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生活污水处理设备

技术设计方案

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二零二零年六月

第一章 项目背景

1.1生活污水现状

随着我国城乡一体化进程的加快，经济、建设的迅速发展以及人口的迅猛增加，生活污水的排放量也急剧增长。由于缺乏必要的污水收集管网和处理的市政设施，生活污水、部分少量工业废水、初期雨雪水一同排进周边、居民房前屋后传统应用于饮用和灌溉的天然水体。随着自然水体环境容量的压缩，大多数的水环境污染日益严重，生态、生活环境恶化，夏秋季节的黑臭严重影响到周边居民的基本生活，水污染现已成为环境综合治理的难点和广大群众关注的焦点。

目前，我国环境污染形式严峻，特点如下：

（1）点源污染和面源污染共存，生活污染和工业污染叠加；

（2）各种新旧污染相互交织；

（3）工业及城市污染向转移；

（4）环境保护政策、法规、标准体系不健全。

因此，加快污水处理建设，有效治理水体黑臭、改善居民生活环境已迫在眉睫。

1.2 生活污水特点与治理技术发展

1.2.1 生活污水特点

（1）来源多：除了来自人的粪便、厨房产生的污水外，还有家庭清洁、生活垃圾堆放渗滤而产生的污水；

（2） 增长快：随着农民生活水平的提高以及生活方式的改变，生活污水的产生量也随之增长；

（3）波动大：雨污不分离，造成水质水量波动大；

（4）处理率低：污水间歇排放,排量少且分散；

（5）污水中氮磷浓度高及含有大量的营养盐、细菌、病毒。

1.2.2 生活污水治理技术发展

生活污水污染的控制按处理方式主要分为：污水的自然生物处理和生物处理两大类。

污水的自然生物处理主要有：人工湿地、土地处理、稳定塘等处理技术。此类方法适用于有废弃洼地、低坑及河道等自然条件，常年气候适宜的地区，占地面积较大，适用于处理污染程度轻，污水量较小的情况。

污水的生物处理主要分为活性污泥法和生物膜法两大类，通过人工强化的措施可以应对水量较大，水质质量较差的废水。但传统的污水生物处理方法都存在需要定人职守;自控程度低、需要污泥沉淀池;占地面积大、需要精心管理;运行稳定性差等诸多劣势。无法有效解决生活污水建设占地受限、运维管理困难等现状。

综上，基于生活污水的以上特点以及污水处理技术现状。普通的自然生物处理方法无法适应现有的污水的水质、水量特点。而采用传统的污水生物处理方法，存在污水处理设施维护难度高、运行成本高、需人定期管理，也不适合治理污水。

因此，根据不同区域的生活污水，选择节能型、智能型、免维护的污水处理工艺将切实解决生活污水治理问题。

第二章 设计概述

2.1设计依据及标准

2.1.1工艺设计

2.1.2电气设计

2.1.3仪表设计

2.2设计原则

①、经济及效益原则：

以最小的投资，取得最大的效益，确保出水水质达到相关处理要求。

②、采用先进成熟可靠、节省投资的技术原则

选用技术先进、安全可靠、经济适用的污水及再生水处理工艺路线，降低投资，减少运行费用，力求运行可靠，操作简单、管理方便。

③、建筑布局实用美观的原则

根据项目实际情况，合理用地，即使工程符合建设整体规划，又能在和当地环境与建筑相协调。

④、节约运行费用原则

水处理工程除了一次性工程投资外，还包括日常运行费用。运行费用主要包括电源消耗、药品消耗和人力消耗。为了降低运行费用，在深化设计时，应结合工程使用情况，选择性能好、能耗低、使用寿命长的设备，在工艺条件许可和确保出水水质的情况下，尽量减少药品的投加，尽量采用动力少的工艺。

为了减轻操作人员的劳动强度，最大限度地减少人为因素的影响，在深化设计过程中应针对工艺的需要配置自动控制系统，以提升操作条件和管理水平。

第三章 设计基础数据

3.1 设计参数选择

3.1.1 设计污水处理水量

经业主提供的资料，共150户，每户平均按照3.5人计算，每人每天产生的污水量按100L。则每天共产生污水量50吨。

表3.1.1-1  污水处理水量

3.1.2 设计污水进水水质

1）设计进水水质

2）设计出水水质

处理后的污水水质要求达到以下标准，即：《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918-2002一级A标准

表2.2  设计出水水质表

3.2工程范围

本方案设计范围从一体化进水口至一体化出水口止。包括一体化设计工艺、构（建）筑物、设备、管线、电气、仪表及自动控制设计。设备工程施工进场条件为“三通一平”（施工道路通、施工用电通、施工用水通，施工场地已平整），业主提供施工系统设备运行所需的一次性电源、水源，动力线接至系统总电控柜。

设计项目

u 治理方案的选择、工艺流程的制定、控制设备的设计。

u 工艺条件图纸设计。

u 系统工艺及管道设计。

u 电气及自动控制系统设计。

甲方自备项目

业主完成项目包括以下项目不局限于以下项目：

①一体化设备以外的土建工程，浇筑基础，回填土，厂区绿化工程、排水沟、排水沟盖板等。

②施工期间用电和系统运行一次性电源分支接至各配电盘内，配合乙方的设备制造/安装工作。

③调试及运行所需人员、药品等劳保、安全防护用品。

④环保及验收事项及所涉及的所有费用，环保部门特殊要求的水质、水量在线监测系统。

⑤完成本项目报审、立项、开工证、土建结构设计费用、报验、环保验收事项及所涉及相关报验等所有费用。

⑥本工程“三通一平” 的具体内容，水、电源提供到位。

⑦乙方提供的所有设备经验收合格后，开始进入设备质保，业主负责设备的保管和维护工作。

乙方完成项目

① 按预期设计一体化的工艺流程及工艺条件图，保质保量完成工程。

② 设备到场后委任项目责任人及派驻工程师、工艺技术工程师，督导设备工程的施工。

③ 提供给甲方设备正常运行所需要的水、电、气量等准确信息。

④ 按双方协定的工期提供设备。

⑤ 严格按照设计工艺的要求进行设备、电控系统的设计、制作、安装，保证设备安装工程如期完工，按期调试至系统能够正常运行，确保系统水质达设计要求。

⑥ 编制污水处理系统的操作说明书，培训操作管理人员，长期为系统提供免费技术服务。

⑦ 协助甲方完成环保及其它相关验收。

第四章 处理工艺的选择

4.1选择思路和方案

根据现有的水质水量，目前对于污水处理工艺一般有以下几种：

1、 物化处理

物化法常作为一种预处理的方法应用于污水处理，预处理的目的是通过回收废水中的有用成分，或对一些难生物降解物进行处理，从而达到去除有机物，提高生化性，降低生化处理负荷，提高处理效率。一般常用的物化法有絮凝沉淀（气浮）、吸附法等。

1) 絮凝沉淀

废水中含有胶体、酯类及悬浮物，使废水呈高分散系胶体溶液，这种胶体一般较稳定，治理这类废水首先要破坏其胶体状态。化学絮凝法正是通过药剂的物理化学作用，破坏废水胶体，使分散状态有机物脱稳、凝聚，形成聚集状态粗颗粒物质从水中分离而出。

在废水处理研究中，絮凝沉淀法因其可有效降低废水浊度和色度，能去除多种高分子有机物而被广泛采用。近年来，絮凝剂开发从传统无机絮凝剂发展到无机高分子，有机高分子絮凝剂，目前正在进一步探讨微生物絮凝剂。

2) 吸附法

吸附剂的种类很多，有活性炭、大孔树脂、活性白土、硅藻土等。在有机废水中常用的吸附剂有活性炭和大孔树脂。虽然活性炭具有较高的吸附性，但由于再生困难、费用高而在国内较少使用。

