MBR系统计算书.doc

某污水处理厂升级改造工程膜系统设计计算书（范例）
基本设计条件说明：
1、膜通量按 15L/m2/h。
/在 MBR 工程中，受原水的水质、工艺综合影响，通量范围比较宽，从实际应用来看从
6~15L/m2/h（斜体字是批注说明，以下同）/

2、膜箱采用安装 48 帘膜元件的规格

3、按总 12 列分布，单池 6 列布置

1．膜组件、膜箱选型设计
1.1 设计处理量
MBR 系统处理能力为 80000m3/d
1.2 膜组件选型
本项目设计采用立升 LJ1E1-2000-F180 型帘式膜组件
膜材质：PVDF 膜面积：27m2
膜孔径：0.02um

组件尺寸：721×70×2 087mm(L×W×H)
注意：以上膜组件技术参数只针对本工程所使用。
1.3 运行过程及参数
MBR 工艺中，超滤膜采用“连续曝气、间歇抽吸”的工作方式过滤 ：8.5min（典型条件取 8min）
空曝气 ：1.5min（典型条件取 2min） 膜控制通量设计为 15L/m2/h
1.4 膜组件数量计算
1.4.1 过程时间计算
膜系统工作时间： 过滤：8.5min

6

空曝气：1.5min

在线维护性清洗：7~10 天进行 1 次，每次持续时间 30min

单个过滤周期=8.5min+1.5min=10min

日过滤时间：24hr×8.5min÷10min = 20.4hr
1.4.2 处理水量计算
设计产水量：80000m3/d
膜瞬时过滤水量=80000m3/d÷20.4hr/d=3922m3/h
1.4.3 膜元件数量核算
膜控制通量设计为 15L/m2/h
总膜面积：3922m3/h×1000L/m3÷15L/m2/h=261467m2 设计采用 LJ1E1-2000-F180 型膜元件
膜元件计算数量：261467m2÷27m2/帘=9684 帘本项目设计采用 LJ1E1-2000×48 型膜箱
表 2 LJ1E 型帘式超滤膜膜箱规格参数表

型号
LGJ1E1-2000×48

膜箱性能
有效膜面积（m2）
1296
产水接口 inch (mm)
Ф140

重量
干重 (kg)
1200
湿重 (kg)
2500
材料
产水母管
UPVC
膜主框架
SS316L
外形尺寸(长×宽×高 mm)
4010×805×3000
注意：以上膜箱技术参数只针对本工程所使用。

膜箱计算数量=9867 帘÷48 帘/个=201.7 个

本处理系统分 12 列组，每列膜箱数量=201.7 个÷12=16. 8 个，取 17 个为便于膜箱在 MBR 池中的布置，每列 MBR 池设计 17 个膜箱
预留备用膜箱位置 1 个，备用率为 5.9%。膜箱设计数量为 204 个
膜元件设计数量=204 个×48 帘/个=9792 帘

该项目设计膜面积=9792 帘×27m2/帘=264384m2
1.4.4 膜通量校验真实平均膜通量：
3922m3/h×1000L/m3÷264384m2=14.8L/m2/h
当一列清洗时，其他列的真实膜通量：

3922m3/h×1000L/m3÷（259200m2÷12×11）=16.1L/m2/h
最大时的膜通量

3922m3/h×1000L/m3×1.3÷259200m2=19.2L/m2/h
/变化系数 1.3 是在标书文件里规定的/
2．膜系统吹扫曝气设计
2.1 曝气工艺参数
曝气量：60m3/m2/h，（其中 m2 指膜箱垂直方向投影面的面积）
/曝气的设计指标是范围值，如永新的工程中，该设计参数达到了 100m3/m2/h，但多是工业废水，对电耗的考量较弱化。本投标方案存在和同类竞争的问题，所以对气水比做了综合比较， 确定的该设计参数，同时该设计参数在应用中可以采用。/
连续曝气的方式
2.2 曝气量计算
2.2.1 总曝气量
单 个 膜 箱 曝 气 量 ： 4.0m×0.8m×60m3/m2/h÷60min/h=3.2m3/min 膜 吹 扫 所 需 的 总 曝 气 量 ： 3.2m3/min×（17+1）×12=691.2m3/min
2.2.2 气水比
气水比为：

691.2m3/min×60min/h：（80000m3/d÷24hr/d）=12.4：1

3．设备选型
3.1 产水泵
/选型应与泵制造商进行技术层面的确定/
膜池分 12 列，每列单独设置产水泵，按最大时处理量计，则产水泵设计流量为：

80000m3/d×1.3÷20.4hr/d÷12=424.8m3/h
扬程设计为 12m，变频控制
3.2 鼓风机
正常工作时，鼓风机设置 6 台，4 用 2 备，则每台鼓风机设计流量为：

