【導(dǎo)讀】設(shè)計dm/30003MBR小區(qū)中水回用工藝。要求了解小區(qū)生活污水及回用處理。對污水處理廠的主要污水處理構(gòu)筑物的工藝進行設(shè)計，包括格柵，調(diào)節(jié)池，尺寸，完成設(shè)計說明書?；赜盟乃|(zhì)符合回用對象的水質(zhì)控制指標(biāo)；回用系統(tǒng)運行可靠，水質(zhì)水量穩(wěn)定；對人體健康、環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)保護不產(chǎn)生不良影響；對使用的管道、設(shè)備等不產(chǎn)生腐蝕、堵塞、結(jié)垢等損害；使用時沒有嗅覺和視覺上的不快感。19923-2020），部分指標(biāo)見表1-1。當(dāng)再生水同時用于多用途時，其水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該按最高標(biāo)準(zhǔn)要求確定。說明設(shè)計參數(shù)，并列出數(shù)值。高程圖、平面布置圖各一張，共計7張。標(biāo)示方法應(yīng)符合一般規(guī)定和制圖標(biāo)準(zhǔn)。圖紙應(yīng)注明圖標(biāo)欄及圖名。圖紙應(yīng)清潔美觀、主次分明，線條粗細(xì)有別。的大小尺寸為297×210mm。裝訂后的圖紙必須能自由開合，不得訂成死圖紙。污泥產(chǎn)量較少，因此從經(jīng)濟角度出發(fā)，污泥不進行處理，直接貯存在污泥池里，少環(huán)境污染的目的。

　　

【正文】 應(yīng)使：聯(lián)系各構(gòu)筑物的管、渠簡單而便捷，避免遷回曲折，運行時工人的巡回路線簡短和方便；在作高程布置時土方量能基本平衡；并使構(gòu)筑物避開劣質(zhì)土壤。布置應(yīng)盡量緊湊，縮短管線，以節(jié)約用地，但也必須有一 定間距，這一間距主要考慮管、渠敷設(shè)的要求，施工時地基的相互影響，以及遠(yuǎn)期發(fā)展的可能性。構(gòu)筑物之間如需布置管道時，其間距一般可取 5～ 8m，某些有特殊要求的構(gòu)筑物（如消化池、消化氣罐等）的間距則按有關(guān)規(guī)定確定。 廠內(nèi)管線的布置污水處理廠中有各種管線，最主要的是聯(lián)系各處理構(gòu)筑物的污水、污泥管、渠。管、渠的布置應(yīng)使各處理構(gòu)筑物或各處理單元能獨立運行，當(dāng)某一處理構(gòu)筑物或某處理單元因故停止運行時，也不致影響其他構(gòu)筑物的正常運行，若構(gòu)筑物分期施工，則管、渠在布置上也應(yīng)滿足分期施工的要求；必須敷設(shè)接連人廠污水管和出流尾渠 的超越管，在不得已情況下可通過此超越管將污水直接排人水體，但有毒廢水不得任意排放。廠內(nèi)尚有給水管、輸電線、空氣管、消化氣管和蒸氣管等。所有管線的安排，既要有一定的施工位置，又要緊湊，并應(yīng)盡可能平行布置和不穿越空地，以節(jié)約用地。這些管線都要易于檢查和維修。 38 污水處理廠內(nèi)應(yīng)有完善的雨水管道系統(tǒng)，以免積水而影響處理廠的運行。 輔助建筑物的布置輔助建筑物是污水處理廠設(shè)計不可缺少的組成部分。其建筑面積大小 按具體情況與條件而定。輔助建筑物的位置應(yīng)根據(jù)方便、安全等原則確定。如鼓風(fēng)機房應(yīng)設(shè)于曝氣池附近以節(jié)省管道與動力；變電 所宜設(shè)于耗電量大的構(gòu)筑物附近等。操作工人的值班室應(yīng)盡量布置在使工人能夠便于觀察各處理構(gòu)筑物運行情況的位置。 此外，處理廠內(nèi)的道路應(yīng)合理布置以方便運輸；并應(yīng)大力植樹綠化以改善衛(wèi)生條件。 總平面布置圖可根據(jù)污水廠的規(guī)模采用 1∶ 200～ 1∶ 1000比例尺的地形圖繪制， 本設(shè)計中 的比例尺為 l： 該 污水處理廠總平面布置圖 見附圖 Ⅶ ， 主要處理構(gòu)筑物有：機械除污物格柵井、 平流 沉砂池、 缺氧池 、 好氧 池、 污泥 池等及若干輔助建筑物。 