2、 化学处理

化学氧化法分为两大类,一类是在常温常压下利用强氧化剂(如过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸盐、臭氧等) 将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水;另一类是在高温高压下分解废水中有机物,包括超临界水氧化和湿空气氧化工艺,所用的氧化剂通常为氧气或过氧化氢,一般采用催化剂降低反应条件,加快反应速率。化学氧化法反应速度快、控制简单,但成本较高,通常难以将难降解的有机物一步氧化到无机物质,而且目前对中间产物的控制的研究较少。该技术也常常作为生化处理的预处理方法使用。 其主要的方法有：

1) Fenton 氧化法

Fenton 试剂具有很强的氧化能力，因此Fenton 氧化法在处理废水有机物过程中发挥了巨大的作用。但由于体系中含有大量的Fe^{2 +} 离子，H₂O₂ 的利用率不高,使有机物降解不完全。

2) 臭氧氧化法

臭氧在水处理方面具有氧化能力强,反应速度快,不产生污泥,无二次污染等特点,在去除合成洗涤剂以及降低水中的BOD、COD 等方面都具有特殊的效果。臭氧对难降解有机物的氧化通常是使其环状分子的部分环或长链分子部分断裂,从而使大分子物质变成小分子物质,生成易于生化降解的物质,提高废水的可生化性。

3) 电化学氧化法

电化学氧化又称电化学燃烧,它是在电极表面的电氧化作用下或由电场作用而产生的自由基作用下使有机物氧化。电化学氧化分为直接电化学氧化和间接电化学氧化。直接电化学氧化是使难降解有机物在电极表面发生氧化还原反应。

3、 生物处理技术

生物处理技术是一般有机废水处理系统中最重要的过程之一，是利用微生物，主要是细菌的代谢作用，氧化、分解、吸附废水中可溶性的有机物及部分不溶性有机物，并使其转化为无害的稳定物质从而使水得到净化的技术。在现代的生物技术处理过程中，主要有好氧生物氧化、兼氧生物降解及厌氧消化降解这三类，生物处理技术由于经济可行、无二次污染等特点，已越来越引起重视。

长期以来好氧生物处理技术，尤其是活性污泥法一直是我国污水处理的主体工艺，它具有处理效率高、出水水质好的特点，但它也存在能耗高、运行费用大、剩余污泥产量多等缺点。厌氧生物处理技术因其具有能耗低、污泥产量少的特点，废水厌氧生物处理是环境工程与能源工程中的一项重要技术，是有机废水强有力的处理方法之一。虽然厌氧处理有一些优点，但是厌氧出水很难直接达到排放标准，一般用于高浓度有机污水的前段生物处理，因此后段生物处理仍然必须通过好氧处理才能达到排放标准。

处理工艺选择

综合上述处理介绍，对于生活污水处理工艺优先选择生物处理技术为主要处理工艺，主要原因是生物处理工艺运行费用省，处理效果好。

 MBR简介

 针对多个污水处理设施建设和运营状况的实际调研，并且经过污水处理实验分析，提出了适合于生活污水特点的专业处理方案，并在装备中引入了最为先进的MBR膜技术，能彻底解决“污水收集难”、“污水管网投资高”、“占地面积大”和“施工周期长”等问题，并且其相较于常规的城镇污水处理具有“处理水质好”、“占地面积小”、“运行成本低”、“投资成本低”、“智能化管理”等特点，出水主要指标可直接达到《城镇污水处理厂排放标准》（GB18918-2002）一级A标准或者中水回用标准。

 MBR一体化装置优势   

潍坊中侨的MBR是一款智能化装备，本设备为我司自主研发设备，拥有自主知识产权。（专利号：ZL201521138591.5）

   MBR一体化装置在设计中优点如下：

技术先进

Ø 模块设计：采用独特的外观及高度集成模块化设计，可以根据实际情况将缺氧池、膜池及控制室分开设计和安装，便于运输。

Ø 新型技术：集成新型膜技术及生物模拟技术，脱氮除磷效果好、剩余污泥量少，处理流程短，无需沉淀、砂滤环节；

Ø 智能控制：采用智能监控技术，可实现全自动操作，运行稳定、操作直观简便；

使用省心

Ø 减少投资：小型分散就地处理方式替代集中式污水处理，无需大规模开挖铺设管道和建设构筑物，投资成本低；

Ø 建设快捷：占地面积仅有传统再生处理工艺的30-50%，基建工程量少，只需建设设备基础，接管处理即可再生回用，省工省时省地；

Ø 低运行费：直接运行成本低，高性能超滤膜组件，使用寿命更长。

成效显著

Ø 优质出水：出水水质稳定，污染物指标完全优于《城镇污水处理厂排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，并且主要排放指标优于《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T 18920-2002）标准；

节能环保：低运行费用，运行过程无噪音、无异味、剩余有机污泥量少。

4.2工艺流程说明

经过收集的生活污水流经手动格栅，将较大的悬浮物去除后，进入调节池，在调节池内调节水质、水量。缓解水量水质对后续工艺的冲击。

调节池中的污水经过潜水泵提升至MBR装备，突出优点是利用MBR膜生物反应技术有利于不同微生物菌群的繁殖生长，因此脱氮除磷效果非常好。膜生物反应器处理后的水经抽吸泵抽吸后达标直接排放。

4.2.1预处理工艺

预处理工艺由手动格栅、调节池组成，为设备配套设施。

①、调节池

调节池的功能是调节处理水量和水质的不均匀性。为防止因水质、水量的大幅度波动造成整个污水处理系统处理能力下降，同时为提高后续处理系统的处理效率，故设置调节池，可大幅降低处理设备的容量和电耗。

调节池的末端安装液位控制装置，当调节池的水位达到设定值时启动提升水泵，否则停止运行，以达到节约电耗的目的。

4.2.2 MBR装备 

原理介绍：

MBR装备将缺氧、超滤膜过滤及控制室集于一体，克服了传统处理工艺流程冗长、占地面积大、操作管理复杂等缺点。具有结构紧凑、外观美观、占地面积小、运行费用低、稳定可靠、自动化程度高、维护操作方便、脱氮效率高、出水水质好、节能高效、自动化程度高等优点。

①（缺氧池）反硝化

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，同时加强污水与污泥的接触。

② MBR膜生物反应区（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孔径为0.001-0.1um，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；同时浸没式超滤池中的高浓度污泥经过污泥回流管道回流，进入反硝化池，降低膜池中的污泥浓度。

MBR装备取代了传统工艺中的二沉池，可以高效的进行固液分离得到稳定的出水，又可以在生物池内维持高浓度的微生物量，工艺剩余污泥少，极有效的去除氨氮，出水悬浮物和浊度接近于零，出水中细菌和病毒被大幅度去除，出水水质效果好。

4.3 核心技术简介

浸没式超滤技术：

本设备核心技术为浸没式超滤技术(MBR)，它是将膜分离技术与生物处理技术有机的结合在一起的新型废水处理技术，也称膜分离活性污泥法。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。一方面，膜截留了反应池中的微生物，使用池中的活性污泥浓度大大增加，使降解污水的生化反应进行得更迅速更彻底，另一方面，由于膜的高过滤精度，保证泥水分离的效果，从而节省了二次沉淀。因此，MBR工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。

MBR的优点：

① 出水水质稳定，浸没式超滤是以膜分离过程取代传统工艺中的重力沉淀，解决了由颗粒沉降性决定处理结果的技术难题，恒定的过滤精度对于产水水质和运行情况的变化均有很强的适应性，能很好地实现固液分离，保证出水水质。

② 工艺简单。与传统物化、重力沉淀、柱式超滤相比，工艺更为简单，也易于管理。

③ 占地面积小，由于膜的高效分离作用，还可节省重力沉淀空间、过滤等固液分离设备，且出水悬浮物浓度远低于传统固液分离设备，使整个设备流程简单，易于集成，设备占地大为缩小。

④ 管理简单方便、自动控制化程度高、运行成本低，整机能够实现自动间歇运行，设备泵阀自动遵照程序启停，设有水位自动控制、膜污染控制、故障报警等控制，管理和操作更为方便，并可节省加药消毒、清洗所带来的长期运行费用。