691.2m3/min÷4=172.8m3/min
变频控制

/对风压设计只是建议性的，通常还要考虑管损、曝气头损失等因素，这个由设计院或工程公司进行核算会更准确。通常规模小对风压的选择采取经验值。/
注释：如果能将膜池的工作液位设计为 4m，从而使鼓风机设计风压降低
3.3 膜池排空泵
清空膜池或进行在线的恢复性清洗时，需膜池排空泵将膜池清空。排空前先产水降液至膜 保护液位，即 2.8m。单池排空时间设计为 60min，膜箱占用体积按 1m3 计，/该估算值由吕工提供，预计 12-3 日前/
则排空泵设计 2 台（1 用 1 备），设计流量为：

（21.0m×5.85m×2.8m-17×1m3）÷1hr=326.98m3/h，取 350m3/h
/典型的膜箱外壁与池壁、膜箱与膜箱外壁之间的设计间距为 300~350cm。膜池高度依据选用的膜箱尺寸、保护水位等参数来制定。/
扬程设计为 7m
3.4 维护性清洗设备
3.4.1 维护性清洗设计参数
操作方式：通过反洗的方式，将药剂注入到反洗水中混合，用清洗泵送入到膜纤维内，并 持续浸泡。/维护性清洗结束后通常进行一次气水反洗，然后进入过滤工序/
操作频率：7~10 天/次操作时间：30min

清洗药剂种类：NaClO

操作浓度：NaClO 最大 500ppm
3.4.2 反洗泵
反洗泵 1 用 1 备，维护性清洗使用 1 台，恢复性清洗时同时开启 2 台泵。维护性清洗时，药剂使用量按 2L/m2 计，
单次清洗时，只对 1 列膜组进行操作，则总使用量为：

264384m2÷12×2L/m2÷1000L/ m3=44.1m3
输送药剂的时间取 15min，则反洗流量为： 44.1m3÷0.25hr=176.4m3/hr
3.4.3 计量泵
NaClO 取最大浓度 500ppm，则计量泵流量为：

176.4m3/h×1000L/m3×0.05%÷10%=882L/h，取 1000L/h
次氯酸钠计量泵 2 台，1 用 1 备

柠檬酸取最大浓度 1%，则计量泵流量为：

176.4m3/h×1000L/m3×1%÷30%=5880L/h，取 6m3/h
柠檬酸计量泵 2 台，1 用 1 备
3.5 恢复性清洗设备
3.5.1 清洗流量
在线恢复性清洗时，膜池内的清洗液位设计为 2.5m（液面刚淹过膜箱），采用 2 台反洗泵注水，清洗计量泵注药，在管道内混合后反洗进入膜池，/也可先往膜池里面加入大量清水后， 采用化工泵把药品输送到膜池里，用药罐液位来计量加药量。/
化学清洗池配水总量：

21m×5.85m×2.5m=307m3

注 水 流 量 ： 176.4m3/hr×2=352.8m3/h 注 水 时 间 ： 307÷352.8=0.87 h
3.5.2 次氯酸钠泵
恢复性清洗时，次氯酸钠按 3000ppm 配置，次氯酸钠泵设计为 2 台（1 用 1 备），流量为：

307 m3×0.3%÷10%÷0.87 =10.6m3/h

3.5.3 柠檬酸泵
恢复性清洗时，柠檬酸按 2%配置，柠檬酸泵设计为 2 台（1 用 1 备），流量为：

307 m3×2%÷30%÷0.87 =23.5m3/h
3.5.4 亚硫酸氢钠泵
亚硫酸氢钠用量按次氯酸钠用药量 2 倍计算，单列清洗用量

307 m3×0.3%×2=1.84m3

亚硫酸氢钠浓度按 30%，30min 内注入，投加泵流量：

1.84÷30%×2=12.3m3/h
3.5.5 氢氧化钠泵
氢氧化钠用量按柠檬酸的 1/4 计算，单列清洗用量

307m3×2%÷4=1.54 m3

氢氧化钠浓度按 30%，30min 内注入，投加泵流量：

1.54÷30%×2=10.2m3/h

3.6 化学药剂储罐
3.6.1 次氯酸钠储池
维护性清洗单列单次用药：

882L/h÷60×15=220.5L

2 天清洗一列，一周清洗 12 列，一周用量（10%浓度）：

220.5×12=2.65m3

单次恢复性清洗使用量：

307 m3×0.3%÷10%=9.2m3

储池容积保留一定余量，取 12m3
3.6.2 柠檬酸储池
柠檬酸维护性清洗次数较少，恢复性清洗一次用量（30%浓度）：

307 m3×2%÷30%=20.5m3

储池容积取 22m3
3.6.3 亚硫酸氢钠储池
亚硫酸氢钠中和清洗液一次用量（30%浓度）：

1.84÷30%=6.1m3/h

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储池容积取 8m3
3.6.4 氢氧化钠储池
氢氧化钠中和清洗液一次用量（30%浓度）：

1.54÷30%=5.1m3/h

储池容积取 6m3