高程確定 中格柵 ：柵前 — 柵后 = 水量調(diào)節(jié)池：柵后 — 水量調(diào)節(jié)池 = 平流式沉砂池：進水端 — 出水端 = 精細(xì)格柵進水：沉砂池出水端 — 精細(xì)格柵進水 端 = 精細(xì)格柵水頭損失： 缺氧池： 格柵出口 — 缺氧池 = 好氧池： 缺氧池 — 好氧池 = 清水池：好氧池 — 清水池 = 水泵揚程計算 及選型 格柵進水渠 水平面在地平面下 ，清水池水面在地平面下 。 則水泵 所需 總揚程： ??????????總H ? 流量： hmQ /125 3? 經(jīng)綜合比較選擇 ；排出口徑 :150mm，流量 ： hm /1253 ，揚程： ，轉(zhuǎn)速： 1440r/min，功率： 效率： %，重量： 190kg。 39 自控系統(tǒng)設(shè)計說明 污水處理廠運行過程對自控的要求越來越高，自控系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成為污水處理廠的重要組成部分，對穩(wěn)定處理效果、降低運行成本、提高勞動生產(chǎn)力起著重要的作用。 該控制系統(tǒng)主要由檢測儀表、控制器、執(zhí)行機構(gòu)組成。 檢測儀表 檢測儀表是用來感受并測量被控參數(shù)，將其轉(zhuǎn)變?yōu)?標(biāo)準(zhǔn)信號輸出儀表。該工藝中的檢測儀表有處理過程中的溫度、壓力、流量、液位等檢測儀表，各種水質(zhì)參數(shù) PH、溶解氧、氮磷等在線檢測儀表。 自動控制器 控制器是自動控制系統(tǒng)的核心。在控制器內(nèi)，將給定值與測量值進行比較，并按一定的控制規(guī)律，發(fā)出相應(yīng)的輸出信號去推動執(zhí)行結(jié)構(gòu)。由于可編程控制器具有可靠性高、控制功能強、編程方便等優(yōu)點 。本設(shè)計中將采用可編程控制器作為自動控制器。 自動控制器執(zhí)行裝置 執(zhí)行裝置用來完成控制器的命令，是實現(xiàn)控制調(diào)節(jié)命令的裝置。污水處理系統(tǒng)中，主要執(zhí)行設(shè)備有各種泵、各種閥門以及鼓風(fēng)機、加藥 設(shè)備等。通過對自動執(zhí)行裝置的控制，實現(xiàn)對工藝參數(shù)、動力設(shè)備等自動調(diào)節(jié)，從而使污水處理唱的運行處于最優(yōu)的工況條件，節(jié)約動力費用，提高運行效果。 40 第 五 章 工程概算及 經(jīng)濟性分析 固定投資分析 污水處理廠固定成本分析見表 51。 表 51 污水處理廠工程投資估算表（單位：萬元） 費用名稱 土建工程 安裝工程 設(shè)備購置 工具購置 其它費用 合計 中格柵 3 3 調(diào)節(jié)池 3 2 5 1 11 沉砂池 2 1 1 1 5 精細(xì)格柵 3 3 缺氧池 3 2 1 6 好氧池 10 6 400 10 5 431 清水池 5 2 4 2 13 污水泵 4 1 1 1 7 抽吸泵 3 2 2 1 1 9 污泥泵 1 1 1 3 鼓風(fēng)機 5 2 1 1 11 合計 36 17 422 12 12 499 運行成本分析 MBR 工藝運行成本主要由電費、藥劑費和人工費三部分組成，其中藥劑費主要指膜組件化學(xué)清洗所消耗的藥劑費，在運行三到五周的情況下 ，該部分占運行成本的比例很少所有藥劑分別存放，經(jīng)簡單處理后可以重復(fù)使用，因此藥劑費可以忽略不計。所 以我們將從電費和人工費來估算，估算結(jié)果見表 52所示。 表 52 日耗電量 名稱 總裝機容量（ KW） 運行容量（ KW） 運行時間（ h） 數(shù)量（臺） 耗電量（ KW﹒ h/d） 提升泵 11 24 2 60 鼓風(fēng)機 24 5 444 污泥泵 3 3 1 1 3 抽吸泵 3 2 22 2 44 反沖洗泵 3 2 2 2 4 合計 73 12 555 電費 日耗電量為 ，電費按 元 /()計算，則日耗電費為 元。 人工費 污水 處理廠共需要 6名員工，每人平均工資 3000 元，則每天人員支出費用為 600 元。 41 根據(jù)估算結(jié)果，每天運行費用為 877 元，若考慮折舊和維修費用，每天運行費用為 1000 元。 經(jīng)濟效益分析 應(yīng)用于中水回用系統(tǒng)的 MBR工藝（規(guī)模為 25－ 100m3/d）的一次性投資為 3500－ 4000 元 /m3，膜組件的費用占 25％左右，以十年計的設(shè)備折舊成本（上建與設(shè)備材料費用，不含膜組件）為 － 元／ m3，膜的更換費用（以兩年計）為 元 /m3，運行費為 元 /m3，其總運行費為 元 /m3 由于 膜價格還有相當(dāng)大的降價空間，據(jù)有關(guān)專家估算，在未來的 3— 5 年內(nèi)，膜價格有望降為目前的 25— 50％，那將大大降低 MBR 的一次性投資與膜的更換費用。