第五章 工艺流程介绍

5.1工艺流程图

5.2工艺流程说明

污水经调节池调节水量、均化水质后通过污水提升泵进入缺氧池，利用缺氧微生物的降解能力将污水中较难分解的有机高分子污染物分解成较易分解的有机低分子污染物，同时通过将MBR膜池泥水混合物回流至缺氧池，依靠原水中的含碳有机物利用缺氧微生物的反硝化作用将氮氨转化为氮气。缺氧池内混合液自流至MBR池，利用好氧微生物将污染物最终分解成二氧化碳和水，并利用好氧微生物的聚磷作用将磷从污水中分离出来，再经膜的过滤作用实现泥水混合物的固液分离，从而达到去除有机物、实现脱氮除磷的目的。

5.3技术（设备）特点

MBR膜生物反应器（Membrane bioreactor, MBR）是将膜分离技术和生物反应器的生物降解作用集于一体的生物反应系统。它以浸没式膜组件替代传统活性污泥法中的二沉池实现泥水分离。该系统具有处理能力强、固液分离效率高、出水水质好、占地空间小、运行管理简单等特点。由于膜的过滤作用，微生物被完全截留在生物反应器中，实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的彻底分离，消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题。MBR具有对污染物去除效率高，硝化能力强，出水水质稳定，剩余污泥产量低，设备紧凑，操作简单等优点。

经过缺氧池进行脱氮反硝化后的污水进入膜生物反应池。进入膜池的污水经硝化细菌的硝化作用实现脱氮作用，同时好氧微生物通过内源呼吸对有机物进行氧化分解而达到降低COD的目的。浸没安装在膜生物反应池中的MBR平板膜装置对泥水混合液进行过滤处理，进一步去除SS、油、大肠杆菌等。

膜生物反应池运行稳定，清洗周期长，产水能耗低，不需投加混凝剂，助凝剂等化学药剂，降低了运行成本。膜生物反应池内污泥浓度高，耐冲击性能好，占地面积小，出水水质良好。

膜结构

膜结构图

具有特殊结构的导流板的最外层是以聚偏二氟乙烯（PVDF）材料制作的具有不对称结构的孔径为0.1微米的滤膜，经过滤膜过滤的清水从出水口被负压吸出或重力自流，工程中一般采用负压抽吸的方式。

（2）膜构造

膜组件结构图

（3）膜组件的曝气系统

膜组件的曝气主要有两方面的作用：

a、连续不断地曝气对膜面起冲刷作用，这样就可以最大可能的减少通过过滤作用在膜面上形成的滤饼层，尽量降低膜的污染。

b、为微生物提供足够的氧气，满足微生物新成代谢的条件。

膜组件中的曝气管路系统如下图所示

曝气管路系统图

曝气管冲洗方法：

（1）自吸泵停止运行。

（2）打开清洗用阀门V2。通过该操作使曝气管中的污泥逆流进入V2阀控制的放空管路，同空气一起被排放。

（3）保持阀门V2开一段时间后关闭阀门V2，如果曝气稳定则曝气系统已经正常，若曝气仍然不均匀重复上面的操作。

（4）自吸泵开启重新启动MBR系统

DF浸没式平板膜组件通常采用恒流量间歇出水方式运行，这是因为连续出水会加快混合污泥在膜表面堆积，形成滤饼层。采用间歇出水方式将大大改善这种状况。当停止抽吸时，膜两侧的压差减少，以致降低为零，停止产水期间，曝气风机正常运行，堆积在膜表面的污泥在气泡和向上涌动的液流的搅动下脱落，达到清洗的效果。

使用膜生物反应器处理污水时，一般按照以下方式运行：抽吸出水时间8分钟，空曝时间2分钟，上述抽停时间循环往复。

（6）膜的清洗

当平板膜在膜池内运行较长的时间，膜表面发生了污染，会使抽吸压力上升，如果不采取措施会导致产水量下降，因此必须进行清洗使膜性能恢复。清洗的方式包括“在线化学清洗”、“离线物理清洗”和“离线化学清洗”。

A．在线化学清洗

膜组件设置在池内的状态下，也可使药液进行清洗。而且多组件一起运行的情况下，也可对单组件或多个组件进行在线清洗。一般在线化学清洗周期为3~4个月。

<1>清洗原理如下：

在线化学清洗图

<2>在线化学清洗药液：

碱清洗：根据工程安装平板膜的数量首先确定安装清洗装置，连接清洗管路。ZQ-15单片膜元件计算，每片膜约需5L的0.5%次氯酸钠溶液浸泡3-5小时。

酸清洗：按0.1%配比草酸溶液，浸泡3-5小时。

<3>在线化学清洗方法：

（a）  关闭出水管阀门③，开启阀门①及阀门②，将清洗液从高位水箱由漏斗注入抽吸管道至膜元件；

(b) 注入清洗液为5L/片，注满后关闭阀门②，碱洗液浸泡 3～5 小时即可；

(c)  浸泡完毕后关闭阀门①，重新开启阀门③，开启设备正常出水。

若漏斗设置于室外，在不使用时需加盖，防止脏物跟随清洗液进入抽吸管影响正常运行。

B．物理清洗（一般不需要）

当在线化学清洗无法解决问题时，需将膜元件从组件中取出，用高压水枪冲洗膜表面。

C．离线化学清洗（一般不需要）

膜元件经过物理清洗后，再置于专用容器中，投加清洗剂，浸泡5小时，可使滤膜的过滤能力得到有效的恢复。

第六章、各处理单元功能及技术参数

6.1 调节池

   用来收集生活污水，同时兼作污水提升泵集水池。该池具有调节水量、均化水质，提高整个处理系统抗冲击性能的功能。池底采用穿孔曝气，起搅拌作用，用来均和水质，防止SS下沉池底。

单池有效容积（m³）：

材质：钢砼

数量：1座

配置：

(1) 格栅

主要用于拦截大颗粒的固体物质及漂浮物，防止以上物质堵塞水泵叶轮及划破MBR膜池里的MBR膜。

栅距：5mm

（2）污水提升泵：

型 号：

流 量：     

扬 程：

功 率：

数 量：2台（1用1备）

（3）液位控制系统

采用浮球液位控制实现工艺的自动控制，浮球开关不含导致故障发生和波纹管、弹簧、密封等部件。而是采用直浮子驱动开关内部磁铁，浮球开关的简捷的杠杆使开关瞬间动作。浮子悬臂角有限位设计，防止浮子垂直。 浮球液位开关是一种结构简单、使用方便、安全可靠的液位控制器。它比一般机械开关速度快、工作寿命长；与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强的特点,一只产品可以实现多点控制。

型号：FK型

数量：1套

6.2缺氧池

  主要作用是依靠污水中的有机物做为碳源将回流至该池泥水混合物中的硝酸盐、亚硝酸盐利用反硝化细菌的反硝化作用转化为氮气，从而实现脱氮作用，同时由于脱氮时也消耗了污水中的有机物所以也降低了COD。

材质：钢结构

数量：1座

配置：

（1） 填料

 型号：ZQ-150

 材质：PP

 （2）填料支架

 材质：12#镀锌螺纹钢

 （3）曝气系统

 材质：UPVC

 数量：一套

 方式：穿孔曝气

6.3好氧池

好氧生物接触氧化池进行大量曝气，利用微生物降解水中的COD、BOD5有机质，并吸除磷。

材质：钢结构

数量：1座

配置：

（2） 填料

 型号：ZQ-150

 材质：PP

 （2）填料支架

 材质：12#镀锌螺纹钢

 （3）曝气系统

 材质：UPVC

 方式：微孔曝气

（4）混合液回流泵

型 号：

流 量：    

扬 程：

功 率：

数 量：1台

6.3 MBR膜池  

MBR膜池既实现了MBR膜支架的安装，又是传统意义上的好氧池，同时又利用MBR平板膜的泥水分离特性实现了泥水分离。所以MBR膜池是本工艺的核心部分。首先好氧微生物在氧气的作用下，以好氧池里的有机物作为碳源维持正常的生命活动，另一方面硝化菌将氨氮转化为硝态氮，为反硝化提供必要的前提条件。

