达到深度处理水平。
（3）剩余污泥产量少
MBR工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），降低了污泥处理费用。
2.2 久保田国祯MBR工艺特点
（1）膜片耐久性好
液中膜（平板膜）不容易发生纤维状物质的缠绕，而且使用寿命较长。采用液中膜（平板膜）可以降低膜的更换成本。
（2）占地面积小
液中膜（平板膜）的最大可承载MLSS(污泥浓度)较高，可以设定较高的生物池污泥浓度，降低池容。
（3）清洗简单
进行药液清洗时，无需从膜池中取出膜组件，只要从处理水出水管口注入药液就可以完成清洗作业，可以实现完全自动化。
（4）降低能耗
用于膜清洗的曝气也有效用于生物处理充氧，曝气风量有所降低。此外，设置虹吸过滤、空气提升泵等周边设备进行大幅度的节能，耗电量达到行业内最低水平。
3 工程方案
3.1工艺流程
某污水处理厂污水处理工艺流程如下图所示，预处理段包括粗格栅、细格栅、沉砂池、膜细格栅。设置流量调节池调节进水水量，保证后续膜系统的稳定运行，MBR系统采用UCT-MBR工艺，膜组件放置在好氧池中，好氧池和膜池合建，处理水排放至消毒池进行消毒。
原水
）
粗格栅
流量调节池
厌氧池
出水
膜细格栅