隨著膜價格的降低與使用壽命的延長，新型高效低能耗 MBR 的開發(fā)， MBR 的運行總費用有望降低到 元 /m3。 以膜生物反應(yīng)器工藝的處理費用為例得出中水的產(chǎn)出效益：中水回用相當(dāng)于節(jié)約等量新鮮水而創(chuàng)造的直接經(jīng)濟效益。以北京市 2020 年居民為供水價 元／ m3 計，而賓館、洗車、洗浴等行業(yè)供水價為 — 元／ m3，高于一般城市居民的自來水用水價格，而膜生物反應(yīng)器 總運行成本為 元／ m3，單純從經(jīng)濟利益上考慮目前對某些行業(yè)來說也是經(jīng)濟的。在現(xiàn)有自來水價偏低的情況下，自來水供水費及排污費仍有增加的趨勢，因此可以預(yù)見，膜生物反應(yīng)器作為污水回用技術(shù)將會愈來愈具有經(jīng)濟、技術(shù)上的競爭優(yōu)勢。 42 總 結(jié) MBR 應(yīng)用于生活污水中水回用表明，膜生物反應(yīng)器富集了大量的微生物，有機物和氨氮去除效率高，膜及膜面凝膠層能有效截留大分子有機物及部分小分子有機物，并可以有效去除病菌和病毒。該工藝出水 5BOD 、 CODcr、 SS、 TN、 TP、 大腸桿菌 濃度分別為 5mg/L、 2Omg/L、 Omg/L、 、 mg/L、 未檢出 ，出水無色無味，各項水質(zhì)指標(biāo)均優(yōu)于《 城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì) 》（ GB/T199232020）、《 城市污水再生利用 城市雜用水質(zhì) 》（ GB/T 189202020），《 城市污水再生利用 景觀環(huán)境用水水質(zhì) 》（ GB/T189212020）。 MBR 用于生活污水處理和回用，在有效降低污染的同時節(jié)省大量的自來水，還可以在短期內(nèi)收回成本，具有較高的經(jīng)濟效益，具有重要的推廣價值。 本次設(shè)計的工藝流程 主要包括：中格柵、水量調(diào)節(jié)池、平流式沉砂池、精細(xì)格柵、缺氧池、好氧池（膜池）、清水池等。 膜生物反應(yīng)器由于采用了膜分離技術(shù)與生物反應(yīng)器相結(jié)合的方式，有機物的最終去除仍然是微生物新陳代謝作用，只是膜高效的固液分離作用強化了這種生物處理作用， MBR 具有許多其它傳統(tǒng)處理工藝無法比擬的明顯優(yōu)勢，主要由以下幾點： （ 1） 工藝流程簡單，可以將水凈化成三級出水。 （ 2） 占地面積少，只有傳統(tǒng)工藝的 20%～ 30%。 （ 3） 由于膜的高效分離作用，處理效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)沉淀池， 出水及其清澈，懸浮物和濁度接近于零，細(xì)菌和病毒大幅度去除 ，出水水質(zhì)優(yōu)于建設(shè)部頒發(fā)的生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（ ）可以直接作為非飲用市政雜用水進行回用。 （ 4）膜分離使微生物被完全截留在生物反應(yīng)器內(nèi)，使得系統(tǒng)內(nèi)能夠維持較高的微生物濃度，不但提高了反應(yīng)裝置對污染物的整體去除效率，保證了良好的出水水質(zhì)，同時反應(yīng)器對水質(zhì)水量的各種變化具有良好的適應(yīng)性，耐沖擊負(fù)荷，能夠穩(wěn)定獲得優(yōu)質(zhì)的出水 。 （ 5） MBR 實現(xiàn)了 HRT 與 SRT 的完全分離，使運行控制更加靈活穩(wěn)定。 （ 6）對中水的剩余有機物進行降解，硝化細(xì)菌將氨氮轉(zhuǎn)化為硝氮，對氨氮的去除率在 97%以上，通過運行方式的改 變還可脫氮除磷。 （ 7） 剩余污泥量少，回收率高，水的出水率可達 99%以上。 （ 8）系統(tǒng)使用邏輯進程監(jiān)控系統(tǒng)，包括流量傳送器和壓力傳送器等，可以實現(xiàn)全面自動化控制。 （ 9）空氣沖洗保證在各種流入條件下都能可靠運行。 