膜生物反应器（Membrane  Bioreactor, MBR）是一种将高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺, 它用膜组件代替传统活性污泥法中的二沉池，大大提高了系统固液分离的能力，从而使系统出水水质和容积负荷都得到大幅度提高，出水可以作为中水回用。由于膜的过滤作用，微生物被完全截留在生物反应器中，实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的彻底分离，消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题。

MBR具有对污染物去除效率高，硝化能力强，出水水质稳定，剩余污泥产量低，设备紧凑，操作简单等优点，应用与处理量大面广的有机生活污水，实现污水资源化具有很大的潜力

材质：钢结构

数量：1座

配置：

（1）膜组件

型号：ZQ-MBRMD-7-105-CO-PVDF

（2）出水泵

根据日处理水量及运行方式可以推算出所需抽吸泵的类型，以抽停时间比为8 分钟比2 分钟为例，Q 抽吸=Q 日/24×10/8/N。

Q 抽吸：抽吸泵流量

Q 日：日处理水量

N:所选的泵的数量

*一般要求抽吸泵吸上真空高度为6m。

即：Q抽吸=50/24×10/8=2.6m3/h

出水泵前一定要安装负压真空表（观察膜污染的程度）、阀门（控制出水流量），膜组件正常运行的负压为0-30KPa,负压超过或接近30KPa时膜元件属于严重污染，则需要清洗。自吸泵后一定要安装出水流量计，确定膜组件的出水水量。

（3）鼓风机

型号：

功率：

数量: 2台（1用1备）

（4）液位控制系统

采用浮球液位控制实现工艺的自动控制，浮球开关不含导致故障发生和波纹管、弹簧、密封等部件。而是采用直浮子驱动开关内部磁铁，浮球开关的简捷的杠杆使开关瞬间动作。浮子悬臂角有限位设计，防止浮子垂直。 浮球液位开关是一种结构简单、使用方便、安全可靠的液位控制器。它比一般机械开关速度快、工作寿命长；与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强的特点,一只产品可以实现多点控制。

型号：FK型

数量：1套

（5）污泥回流泵

型 号：

流 量：     

扬 程：

功 率：

数 量：1台

（6）清洗系统

当膜在膜池内运行较长的时间，膜表面发生了污染，会使抽吸压力上升，如果不采取措施会导致产水量下降，因此必须进行清洗使膜性能恢复。清洗的方式包括“在线化学清洗”、“离线物理清洗”和“离线化学清洗”。

〈1〉次氯酸清洗（采用加药泵泵入）

a) 清洗药箱：

清洗药箱采用PE材质

6.4设备房

1）辅助用房

主要用于安装鼓风机、出水泵、控制系统、清洗药剂及现场工作所必须的工具。

有效尺寸：长×宽×高（mm）

材质：钢结构/砖混

数量：1座

第七章、运行费用

7.1机电总功率表

7.2运行成本分析

直接运行成本按电耗和药剂消耗计算

1.、电费（按0.6元/KW·h计）

功率因子取0.5则：

7.35×24×0.5×0.6÷50=1.06元/吨水

2、药剂费用：

该设备所有药剂为消毒剂和膜清洗药剂，费用大约为：

0.05元/吨水

3、人工费

该系统采用自动化控制，无需专门人员看管。

则平常处理每吨废水需要的费用为：1.06+0.05=1.11元/吨水

第八章、控制系统

1、污水提升泵2台，1用1备。根据调节池液位开关自动运行，低液位停止工作，高液位正常运行，工作6-8小时自动切换。

2、出水泵1台,反洗泵1台。根据膜反应池液位控制开关自动运行，高液位正常运行且污水提升泵停止工作，低液位自吸泵停止运行，正常情况下以开8min停2min规律运行，出水泵停止工作后反洗泵启动，对膜进行反洗。

3、鼓风机2台，1用1备。正常情况下，风机连续运行状态，为延长使用寿命，两台交替使用，工作6-8小时自动切换.

4、污泥回流泵1台，根据污泥量时间控制。

5、混合液回流泵1台，常开。

6、电控设备设有自动报警，不但可自动控制，也可手动控制。也可根据客户要求实现远程控制。

第九章、工程预算

9.1、主要构筑物一览表

9.2、主要工艺设备一览表

注：以上表格中相关参数的选取为我司在结合理论参数和工程经验数据的基础上进行的，能较好的满足对污水处理的要求。

我公司负责工程设计、设备的加工制作、同时协助设备的安装调试工作。同时，我公司可以出具土建部分的图纸，而土建工程可由建设单位另行招标施工或自建。

第十章  高程、总图设计

10 高程设计

10.1高程布置原则

1）合理设计处理构筑物的水位高程，保证水处理各工艺段以及地形之间高程互相协调与适应，尽量减少提升高度，节约能源。

2）合理设计各构筑物的水头损失，保证水流顺畅，并能够节约能耗。

3）合理衔接现有地形与厂区建成地坪，考虑二者的地坪高差平衡土方，尽量减少土方开挖量。

10.2高程布置

污水处理站构筑物采用地下式结构，设备房采用地上式建筑。污水经过调节池等提升，然后重力流入各个处理构筑物直至排放。

10.2 总图设计

10.2.1布置原则

1）按照不同功能分区，并进行绿化布置。

2）处理构筑物与周围建筑物之间间距的确定，考虑各管道施工维修方便。并根据人流、物流及运输方便，布置道路。

3）处理构筑物和建筑物的布置应相互协调，减少相互干扰。

10.2.2平面布置

在处理站内按要求设置道路，同时根据环境要求对污水处理站构筑物周围进行绿化美化布置；在站区各建、构筑物之间布置次要通道，以满足运输等要求。

10.3建筑装修                     

  暂定设备房装修标准

10.4主要单体结构形式

地耐力按10T/m²计算；废水处理的主体构筑物如格栅池、调节池、回用水池、污泥池等采用钢筋砼结构；设备房采用砖混结构。

地震基本烈度按七度考虑，池壁抗渗要求为S6。

10.5建筑材料

(1)建筑材料

1）砖砌体：MU10机制砖，基础砖柱M5.0水泥砂浆砌筑，墙体M5.0混合砂浆砌筑。

2）砼：一般梁、板结构采用C25普通砼，贮水构筑物：抗渗标号为S6，砼标号不低于C25，普通硅酸盐水泥。

3）钢筋：I级钢，II级钢  Ⅲ级钢

4）预埋件：采用Q235钢

(2)贮水与防渗构筑物内外粉刷

1）迎水面1：2防水水泥砂浆粉刷；

2）非迎水面1：2水泥砂浆粉刷；

3）施工缝处按有关规定处理。

10.6地基处理

地基情况及构筑物基础形式暂按常规确定

10.7 防腐设计

本污水处理工程中部分物品和材料处于腐蚀性环境，需进行防腐考虑，以减少水中污染物和腐蚀性气体对构筑物、建筑物、设备等的腐蚀，确保设备和设施的运行安全，保证工程质量。

10.7.1 防腐对象

水泵、输水管等生产设备；厂区的平台、门窗等附属设施及设备。

7.2 防腐措施

（1）防腐原则

1）在价格合理的情况下，根据所应用的条件，关键部件和材料的材质选用耐腐蚀和抗腐蚀的材质。

2）针对使用条件，选用合适的防腐涂料和防腐方法。

（2）抗腐蚀材质的选用

1）水泵的轴心部件，均为抗腐蚀金属。

2）水管、污泥管等工艺管道主要采用防腐处理的钢管，水下部分曝气管道采用耐腐蚀的UPVC管。

第十一章  环境保护措施

11.1 水污染控制

污水经污水处理站运行处理后，水质达到排放标准，减小了对附近水域及地下水源形成的污染，使周边水环境得到改善，为公司树立了良好的社会形象，取得明显的环境效益和社会效益。