好氧池（膜池）
缺氧池
混合液回流
剩余污泥排放
混合液回流
消毒池

细格栅
沉砂池

图3.1某污水处理厂污水处理工艺流程

3.2 工艺设计
3.2.1 膜细格栅
1）构筑物
设计流量：Qmax=1006.7m3/h
渠道： 3条
设计尺寸：单组渠宽1.1m，渠深1m
2）主要设备选型
设备类型：转鼓式细格栅
设备数量：3台（2用1台现场备用）
孔隙：3mm
转鼓直径：1m
安装角度：35°
栅前最高水位：670mm
3.2.2 流量调节池
1）构筑物
设计流量：Qmax=1006.7m3/h
池数： 4池
设计停留时间：2h
设计尺寸：8.6m×8.35m×8.3m（8.3m为有效水深）
2）主要设备选型
A．搅拌器
设备类型：高速潜水推流器
设备数量：9台（每池设置2台，8用1台冷备）
电机功率：1.5kW
B．提升泵
设备类型：潜污泵
设备数量：8台（每池设置2台，4用4台现场备用）
流量： 200m3/h
扬程： 10m
电机功率：15Kw
3.2.3 MBR系统
本项目MBR系统采用UCT-MBR工艺，设置厌氧段、缺氧段和好氧段（膜池），由于平板膜不需要离线清洗，故将膜组件直接放置在膜池中，省去了膜池到好氧池的回流。厌氧池停留时间设置为1.0h，缺氧池停留时间设置为1.5h，好氧池（膜池）停留时间设置为3.4h。好氧池（膜池）到缺氧池的回流比设置为1.5Q，缺氧池到厌氧池的回流比设置为1Q，两路回流均采用空气提升泵。本项目按照3个4800m3/d系列和2个2400m3/d系列设计。
1）4800m3/d系列主要设计参数：
膜池悬浮固体浓度 MLSS＝10000mg/l
缺氧池悬浮固体浓度 MLSS＝6000mg/l
厌氧池悬浮固体浓度 MLSS＝3000mg/l
污泥负荷 Fw＝0.104kgBOD5/kgMLSS·d
单个厌氧段容积 8.6m×3.9m×6.0m=202m3
厌氧段停留时间 1.0h
单个缺氧段容积 8.6m×5.9m×6.0m=304m3
缺氧段停留时间 1.5h
单个好氧段（膜池）容积 8.6m×13.4m×6.0m =691m3
好氧段（膜池）停留时间 3.4h
单系列剩余污泥量 4.25m3/h（含水率99%）
单系列标准状态需氧量 130.1kgO2/h
厌氧段单位推流器容积功率 4.2W/m3
缺氧段单位推流器容积功率 4.9W/m3
2）2400m3/d系列主要设计参数，
膜池悬浮固体浓度 MLSS＝10000mg/l
缺氧池悬浮固体浓度 MLSS＝6000mg/l
厌氧池悬浮固体浓度 MLSS＝3000mg/l
污泥负荷 Fw＝0.104kgBOD5/kgMLSS·d
厌氧段容积 8.9m×3.9m×6.0m=208m3
厌氧段停留时间 1.0h
缺氧段容积 8.9m×5.9m×6.0m=315m3
缺氧段停留时间 1.5h
好氧段（膜池）容积 4.3m×13.4m×6.0m×2槽 =820m3
好氧段（膜池）停留时间 4.1h
单系列剩余污泥量 2.13m3/h（含水率99%）
单系列标准状态需氧量 65.1kgO2/h
膜清洗风量气水比 12:1
厌氧段单位推流器容积功率 4.2W/m3
缺氧段单位推流器容积功率 4.9W/m3
3）主要设备选型
A．膜组件
设置膜张数=400张/单元×48单元→12单元/槽×3槽+6单元/槽×2槽
=19200枚
运转通量：平均 0.69m3/m2/d
设备型号：RW400
规　　格：400张/单元　（580m2/单元）
设备数量：48单元
膜 板：微滤膜（公称直径（最大孔径）：0.4μm，平均孔径：0.2μm）
有效膜面积：1.45m2/张×400张=580m2。
初期清水透过量：670L/min以上（水温20℃、过滤压力5kPa）
曝气管供给空气量：2.80m3/min以上（上限4.00m3/min）
过滤压力：20kPa以下
池内药液清洗时注入压力：平常10kPa以下（重力方式时1m）、瞬时20kPa以下（重力方式时2m）
清洗药液：次氯酸钠，有效氯浓度1.0%以下
草酸1.0%以下
工作水温：5～40℃
P H：5～10
B．厌氧池高速潜水推流器
数量： 5台（每池设置1台，4用1台冷备）
电机功率： 0.85kW
C．缺氧池高速潜水推流器
数量： 5台（每池设置1台，4用1台冷备）
电机功率： 1.5kW
D．膜鼓风机
设备数量 6台（4用2台现场备用）
设备类型 罗茨鼓风机
供气量 43.1m3/min
风压 63.7Kpa
电机功率 75kW
E．辅助曝气鼓风机
设备数量 6台（4用2台现场备用）
设备类型 罗茨鼓风机
供气量 15.9m3/min
风压 68.6Kpa
电机功率 30kW
F．剩余污泥泵
设备数量 6台（5用1台冷备）
设备类型 潜污泵
流量 51.1m3/h
扬程 10m
电机功率 4kW
G．膜起吊装置
设备数量 2台
设备类型 手拉式葫芦
起吊重量 3T
滑轨高度 2.8m
H．硝化液回流污泥泵（4800m3/d）
设备数量 4台（3用1台冷备）
设备类型 潜污泵
流量 300m3/h
扬程 1m
电机功率 2.5kW
I．硝化液回流污泥泵（2400m3/d）
设备数量 3台（2用1台冷备）
设备类型 潜污泵
流量 150m3/h
扬程 1m
电机功率 1.5kW
J．反硝化液回流污泥泵
设备数量 5台（4用1台冷备）
设备类型 潜污泵
流量 200m3/h
扬程 1m
电机功率 1.5kW
K．抽吸泵（4800m3/d）
设备数量 6个（3用3台现场备用）
设备类型 自吸泵
流量 222.3m3/h
扬程 10m
电机功率 15kW
L．抽吸泵（2400m3/d）
设备数量 4个（2用2台现场备用）
设备类型 自吸泵
流量 111.2m3/h
扬程 10m
电机功率 11kW
M．草酸溶解罐
数量： 1个
设备材质 聚乙烯
设备容积 2m3
N．次氯酸钠储罐
数量： 1个
设备材质 聚乙烯
设备容积 4m3
O．药液稀释罐
数量： 1个
设备材质 聚乙烯
设备容积 15m3
P．草酸转移泵
设备数量 1台
设备类型 磁力泵
流量 3.8m3/h
扬程 10m
电机功率 0.55kW
Q．次氯酸钠转移泵
设备数量 1台
设备类型 磁力泵
流量 2.6m3/h
扬程 10m
电机功率 0.55kW
R．清洗药液供应泵
设备数量 2台（1用1台冷备）
设备类型 离心泵
流量 73.4m3/h
扬程 10m
电机功率 5.5kW
S．药液稀释用水供应泵
设备数量 2台（1用1台冷备）
设备类型 潜污泵
流量 24.4m3/h
扬程 10m
电机功率 1.5kW
T．PAC储罐
数量： 1个
设备材质 聚乙烯
设备容积 25m3
U．PAC注入泵
设备数量 2台（1用1台现场备用）
设备类型 隔膜计量泵
流量 123.6L/h
扬程 10m
电机功率 0. 25kW
V．微孔曝气盘
设备数量 400台
设备类型 盘式曝气器
通气量 8.4m3/h
3.2.4 集水池
1）构筑物
设计流量：Q=800m3/h
停留时间：10min
设计尺寸：7.74m×3m×5.74m
2）主要设备选型
设备类型： 提升泵
设备数量： 3台（2用1台现场备用）
设备类型： 潜污泵
流量： 420m3/h（参考）
3.2.5 消毒池
1）构筑物
设计流量：Q=800m3/h
池数： 1池
设计尺寸：由设计院确定，消毒方式为紫外消毒和次氯酸钠消毒。
3.2.6主要设备表
主要设备表
序号
名称
参数及规格
单位
数量
备注
膜细格栅
1
转鼓式细格栅
孔隙3mm、转鼓直径1m
台
3
2用1台现场备用
流量调节池
2
高速潜水推流器
N=1.5kW、∅＝400mm
台
9
8用1台冷备
3
提升泵
Q=200m3/h、H=10m、N=15kW
台
8
4用4台现场备用
厌氧池
4
高速潜水推流器
N=0.85kW、∅＝260mm
台
5
4用1台冷备
缺氧池
5
高速潜水推流器
N=1.5kW、∅＝260mm
台
5
4用1台冷备
好氧池（膜池）
6
膜组件
RW400、面积：580m2
台
48

