常州大学本科生毕业设计（论文）
图3.3 QW型污水泵各部分安装尺寸示意图
当进水流量为平均日平均时流量时，可只启用两台泵进行工作。而当进水流量为最小流量时，可只运行一台泵。
流量为平均日平均时流量时，每台泵的工作流量为1242÷2=621m3/h，亦满足要求。 根据《给水排水设计手册》（第三册城市给水）P453页的相关内容，出水管路的流速可根据下表确定。见表3.4
表3.4 污水泵出水管管径与流速的关系
管径 （mm） 出水管内流速 （m/s）
D<250
250≤D<1000
1000≤D<1600
D≥1600
1.5～2.0 2.0～2.5 2.0～2.5 2.0～3.0
污水泵的出水管采用钢管的管材，由上表确定出水管的管径如表3.5。
表3.5 污水泵进出水管管径
管段 出水管
流量（L/s）
179.3
管径（mm）
275
流速（m/s）
2.31
集水井的具体布置详见单体图。
根据《室外排水规范设计规范》（GB50014-2006）的有关规定，污水泵站集水井的容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量。取集水井的容积满足一台泵20min的出水量，则集水井的容积为：
?2?0 W?700?602m33 (3)第 12 页 共35页
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集水井的尺寸应满足水泵的布置要求，取集水井的半径为4m则集水井的有效水深为：
h?WA?2333.14?4?4?4.64，取为5m（m）
集水井的尺寸为D×H=8000mm×5000mm。
3.3 MBR池的计算 3.3.1 膜池的设计
图3.6 MBR示意图
设计参数：NH3—N浓度为25mg/L CBOD?20g/m3 设2座MBR池
1.缺氧池容积
流入缺氧池水的含氮量：Q×C氨氮=1250?25?10-3=31.25kg 需要缺氧池有效容积为Q×C氨氮÷a(0
设计采用Zenon Environmental生产的ZeeWeed 500d膜组件，膜材料为亲水性PVDF，公称孔径为0.04μm。见表3.6
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表3.6 ZeeWeed 500d膜组件规格 项目 膜元件型号
形式 构型 方向 内径/mm 外径/mm 元件长度/mm 元件宽/mm 元件高/mm 膜面积/m2 膜通量/（m3/m2?d） 参数 ZeeWeed 500d 中空纤维膜 浸没式 垂直 0.8 1.9 844 56 2198 31.6 0.4-0.6
膜支架张数计算 取膜通量为0.4m3/m2?d
n?Qη?S?12500.4?31.6?222
设一个膜箱内含有膜张数为n0?40张
N?n/n0?222/40?6组
膜箱尺寸为2.5?2.0?2.8m 膜箱间距取500mm，
膜箱与生化池壁间距?300mm，现取400mm 则膜生物反应器尺寸为16?4?4m
V0?16?4?4?256m3，取为260m3
Q?(La?Le)Ne?X?fMBR池容积再用BOD容积负荷计算校验：
V?
设缺氧池对进水BOD去除率为η为20%（一般在20%—50%之间） La?L0?(1?20%)?20?0.8?16mg/L
Ne为污泥负荷浓度现取0.3kg-BOD/kg-MLSS?d
X为混合液浓度现取5kg/m3(一般在5—12 kg/m3)
f为混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值，现取0.7（一般取0.7—0.8）：
V?Q?(La?Le)Ne?X?f?1250?(20?16)1000?0.3?5?0.7?4.7m3
因为V0?V，固取池容积为260m3,缺氧池容积为210m3
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h = 4 m则池子长宽为30?4m，每座为15 ?4m，现取缺氧池面积S1为14?4m，每座为7?4m，膜生物反应池面积S0为15?4m，每座为7.5 ?4m
MBR池保护高度为0.5m，H = 4.5m 3.3.2曝气系统计算
由于ZeedWeed500系列膜箱的曝气装置安装在其底部，其型号已固定，所以本设计不在对其计算，只计算曝气量与泵的选型。
空气量的设定：
（1） 在膜生物反应池中清洗膜用的空气量和生化所需空气量与膜过滤产水的 比为气水比。建议设计气水比为20：1～30：1（体积比）；现取汽水比为20：1 曝气量为：V?Qh?20?1250?24?20?2333.3m3/h?38.9m3/min
在该曝气条件下，可使平均净通量维持在17~19LMH，在TMP为10~20kPa时，膜透水率约为1.44LMH/kPa
鼓风机选罗茨鼓风机，型号为MJL42WC，转速为1730r/min，进口风流量为20m3/min，所需动力18.5kw，风压P为4000mm水柱，即39.2kPa鼓风机台数为3台，二用一备。
（2） 设计时以此空气量的值为基础，运转时确定活性污泥的DO 值和旋回流的状况后，调整空气量；
（3） 如果生物处理所需的空气量较大，此时从膜组件的下部按清洗膜所需的空气量进行曝气，剩余的空气量在尽可能不妨碍旋回流的场所曝气。
防止曝气管堵塞的对策：
（1） 长期使用曝气管时污泥流入管内，干燥后堵住孔眼，妨碍均匀曝气。曝气 不均匀时，各处清洗膜的空气量会产生差异。
（2） 在排出空气量少的曝气管上部，由于空气较难吹及的原因，此处膜表面的清洗效果会变弱，膜表面易堆积污泥的凝聚体和微粒子，压差上升很快，外浸渍清洗时要重点清洗此部位。
（3） 为了防止污泥堵塞孔眼，要定期湿润曝气管内部，这对防止污泥的干燥很有效。因此在4～6 小时内，往曝气管内流入一次处理水或者自来水
（4） 每次流入水量与曝气管的内部容量相同的水量；
（5） 设计管路时，注意防止流入曝气管内的水流入鼓风机侧，鼓风机侧流入水时，会导致鼓风机故障。 3.3.3膜的维护设计
1. 物理清洗
物理清洗分二种为反冲洗和膜松弛，本设计采用膜松弛法。膜过滤周期为10.5min抽吸+1.5min松弛，对膜组件不进行反冲洗。
2. 化学清洗
化学清洗分就地化学清洗和化学清洗。
（1）就地化学清洗时，膜组件仍然浸没在混合液中，清洗剂从反方向透过膜。
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具体流程如下图：
图3.7 MBR具体流程
结合有机物污染通过碱洗效果明显、盐结垢通过酸洗效果明显的原理，将化学加强反洗程序引入到MBR膜的运行过程中。通过类似于低强度的化学清洗的操作，将MBR膜的污染消除在刚形成的阶段，阻止膜污染得不到及时恢复形成协同恶化的效应。见表3.7。
表3.7 推荐的化学加强反洗化学药剂及加药浓度
加药种类 酸 碱 氧化剂
化学药剂
盐酸、柠檬酸、草酸 氢氧化钠 次氯酸钠
加药浓度
控制pH在2.5-3.5之间 0.02%-0.05%氢氧化钠 0.05%-0.1%次氯酸钠
现选次氯酸钠作为化学清洗药剂，每周对膜组件进行1次45min的在线维护清洗，采用500mg/L的次氯酸钠作为清洗剂，清洗时的pH为8-8.5。
（2）化学清洗系统
当过滤进行较长的时间后，膜会收到一定程度的污染，化学清洗仅仅为了去除污染和污堵膜的物质。化学清洗的频率和操作的条件与进水的水质有关。通常情况下运行1～3个月或在相同的运行条件下透过膜的压差比初期上升的0.5bar以上时就应该进行化学清洗。由于膜污染较轻的时候进行化学清洗更为有效，及时定期进行化学清洗将使得系统的运行更为稳定。见表3.8。
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