11.2 固体废弃物

污水处理站所产生的固体废弃物主要为污水处理过程中产生的污泥，国家对其处置方式有着严格的规定，不得随意堆放和丢弃。

11.3 噪声控制

    根据国家《城市区域环境噪声标准》（GB3096-82）和《工业企业噪声卫生标准》规定，污水处理站噪声允许标准如下：

厂区白天              < 65 dB

夜    间              < 55 dB

生产车间              < 85 dB

坚持源头把关的原则，处理站所用的各种机电设备选型时，除满足工艺要求外，还必须考虑其具有良好的声学特征（高效低噪），按照《工业企业噪声设计规范》向供货方提出限制噪声的要求，对工艺过程中引发的生产噪声应做相应的消声、吸声、隔声等降噪处理，将噪音污染降低到最低。

11.4 大气污染控制

本污水处理站处理的污水主要为生产污水，并且厌氧反映控制在水解酸化阶段，不会产生甲烷等有毒有害气体，主要产生气体为二氧化碳，在厂区处理系统中逸散到大气中，由于气体数量较少，又分散排放，因此不会对周围的空气产生明显的污染。并且所有构筑物均加盖，尽量避免臭味气体散发的空气中。

第十二章  设计评估

⒈工程设计充分考虑到污水处理场地有限的实际情况，处理构筑物和设备全部设计为地下结构，地面制植被草坪。

  ⒉曝气采用罗茨风机，消除噪音污染，降低土建投资及落后的风机等庞大设备。

  ⒊污水处理操作运行在控制室集中控制，设备操作上充分考虑到简便易行。

第十三章  设计制造和安装标准

产品在设计、制造、检验、包装、运输及安装过程中遵循相关的通用标准，这些标准中为国标（GB）或部标（JB）这些通用标准目录省略，只提供标准目录如下：(以下标准若已发布了新的标准，则以新标准执行)

《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准

GB8978-96          国家污水综合排放标准

JB2932-99          水处理设备制造技术条件

JB/IQ4000.2-86     切削加工件通用技术条件

JB/ZQ4000.3-86     焊接件通用技术条件

GB/T3274-1988      碳素结构钢和低碳结构钢热轧厚钢板和钢带

JB/ZQ4000.10-86    涂装通用技术条件

GB/T700-1988       碳素结构钢

GB3274—82         普通碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板技术条件  

GB707—88          热轧槽钢尺寸、外形、重量及允许偏差 

GB5117—1995       碳钢焊条 

GB9787—88         热轧等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差

JB/ZQ4000.1-86     产品技术通用技术要求

GB/T6388-1986      运输包装收发货物标志

GB191-2000         包装贮运图示标志

ZBJ98004-1987      水处理设备原材料入厂检验

GBJ17              钢结构设计规范

GB/T17185—1997    钢制法兰管件    

GB5780 、5781—86  六角头螺栓      

GB3091、 3092—82  低压流输送用镀锌焊接钢管及焊接钢管

第十四章  工厂检验项目及技术标准

设计中所用产品在设计、制造、检验、包装运输及安装过程中所遵循的通用标准为42个，这些标准分为国标(GB)或部标(JB)，这些通用标准目录省略，仅提供专用标准目录如下：(以下标准若已发布了新的标准，则以新标准执行)

JB2880-1998                        钢制焊接常压容器技术条件

JB2932－86                          水处理设备制造技术条件

B/T8932-1998                   水处理设备性能试验—过滤设备

ZBQ23005-1990                           玻璃钢制品技术条件

JB／ZQ4000.2－86                     切削加工件通用技术条件

JB／ZQ4000.3－86                         焊接件通用技术条件

JB／ZQ4000.5－86                           铸件通用技术条件

JB／ZQ4000.7－86                           锻件通用技术条件

JB／ZQ4000.9－86                               装配技术条件

JB／ZQ4286－86                        包装技术通过技术条件

GB1176                                  铸造铜合金技术条件

GB1220                                            不锈钢棒

GB9439                                            灰铸铁件

GB4720－84                                  低压电器电控箱

GB／T4942.2－93                       低压电器外壳防护等级

GB8923－85                涂装前钢材表面锈蚀等级和防锈等级

ZBJ98003-87                     水处理设备油漆包装技术条件

YJ010                           抛丸喷砂技术条件及检验方法

B／ZQ4000.1－86                       产品检验通用技术要求

适用于本产品的“产品出厂前的检验规则和方法“”

适用于本产品的“产品安装手册”及“产品安装检验规则和方法”

适用于本产品的“产品型式试验规则”“产品的试验方法

50T/D

生活污水处理设备

技术设计方案

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二零二零年六月

第一章 项目背景

1.1生活污水现状

随着我国城乡一体化进程的加快，经济、建设的迅速发展以及人口的迅猛增加，生活污水的排放量也急剧增长。由于缺乏必要的污水收集管网和处理的市政设施，生活污水、部分少量工业废水、初期雨雪水一同排进周边、居民房前屋后传统应用于饮用和灌溉的天然水体。随着自然水体环境容量的压缩，大多数的水环境污染日益严重，生态、生活环境恶化，夏秋季节的黑臭严重影响到周边居民的基本生活，水污染现已成为环境综合治理的难点和广大群众关注的焦点。

目前，我国环境污染形式严峻，特点如下：

（1）点源污染和面源污染共存，生活污染和工业污染叠加；

（2）各种新旧污染相互交织；

（3）工业及城市污染向转移；

（4）环境保护政策、法规、标准体系不健全。

因此，加快污水处理建设，有效治理水体黑臭、改善居民生活环境已迫在眉睫。

1.2 生活污水特点与治理技术发展

1.2.1 生活污水特点

（1）来源多：除了来自人的粪便、厨房产生的污水外，还有家庭清洁、生活垃圾堆放渗滤而产生的污水；

（2） 增长快：随着农民生活水平的提高以及生活方式的改变，生活污水的产生量也随之增长；

（3）波动大：雨污不分离，造成水质水量波动大；

（4）处理率低：污水间歇排放,排量少且分散；

（5）污水中氮磷浓度高及含有大量的营养盐、细菌、病毒。

1.2.2 生活污水治理技术发展

生活污水污染的控制按处理方式主要分为：污水的自然生物处理和生物处理两大类。

污水的自然生物处理主要有：人工湿地、土地处理、稳定塘等处理技术。此类方法适用于有废弃洼地、低坑及河道等自然条件，常年气候适宜的地区，占地面积较大，适用于处理污染程度轻，污水量较小的情况。

污水的生物处理主要分为活性污泥法和生物膜法两大类，通过人工强化的措施可以应对水量较大，水质质量较差的废水。但传统的污水生物处理方法都存在需要定人职守;自控程度低、需要污泥沉淀池;占地面积大、需要精心管理;运行稳定性差等诸多劣势。无法有效解决生活污水建设占地受限、运维管理困难等现状。

综上，基于生活污水的以上特点以及污水处理技术现状。普通的自然生物处理方法无法适应现有的污水的水质、水量特点。而采用传统的污水生物处理方法，存在污水处理设施维护难度高、运行成本高、需人定期管理，也不适合治理污水。

因此，根据不同区域的生活污水，选择节能型、智能型、免维护的污水处理工艺将切实解决生活污水治理问题。

第二章 设计概述

2.1设计依据及标准

2.1.1工艺设计

2.1.2电气设计

2.1.3仪表设计

2.2设计原则

①、经济及效益原则：

以最小的投资，取得最大的效益，确保出水水质达到相关处理要求。

②、采用先进成熟可靠、节省投资的技术原则

选用技术先进、安全可靠、经济适用的污水及再生水处理工艺路线，降低投资，减少运行费用，力求运行可靠，操作简单、管理方便。

③、建筑布局实用美观的原则

根据项目实际情况，合理用地，即使工程符合建设整体规划，又能在和当地环境与建筑相协调。

④、节约运行费用原则

水处理工程除了一次性工程投资外，还包括日常运行费用。运行费用主要包括电源消耗、药品消耗和人力消耗。为了降低运行费用，在深化设计时，应结合工程使用情况，选择性能好、能耗低、使用寿命长的设备，在工艺条件许可和确保出水水质的情况下，尽量减少药品的投加，尽量采用动力少的工艺。