7
硝化液回流污泥
Q=150m3/h、H=1m、N=1.5kW
台
3
2400m3/d系列用（2用1台冷备）
8
硝化液回流污泥泵
Q=300m3/h、H=1m、N=2.5kW
台
4
4800m3/d系列用（3用1台冷备）
9
反硝化液回流污泥泵
Q=200m3/h、H=1m、N=1.5kW
台
5
1台冷备
10
抽吸泵
Q=222.3m3/h、H=10m、N=15kW
个
6
4800m3/d系列用（3用3台现场备用）
11
抽吸泵
Q=111.2m3/h、H=10m、N=11kW
个
4
2400m3/d系列用（2用2台现场备用）
12
剩余污泥泵
Q=51.1m3/h、H=10m、N=4kW
台
6
5用1台冷备
13
膜起吊装置
起吊重量3T、滑轨高度2.8m
台
2
手拉式葫芦
集水池
14
提升泵
Q=420m3/h（参考）
台
3
1台现场备用
鼓风机房
15
膜鼓风机
Q= 43.1m3/min、N=75kW、
风压：63.7Kpa
台
6
4用2台现场备用
16
辅助曝气鼓风机
Q= 15.9m3/min、N=30kW、
风压：68.6Kpa
台
6
4用2台现场备用
17
曝气盘
通气量：8.4 m3/h
套
400

加药系统
18
草酸转移泵
Q=3.8m3/h、H=10m、N= 0.55kW
台
1

19
次氯酸钠转移泵
Q=2.6m3/h、H=10m、N= 0.55kW
台
1

20
清洗药液供应泵
Q=73.4m3/h、H=10m、N=5.5kW
台
2
1用1台冷备
21
药液稀释用水供应泵
Q= 24.4m3/h、H=10m、N=1.5kW
台
2
1用1台冷备
22
PAC储罐
25m3
台
1
聚乙烯
23
PAC注入泵
Q= 123.6L/h、H=10m、N=0.25kW
台
2
1用1台现场备用
24
草酸溶解罐
2m3
个
1
聚乙烯
25
次氯酸钠储罐
4m3
个
1
聚乙烯
26
溶液稀释槽
15m3
个
1
聚乙烯
3.3 药剂费
3.3.1 膜清洗药剂费用
久保田平板膜只需在线清洗，清洗简单。
一般情况下采用次氯酸钠和草酸清洗，次氯酸钠用于清洗有机污染物，草酸用于清洗无机污染物。膜清洗频率及清洗药剂费用如下，
次氯酸钠
清洗频率：2～3个月1次，每片膜需溶液5.1L，共19200片膜，需溶液97.92m3/次（0.4%）。
12%次氯酸钠药剂用量：97.92 m3/次×0.4/12=3.26 m3/次
0.4%次氯酸钠药剂年用量：3.26m3/次×6次/年=19.58 m3/年
目前次氯酸钠溶液的价格为700元/m3（12%）。
则日次氯酸钠药剂费用：19.58 m3/年×700元/m3/365=37.56元/日
草酸
清洗频率：12个月1次，每片膜需溶液5.1L，共19200片膜，需溶液97.92m3/次（0.5%）。
草酸粉末药剂用量：97.92 m3/次×0.5%=0.490吨/次
草酸粉末药剂年用量：0.490吨/次×1次/年=0.490吨/年
目前草酸粉末价格为5500元/吨。
则日草酸药剂费用：0.490吨/年×5500元/吨/365=7.38元/日
则日清洗药剂费共为：37.56＋7.38＝44.94元/日
则吨水药剂清洗费用为：44.94元/日/19200吨/日=0.0023元/吨
以上清洗废液直接排放至前段沉砂池，与原水混合。
3.3.2 PAC药剂费用
每日剩余污泥量为：4077.8kg/d
污泥含磷率按3%计，则每天通过排放剩余污泥的除磷量为：4077.8kg/d×3%=122.3kg/d
则磷的生物去除量为：122.3kg/d/19200m3/d=6.4mg/L。
进水磷浓度为5mg/L，通过生物除磷可满足排放标准。
为保证在雨天及进水浓度降低时，磷出水达标，需设置化学除磷装置，本项目采用投加PAC进行化学除磷，PAC投加量按5mol/molP比例投加。
需化学除磷浓度4.5mg/L，
采用投加10%PAC进行化学除磷，
则10%PAC投加量：5.9m3/d
PAC(28%)含量投加量：2.5吨/天
上述PAC投加为雨天及进水浓度降低时的投加量，实际投加天数需根据项目所在地的雨季天数进行计算。

注：上图引自
念东,王佳伟. 城市污水处理厂化学除磷效果及运行成本研究.城镇给排水,7-10,2008.
3.3.3 碳源费用
原水BOD5为200mg/L，TN为40mg/L，BOD5/TN=5，满足碳氮比要求，无需投加碳源。

4 附图
1、膜系统平面布置图及剖面图