生物膜—悬浮生长联合工艺处理生活污水工艺设计

摘要

生活污水是由于家庭用水，初期雨水等组成，由于洗涤等用水，使废水中的N,P 严重超标，而且COD,BOD的值也在增加，为了减少这些指标的含量，我采用了A2/O 工艺浸没式MBR来对废水中的N,P的去除。膜生物反应器（MBR）是以酶、微生物或动植物细胞为催化剂进行化学反应或生物转化，同时借助膜分离技术装置不断的分离出反应产物并截留催化剂而进行反应的装置。污水处理中的MBR法是将膜分离技术中的超、微滤技术和活性污泥法有机结合的污水处理高新技术，主要有膜组件、生物反应器、物料输送三部分组成，其运行原理是利用反应器内大量的微生物有效地降解污水中各种有机物，使水质得到净化，并通过膜分离装置代替传统工艺中的二沉池，提高固液分离的效率，从而得到优质的出水，基本解决了传统的活性污泥法存在的污泥膨胀、污泥浓度低等因素造成的出水水质达不到中水回用要求的问题。

关键词：生活污水、MBR、膜分离装置

目录

第一章设计概述 (1)

1.1设计内容及要求 (1)

1.1.1设计内容 (1)

1.1.2 设计要求 (1)

1.2 设计参数 (1)

1.2.1 设计污水流量 (1)

1.3 设计原则 (2)

第二章工艺流程的确定 (2)

2.1污水中水质的分析 (2)

2.2 工艺比选 (2)

2.1.1 SBR工艺 (3)

2.1.2 MBR工艺 (3)

2.1.3氧化沟工艺 (4)

第三章卡鲁塞尔氧化沟设计 (6)

3.1 氧化沟设计参数 (6)

3.2 设计计算 (6)

第四章污水处理流程工艺设计 (8)

4.1 工艺流程设计及计算 (8)

4.1.1 工程概况 (8)

4.1.2 工程构筑物 (8)

4.2工艺流程图 (12)

总结 (13)

参考文献 (13)

第一章设计概述

本次课程设计主要是对某处理规模为120000 m3/d污水处理厂的曝气池进行设计计算，原水水质如下表：

表1-1 进出水水质

单位：mg/L 项目COD Mn BOD5SS TN TP

进水650-940 470-880 700 82 12

出水60 20 20 15 1 该水经处理以后，要求水质应符合城镇污水处理厂污染物排放标准GB8978-2002

1.1设计内容及要求

1.1.1设计内容

对污水处理厂的各个构筑物进行去除效率计算，根据生活的水质特点对所拟处理工艺的工作原理、工艺流程、运行特点等对生物膜-悬浮生长联合工艺在生活污水处理方法中的优越性进行对比论证，确定处理工艺。

1.1.2 设计要求

本次课程设计为工艺设计，具体要求如下：

1．工艺设计：给出污水处理工艺流程图，并说明理由。

2．对MBR池进行设计计算，画出其设备构造图

1.2 设计参数

1.2.1 设计污水流量

由设计资料可知，该污水处理厂平均每日污水量为：

错误！未找到引用源。Qa=120000 m3/d=5000 m3/h (1-1)

1.3 设计原则

1）出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB8978-2002中的1级B标准；

2）工艺可靠，处理效果稳定；

3）投资省，设备简单，操作简单，运行费用低；

4）既要去除BOD5，COD,又要处理污水中的氮、磷。

第二章工艺流程的确定

2.1污水中水质的分析

根据表1可知，各污染物的去除率应达到以下数值：

η

(=

-

480

=

75

%

120

480

)/

COD

%70200)/60200(5=-=BOD η %3.83300)/50300(=-=SS η %6.287)/57(=-=P η

2.2 工艺比选

2.1.1 SBR 工艺

SBR 是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR 工艺，如ICEAS 法、CASS 法、IDEA 法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的，污泥沉降性能良好，对水质水量变化的适应性强。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想。不连续的出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力。而且不连续出水，使得SBR 工艺串联其他连续处理工艺时较为困难。

2.1.2 MBR 工艺

膜生物反应器是用超滤膜代替二沉池进行污泥固液分离的污水处理装置，为膜分离技术与活性污泥法的有机结合。超滤膜孔径一般在0.1—0.4μm,出水水质相当于二沉池再加超滤膜的效果。膜生物反应器不仅提高污染物的去除率，在很多情况下可作为再生水直接回用，在将来的污水处理领域膜生物反应器将会得到较多应用。

膜生物反应器在一个处理构建物内可以完成生物降解和固液分离功能，生物反应区的混合液固体浓度可以比活性污泥法高几倍。膜生物反应器的优点是：

①容积负荷高、水力停留时间短；

②污泥龄较长，剩余物理量减少；

③避免因为污泥丝状膨胀或其他污泥沉降问题而影响抱起反应区的MLSS浓度；

④在低浓度溶解氧浓度运行时，可同时进行硝化和反硝化；

⑤出水有机物浓度、悬浮固体浓度、浊度均很低，甚至致病微生物都可能被截留，

出水水质好；

⑥污水处理设施占地面积小。

但膜造价高，使膜-生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺；膜污染容易出现，给操作管理带来不便；能耗高。

2.1.3氧化沟工艺

氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，一般采用圆形或椭圆形廊道，池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有机械曝气和推进装置。池体的布置和曝气、搅拌装置都有利于廊道内的混合液单向流动。具有较长的水力停留时间、较低的有机负荷和较长的污泥龄。因此相比传统活污泥法、可以省略调节池、初沉池、污泥消化池、有的还可以省略二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为曝气装置特定的定位布置是氧化沟具有独特水力学特征和工作特性。而且流程简单、操作灵活、适应性强、处理效率稳定、操作管理方便，是连续运行、连续进水连续出水，污泥沉降性能好，污泥在氧化沟内有一定好氧稳定性，无需进行污泥消化。

综上所述，任何一种方法，都能达到去除有机物和降磷脱氮的效果，且出水水质良好，但相对而言，SBR法一次性投资较少，占地面积较大，且后期运行费用高于氧化沟。生物膜造价高，运行管理复杂，因此，采用氧化沟为本设计的工艺方案。

污水处理工艺比较

处

理工

氧化沟SBR法MBR法AB法艺