为了减轻操作人员的劳动强度，最大限度地减少人为因素的影响，在深化设计过程中应针对工艺的需要配置自动控制系统，以提升操作条件和管理水平。

第三章 设计基础数据

3.1 设计参数选择

3.1.1 设计污水处理水量

经业主提供的资料，共150户，每户平均按照3.5人计算，每人每天产生的污水量按100L。则每天共产生污水量50吨。

表3.1.1-1  污水处理水量

3.1.2 设计污水进水水质

1）设计进水水质

2）设计出水水质

处理后的污水水质要求达到以下标准，即：《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918-2002一级A标准

表2.2  设计出水水质表

3.2工程范围

本方案设计范围从一体化进水口至一体化出水口止。包括一体化设计工艺、构（建）筑物、设备、管线、电气、仪表及自动控制设计。设备工程施工进场条件为“三通一平”（施工道路通、施工用电通、施工用水通，施工场地已平整），业主提供施工系统设备运行所需的一次性电源、水源，动力线接至系统总电控柜。

设计项目

u 治理方案的选择、工艺流程的制定、控制设备的设计。

u 工艺条件图纸设计。

u 系统工艺及管道设计。

u 电气及自动控制系统设计。

甲方自备项目

业主完成项目包括以下项目不局限于以下项目：

①一体化设备以外的土建工程，浇筑基础，回填土，厂区绿化工程、排水沟、排水沟盖板等。

②施工期间用电和系统运行一次性电源分支接至各配电盘内，配合乙方的设备制造/安装工作。

③调试及运行所需人员、药品等劳保、安全防护用品。

④环保及验收事项及所涉及的所有费用，环保部门特殊要求的水质、水量在线监测系统。

⑤完成本项目报审、立项、开工证、土建结构设计费用、报验、环保验收事项及所涉及相关报验等所有费用。

⑥本工程“三通一平” 的具体内容，水、电源提供到位。

⑦乙方提供的所有设备经验收合格后，开始进入设备质保，业主负责设备的保管和维护工作。

乙方完成项目

① 按预期设计一体化的工艺流程及工艺条件图，保质保量完成工程。

② 设备到场后委任项目责任人及派驻工程师、工艺技术工程师，督导设备工程的施工。

③ 提供给甲方设备正常运行所需要的水、电、气量等准确信息。

④ 按双方协定的工期提供设备。

⑤ 严格按照设计工艺的要求进行设备、电控系统的设计、制作、安装，保证设备安装工程如期完工，按期调试至系统能够正常运行，确保系统水质达设计要求。

⑥ 编制污水处理系统的操作说明书，培训操作管理人员，长期为系统提供免费技术服务。

⑦ 协助甲方完成环保及其它相关验收。

第四章 处理工艺的选择

4.1选择思路和方案

根据现有的水质水量，目前对于污水处理工艺一般有以下几种：

1、 物化处理

物化法常作为一种预处理的方法应用于污水处理，预处理的目的是通过回收废水中的有用成分，或对一些难生物降解物进行处理，从而达到去除有机物，提高生化性，降低生化处理负荷，提高处理效率。一般常用的物化法有絮凝沉淀（气浮）、吸附法等。

1) 絮凝沉淀

废水中含有胶体、酯类及悬浮物，使废水呈高分散系胶体溶液，这种胶体一般较稳定，治理这类废水首先要破坏其胶体状态。化学絮凝法正是通过药剂的物理化学作用，破坏废水胶体，使分散状态有机物脱稳、凝聚，形成聚集状态粗颗粒物质从水中分离而出。

在废水处理研究中，絮凝沉淀法因其可有效降低废水浊度和色度，能去除多种高分子有机物而被广泛采用。近年来，絮凝剂开发从传统无机絮凝剂发展到无机高分子，有机高分子絮凝剂，目前正在进一步探讨微生物絮凝剂。

2) 吸附法

吸附剂的种类很多，有活性炭、大孔树脂、活性白土、硅藻土等。在有机废水中常用的吸附剂有活性炭和大孔树脂。虽然活性炭具有较高的吸附性，但由于再生困难、费用高而在国内较少使用。

2、 化学处理

化学氧化法分为两大类,一类是在常温常压下利用强氧化剂(如过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸盐、臭氧等) 将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水;另一类是在高温高压下分解废水中有机物,包括超临界水氧化和湿空气氧化工艺,所用的氧化剂通常为氧气或过氧化氢,一般采用催化剂降低反应条件,加快反应速率。化学氧化法反应速度快、控制简单,但成本较高,通常难以将难降解的有机物一步氧化到无机物质,而且目前对中间产物的控制的研究较少。该技术也常常作为生化处理的预处理方法使用。 其主要的方法有：

1) Fenton 氧化法

Fenton 试剂具有很强的氧化能力，因此Fenton 氧化法在处理废水有机物过程中发挥了巨大的作用。但由于体系中含有大量的Fe^{2 +} 离子，H₂O₂ 的利用率不高,使有机物降解不完全。

2) 臭氧氧化法

臭氧在水处理方面具有氧化能力强,反应速度快,不产生污泥,无二次污染等特点,在去除合成洗涤剂以及降低水中的BOD、COD 等方面都具有特殊的效果。臭氧对难降解有机物的氧化通常是使其环状分子的部分环或长链分子部分断裂,从而使大分子物质变成小分子物质,生成易于生化降解的物质,提高废水的可生化性。

3) 电化学氧化法

电化学氧化又称电化学燃烧,它是在电极表面的电氧化作用下或由电场作用而产生的自由基作用下使有机物氧化。电化学氧化分为直接电化学氧化和间接电化学氧化。直接电化学氧化是使难降解有机物在电极表面发生氧化还原反应。

3、 生物处理技术

生物处理技术是一般有机废水处理系统中最重要的过程之一，是利用微生物，主要是细菌的代谢作用，氧化、分解、吸附废水中可溶性的有机物及部分不溶性有机物，并使其转化为无害的稳定物质从而使水得到净化的技术。在现代的生物技术处理过程中，主要有好氧生物氧化、兼氧生物降解及厌氧消化降解这三类，生物处理技术由于经济可行、无二次污染等特点，已越来越引起重视。

长期以来好氧生物处理技术，尤其是活性污泥法一直是我国污水处理的主体工艺，它具有处理效率高、出水水质好的特点，但它也存在能耗高、运行费用大、剩余污泥产量多等缺点。厌氧生物处理技术因其具有能耗低、污泥产量少的特点，废水厌氧生物处理是环境工程与能源工程中的一项重要技术，是有机废水强有力的处理方法之一。虽然厌氧处理有一些优点，但是厌氧出水很难直接达到排放标准，一般用于高浓度有机污水的前段生物处理，因此后段生物处理仍然必须通过好氧处理才能达到排放标准。

处理工艺选择

综合上述处理介绍，对于生活污水处理工艺优先选择生物处理技术为主要处理工艺，主要原因是生物处理工艺运行费用省，处理效果好。

 MBR简介

 针对多个污水处理设施建设和运营状况的实际调研，并且经过污水处理实验分析，提出了适合于生活污水特点的专业处理方案，并在装备中引入了最为先进的MBR膜技术，能彻底解决“污水收集难”、“污水管网投资高”、“占地面积大”和“施工周期长”等问题，并且其相较于常规的城镇污水处理具有“处理水质好”、“占地面积小”、“运行成本低”、“投资成本低”、“智能化管理”等特点，出水主要指标可直接达到《城镇污水处理厂排放标准》（GB18918-2002）一级A标准或者中水回用标准。

 MBR一体化装置优势   

潍坊中侨的MBR是一款智能化装备，本设备为我司自主研发设备，拥有自主知识产权。（专利号：ZL201521138591.5）

   MBR一体化装置在设计中优点如下：

技术先进

Ø 模块设计：采用独特的外观及高度集成模块化设计，可以根据实际情况将缺氧池、膜池及控制室分开设计和安装，便于运输。

Ø 新型技术：集成新型膜技术及生物模拟技术，脱氮除磷效果好、剩余污泥量少，处理流程短，无需沉淀、砂滤环节；

Ø 智能控制：采用智能监控技术，可实现全自动操作，运行稳定、操作直观简便；

使用省心

Ø 减少投资：小型分散就地处理方式替代集中式污水处理，无需大规模开挖铺设管道和建设构筑物，投资成本低；

Ø 建设快捷：占地面积仅有传统再生处理工艺的30-50%，基建工程量少，只需建设设备基础，接管处理即可再生回用，省工省时省地；

Ø 低运行费：直接运行成本低，高性能超滤膜组件，使用寿命更长。

成效显著

Ø 优质出水：出水水质稳定，污染物指标完全优于《城镇污水处理厂排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，并且主要排放指标优于《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T 18920-2002）标准；