43 （ 10）自動反沖洗保證在較低的過膜壓力下提高整體膜通量。 （ 11）使用壽命長，可連續(xù)運營 7萬小時，斷絲率小于 1‰。 近一兩年，膜生物反應(yīng)器在國內(nèi)已進入了實際應(yīng)用階段。 1998 年，大連大器公司設(shè)計的 200m3/d 的中水回用裝置就己在大連投入運行；天津德人公司首先開發(fā)了重力淹沒式 MBR，該技術(shù)在 2020 年己應(yīng)用于天津普辰大廈的中水回用系統(tǒng)，處理規(guī)模為 25m3／ d，該裝置占地僅 ，處理成本為 元／ m3；上海荏原公司研究開發(fā)的 PW 系統(tǒng)己成功地應(yīng)用于數(shù)十個行業(yè)的高濃度有機廢水處理，規(guī)模從 5m3／ d至 700m3／ d不等；杭州華濾、哈爾濱鷺濱等公司在 MBR 開發(fā)應(yīng)用方面都具有一定的競爭力。表 8 列舉了一些 MBR 在我國的應(yīng)用實例及處理效果。在南方地區(qū)， MBR 目前主要應(yīng)用于高濃度有機廢水處理；而在天津、大連嚴(yán)重缺水的北方地區(qū)， MBR 主要做為中水回用技術(shù)。 膜生物反應(yīng)器技術(shù)以其優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)被認(rèn)為是具有較好經(jīng) 濟、社會和環(huán)境效益的節(jié)水技術(shù)而倍受關(guān)注。盡管還存在較高的運行費用問題，但隨著膜制造技術(shù)的進步，膜質(zhì)量的提高和膜制造成本的降低， MBR 的投資也會隨之降低。如聚乙烯中空纖維膜，新型陶瓷膜的開發(fā)等已使其成本比以往有很大降低。另一方面，各種新型膜生物反應(yīng)器的開發(fā)也使真運行費用大大降低，如在低壓下運行的重力淹沒式 MBR、厭氧 MBR 等與傳統(tǒng)的好氧加壓膜生物反應(yīng)器相比，其運行費用大幅度下降。因此，從長遠(yuǎn)的觀點來看，膜生物反應(yīng)器在水處理中應(yīng)用范圍必將越來越廣。在水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格的今天， MBR 已顯示出其巨大的發(fā)展?jié)摿Γ瑢⑹?新世紀(jì)替代傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)的有力競爭者。 44 致謝辭 轉(zhuǎn)眼間三個月的畢業(yè)設(shè)計就該畫上圓滿的句號了， 行進在設(shè)計的樂途中，有些不舍。 能夠輕松、順利的完成本次設(shè)計 主要得益于 許多 老師和同學(xué) 的幫助。首先我要感謝 xx 老師 在設(shè)計上給予我的指導(dǎo)、支持和幫助，這是我能順利完成這次 設(shè)計 的主要原因，更重要的是 李 老師幫我解決了許多技術(shù)上的難題，讓我能把系統(tǒng)做得更加完善。在此期間，我不僅學(xué)到了許多新的知識，而且也開闊了視野，提高了自己的設(shè)計能力。 在做設(shè)計的這段時間里 ， 李老師雖然每天都很多事要忙，但從來沒有落下我們， 像一位和藹的母親 時時 關(guān)心著她的孩子。 其次，我要感謝在設(shè)計 幫助過我的同學(xué)，他們也為我解決了不少我不太明白的設(shè)計 上 的 問 題。 還有，我要 感謝學(xué)院為我提供良好的 環(huán)境 做畢業(yè)設(shè)計。最后再一次感謝所有在設(shè)計中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué) ！ 李老師，您辛苦了！祝您桃李滿天下，永遠(yuǎn)年輕！祝同學(xué)們前程似錦！祝學(xué)校越辦越好！ 45 參考文獻 [1] 高廷耀 .水污染控制工程 (下冊 ).北京： 高等教育出版社， 2020 [2] 張自杰 .排水工程 (下冊 )（第四版） . 北京： 中國建筑工業(yè)出版社， 1999 [3] 尹 士君 ,李亞峰 .水處理構(gòu)筑物設(shè)計與計算 . 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， [4] 北京市市政設(shè)計院主編 .給水排水設(shè)計手冊（城市排水） . 北京： 中國建筑工業(yè)出