节能环保：低运行费用，运行过程无噪音、无异味、剩余有机污泥量少。

4.2工艺流程说明

经过收集的生活污水流经手动格栅，将较大的悬浮物去除后，进入调节池，在调节池内调节水质、水量。缓解水量水质对后续工艺的冲击。

调节池中的污水经过潜水泵提升至MBR装备，突出优点是利用MBR膜生物反应技术有利于不同微生物菌群的繁殖生长，因此脱氮除磷效果非常好。膜生物反应器处理后的水经抽吸泵抽吸后达标直接排放。

4.2.1预处理工艺

预处理工艺由手动格栅、调节池组成，为设备配套设施。

①、调节池

调节池的功能是调节处理水量和水质的不均匀性。为防止因水质、水量的大幅度波动造成整个污水处理系统处理能力下降，同时为提高后续处理系统的处理效率，故设置调节池，可大幅降低处理设备的容量和电耗。

调节池的末端安装液位控制装置，当调节池的水位达到设定值时启动提升水泵，否则停止运行，以达到节约电耗的目的。

4.2.2 MBR装备 

原理介绍：

MBR装备将缺氧、超滤膜过滤及控制室集于一体，克服了传统处理工艺流程冗长、占地面积大、操作管理复杂等缺点。具有结构紧凑、外观美观、占地面积小、运行费用低、稳定可靠、自动化程度高、维护操作方便、脱氮效率高、出水水质好、节能高效、自动化程度高等优点。

①（缺氧池）反硝化

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，同时加强污水与污泥的接触。

② MBR膜生物反应区（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孔径为0.001-0.1um，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；同时浸没式超滤池中的高浓度污泥经过污泥回流管道回流，进入反硝化池，降低膜池中的污泥浓度。

MBR装备取代了传统工艺中的二沉池，可以高效的进行固液分离得到稳定的出水，又可以在生物池内维持高浓度的微生物量，工艺剩余污泥少，极有效的去除氨氮，出水悬浮物和浊度接近于零，出水中细菌和病毒被大幅度去除，出水水质效果好。

4.3 核心技术简介

浸没式超滤技术：

本设备核心技术为浸没式超滤技术(MBR)，它是将膜分离技术与生物处理技术有机的结合在一起的新型废水处理技术，也称膜分离活性污泥法。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。一方面，膜截留了反应池中的微生物，使用池中的活性污泥浓度大大增加，使降解污水的生化反应进行得更迅速更彻底，另一方面，由于膜的高过滤精度，保证泥水分离的效果，从而节省了二次沉淀。因此，MBR工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。

MBR的优点：

① 出水水质稳定，浸没式超滤是以膜分离过程取代传统工艺中的重力沉淀，解决了由颗粒沉降性决定处理结果的技术难题，恒定的过滤精度对于产水水质和运行情况的变化均有很强的适应性，能很好地实现固液分离，保证出水水质。

② 工艺简单。与传统物化、重力沉淀、柱式超滤相比，工艺更为简单，也易于管理。

③ 占地面积小，由于膜的高效分离作用，还可节省重力沉淀空间、过滤等固液分离设备，且出水悬浮物浓度远低于传统固液分离设备，使整个设备流程简单，易于集成，设备占地大为缩小。

④ 管理简单方便、自动控制化程度高、运行成本低，整机能够实现自动间歇运行，设备泵阀自动遵照程序启停，设有水位自动控制、膜污染控制、故障报警等控制，管理和操作更为方便，并可节省加药消毒、清洗所带来的长期运行费用。

第五章 工艺流程介绍

5.1工艺流程图

5.2工艺流程说明

污水经调节池调节水量、均化水质后通过污水提升泵进入缺氧池，利用缺氧微生物的降解能力将污水中较难分解的有机高分子污染物分解成较易分解的有机低分子污染物，同时通过将MBR膜池泥水混合物回流至缺氧池，依靠原水中的含碳有机物利用缺氧微生物的反硝化作用将氮氨转化为氮气。缺氧池内混合液自流至MBR池，利用好氧微生物将污染物最终分解成二氧化碳和水，并利用好氧微生物的聚磷作用将磷从污水中分离出来，再经膜的过滤作用实现泥水混合物的固液分离，从而达到去除有机物、实现脱氮除磷的目的。

5.3技术（设备）特点

MBR膜生物反应器（Membrane bioreactor, MBR）是将膜分离技术和生物反应器的生物降解作用集于一体的生物反应系统。它以浸没式膜组件替代传统活性污泥法中的二沉池实现泥水分离。该系统具有处理能力强、固液分离效率高、出水水质好、占地空间小、运行管理简单等特点。由于膜的过滤作用，微生物被完全截留在生物反应器中，实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的彻底分离，消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题。MBR具有对污染物去除效率高，硝化能力强，出水水质稳定，剩余污泥产量低，设备紧凑，操作简单等优点。

经过缺氧池进行脱氮反硝化后的污水进入膜生物反应池。进入膜池的污水经硝化细菌的硝化作用实现脱氮作用，同时好氧微生物通过内源呼吸对有机物进行氧化分解而达到降低COD的目的。浸没安装在膜生物反应池中的MBR平板膜装置对泥水混合液进行过滤处理，进一步去除SS、油、大肠杆菌等。

膜生物反应池运行稳定，清洗周期长，产水能耗低，不需投加混凝剂，助凝剂等化学药剂，降低了运行成本。膜生物反应池内污泥浓度高，耐冲击性能好，占地面积小，出水水质良好。

膜结构

膜结构图

具有特殊结构的导流板的最外层是以聚偏二氟乙烯（PVDF）材料制作的具有不对称结构的孔径为0.1微米的滤膜，经过滤膜过滤的清水从出水口被负压吸出或重力自流，工程中一般采用负压抽吸的方式。

（2）膜构造

膜组件结构图

（3）膜组件的曝气系统

膜组件的曝气主要有两方面的作用：

a、连续不断地曝气对膜面起冲刷作用，这样就可以最大可能的减少通过过滤作用在膜面上形成的滤饼层，尽量降低膜的污染。

b、为微生物提供足够的氧气，满足微生物新成代谢的条件。

膜组件中的曝气管路系统如下图所示

曝气管路系统图

曝气管冲洗方法：

（1）自吸泵停止运行。

（2）打开清洗用阀门V2。通过该操作使曝气管中的污泥逆流进入V2阀控制的放空管路，同空气一起被排放。

（3）保持阀门V2开一段时间后关闭阀门V2，如果曝气稳定则曝气系统已经正常，若曝气仍然不均匀重复上面的操作。

（4）自吸泵开启重新启动MBR系统

DF浸没式平板膜组件通常采用恒流量间歇出水方式运行，这是因为连续出水会加快混合污泥在膜表面堆积，形成滤饼层。采用间歇出水方式将大大改善这种状况。当停止抽吸时，膜两侧的压差减少，以致降低为零，停止产水期间，曝气风机正常运行，堆积在膜表面的污泥在气泡和向上涌动的液流的搅动下脱落，达到清洗的效果。

使用膜生物反应器处理污水时，一般按照以下方式运行：抽吸出水时间8分钟，空曝时间2分钟，上述抽停时间循环往复。

（6）膜的清洗

当平板膜在膜池内运行较长的时间，膜表面发生了污染，会使抽吸压力上升，如果不采取措施会导致产水量下降，因此必须进行清洗使膜性能恢复。清洗的方式包括“在线化学清洗”、“离线物理清洗”和“离线化学清洗”。

A．在线化学清洗

膜组件设置在池内的状态下，也可使药液进行清洗。而且多组件一起运行的情况下，也可对单组件或多个组件进行在线清洗。一般在线化学清洗周期为3~4个月。

<1>清洗原理如下：

在线化学清洗图

<2>在线化学清洗药液：

碱清洗：根据工程安装平板膜的数量首先确定安装清洗装置，连接清洗管路。ZQ-15单片膜元件计算，每片膜约需5L的0.5%次氯酸钠溶液浸泡3-5小时。

酸清洗：按0.1%配比草酸溶液，浸泡3-5小时。

<3>在线化学清洗方法：

（a）  关闭出水管阀门③，开启阀门①及阀门②，将清洗液从高位水箱由漏斗注入抽吸管道至膜元件；

(b) 注入清洗液为5L/片，注满后关闭阀门②，碱洗液浸泡 3～5 小时即可；

(c)  浸泡完毕后关闭阀门①，重新开启阀门③，开启设备正常出水。

若漏斗设置于室外，在不使用时需加盖，防止脏物跟随清洗液进入抽吸管影响正常运行。

B．物理清洗（一般不需要）

当在线化学清洗无法解决问题时，需将膜元件从组件中取出，用高压水枪冲洗膜表面。

C．离线化学清洗（一般不需要）

膜元件经过物理清洗后，再置于专用容器中，投加清洗剂，浸泡5小时，可使滤膜的过滤能力得到有效的恢复。

第六章、各处理单元功能及技术参数

6.1 调节池

   用来收集生活污水，同时兼作污水提升泵集水池。该池具有调节水量、均化水质，提高整个处理系统抗冲击性能的功能。池底采用穿孔曝气，起搅拌作用，用来均和水质，防止SS下沉池底。

单池有效容积（m³）：

材质：钢砼

数量：1座

配置：

(1) 格栅

主要用于拦截大颗粒的固体物质及漂浮物，防止以上物质堵塞水泵叶轮及划破MBR膜池里的MBR膜。

栅距：5mm

（2）污水提升泵：

型 号：

流 量：     

扬 程：

功 率：

数 量：2台（1用1备）

（3）液位控制系统

采用浮球液位控制实现工艺的自动控制，浮球开关不含导致故障发生和波纹管、弹簧、密封等部件。而是采用直浮子驱动开关内部磁铁，浮球开关的简捷的杠杆使开关瞬间动作。浮子悬臂角有限位设计，防止浮子垂直。 浮球液位开关是一种结构简单、使用方便、安全可靠的液位控制器。它比一般机械开关速度快、工作寿命长；与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强的特点,一只产品可以实现多点控制。

型号：FK型

数量：1套

6.2缺氧池

  主要作用是依靠污水中的有机物做为碳源将回流至该池泥水混合物中的硝酸盐、亚硝酸盐利用反硝化细菌的反硝化作用转化为氮气，从而实现脱氮作用，同时由于脱氮时也消耗了污水中的有机物所以也降低了COD。

材质：钢结构

数量：1座

配置：

（1） 填料

 型号：ZQ-150

 材质：PP

 （2）填料支架

 材质：12#镀锌螺纹钢

 （3）曝气系统

 材质：UPVC

 数量：一套

 方式：穿孔曝气

6.3好氧池

好氧生物接触氧化池进行大量曝气，利用微生物降解水中的COD、BOD5有机质，并吸除磷。

材质：钢结构

数量：1座

配置：

（2） 填料

 型号：ZQ-150

 材质：PP

 （2）填料支架

 材质：12#镀锌螺纹钢

 （3）曝气系统

 材质：UPVC

 方式：微孔曝气

（4）混合液回流泵

型 号：

流 量：    

扬 程：

功 率：

数 量：1台

6.3 MBR膜池  

MBR膜池既实现了MBR膜支架的安装，又是传统意义上的好氧池，同时又利用MBR平板膜的泥水分离特性实现了泥水分离。所以MBR膜池是本工艺的核心部分。首先好氧微生物在氧气的作用下，以好氧池里的有机物作为碳源维持正常的生命活动，另一方面硝化菌将氨氮转化为硝态氮，为反硝化提供必要的前提条件。

膜生物反应器（Membrane  Bioreactor, MBR）是一种将高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺, 它用膜组件代替传统活性污泥法中的二沉池，大大提高了系统固液分离的能力，从而使系统出水水质和容积负荷都得到大幅度提高，出水可以作为中水回用。由于膜的过滤作用，微生物被完全截留在生物反应器中，实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的彻底分离，消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题。

MBR具有对污染物去除效率高，硝化能力强，出水水质稳定，剩余污泥产量低，设备紧凑，操作简单等优点，应用与处理量大面广的有机生活污水，实现污水资源化具有很大的潜力

材质：钢结构

数量：1座

配置：

（1）膜组件

型号：ZQ-MBRMD-7-105-CO-PVDF

（2）出水泵

根据日处理水量及运行方式可以推算出所需抽吸泵的类型，以抽停时间比为8 分钟比2 分钟为例，Q 抽吸=Q 日/24×10/8/N。

Q 抽吸：抽吸泵流量

Q 日：日处理水量

N:所选的泵的数量

*一般要求抽吸泵吸上真空高度为6m。

即：Q抽吸=50/24×10/8=2.6m3/h

出水泵前一定要安装负压真空表（观察膜污染的程度）、阀门（控制出水流量），膜组件正常运行的负压为0-30KPa,负压超过或接近30KPa时膜元件属于严重污染，则需要清洗。自吸泵后一定要安装出水流量计，确定膜组件的出水水量。

（3）鼓风机

型号：

功率：

数量: 2台（1用1备）

（4）液位控制系统

采用浮球液位控制实现工艺的自动控制，浮球开关不含导致故障发生和波纹管、弹簧、密封等部件。而是采用直浮子驱动开关内部磁铁，浮球开关的简捷的杠杆使开关瞬间动作。浮子悬臂角有限位设计，防止浮子垂直。 浮球液位开关是一种结构简单、使用方便、安全可靠的液位控制器。它比一般机械开关速度快、工作寿命长；与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强的特点,一只产品可以实现多点控制。

型号：FK型

数量：1套

（5）污泥回流泵

型 号：

流 量：     

扬 程：

功 率：

数 量：1台

（6）清洗系统

当膜在膜池内运行较长的时间，膜表面发生了污染，会使抽吸压力上升，如果不采取措施会导致产水量下降，因此必须进行清洗使膜性能恢复。清洗的方式包括“在线化学清洗”、“离线物理清洗”和“离线化学清洗”。

〈1〉次氯酸清洗（采用加药泵泵入）

a) 清洗药箱：

清洗药箱采用PE材质

6.4设备房

1）辅助用房

主要用于安装鼓风机、出水泵、控制系统、清洗药剂及现场工作所必须的工具。

有效尺寸：长×宽×高（mm）

材质：钢结构/砖混

数量：1座

第七章、运行费用

7.1机电总功率表

7.2运行成本分析

直接运行成本按电耗和药剂消耗计算

1.、电费（按0.6元/KW·h计）

功率因子取0.5则：

7.35×24×0.5×0.6÷50=1.06元/吨水

2、药剂费用：

该设备所有药剂为消毒剂和膜清洗药剂，费用大约为：

0.05元/吨水

3、人工费

该系统采用自动化控制，无需专门人员看管。

则平常处理每吨废水需要的费用为：1.06+0.05=1.11元/吨水

第八章、控制系统

1、污水提升泵2台，1用1备。根据调节池液位开关自动运行，低液位停止工作，高液位正常运行，工作6-8小时自动切换。

2、出水泵1台,反洗泵1台。根据膜反应池液位控制开关自动运行，高液位正常运行且污水提升泵停止工作，低液位自吸泵停止运行，正常情况下以开8min停2min规律运行，出水泵停止工作后反洗泵启动，对膜进行反洗。

3、鼓风机2台，1用1备。正常情况下，风机连续运行状态，为延长使用寿命，两台交替使用，工作6-8小时自动切换.

4、污泥回流泵1台，根据污泥量时间控制。

5、混合液回流泵1台，常开。