洗浴污水处理回用系统设(源码+万字报告+实物)

目 录

摘要 1
Abstract 1
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 我国水资源状况 1
1.1.2 处理需求 1
1.2 选题背景 2
1.2.1 设计参数 2
1.2.2 气象水文及地理资料 2
1.3 MBR工艺 2
1.3.1 MBR工艺简介 2
1.3.2 MBR工艺的可行性分析 3
2 污水处理系统工艺设计 4
2.1 设计流量的确定 4
2.2 细格栅设计计算 4
2.2.1 设计参数 4
2.2.2 设计计算 4
2.3 集水调节池的设计计算 6
2.3.1 工艺原理 6
2.3.2 设计计算 7
2.4 毛发捕集器的设计 8
2.4.1 毛发捕集器的原理 8
2.4.2 毛发捕集器的选择 8
2.5 MBR工艺池的设计 9
2.5.1 设计参数 9
2.5.2 设计计算 9
2.6 快滤池 11
2.6.1 原理 11
2.6.2 工艺选型注意事项 12
2.6.3 工艺参数及选型 12
2.7 消毒池 13
2.7.1 消毒池的原理 13
2.7.2 设计参数 14
2.7.3 设计计算 14
2.8 清水池 17
2.8.1 工艺原理与作用 17
2.8.2 设计参数与注意事项 17
2.8.3 设计计算 17
3 贮泥池 19
3.1 工艺原理与作用 19
3.2 设计计算 20
3.3 污泥脱水系统进泥泵选型 20
4 污水处理站的布置 20
4.1 污水处理站的平面布置的原则 20
4.2 污水处理站的平面布置 21
结 论 22
参考文献 24

1 绪论
1.1 研究背景
上世纪90年代，美国出台了相应的法规和出版了《分散式污水处理系统管理手册当 前，发达国家都在》，从法律上加强了对污水处理的管理[1]。瑞典是目前处理设施最普及，污水处理比较先进的国家，而目前一些新的处理方法得到发展和使用，比如高负荷厌氧处理、改良化粪池系统人工湿地、土壤处理等方式[2]。但处理仍以活性污泥法为主。在我国，基于可持续发展的战略方针，一些大中小型的污水处理厂陆续建成，但较高的运行成本，不适应经济的需要。根据相关研究，我们所采用的处理工艺也是以活性污泥处法为主导，原理与国外基本一致。常见的处理工艺如AB法、SBR法、氧化沟法、普通，水量小，用地面活 性污泥法等，这与美国、德国等发达国家所采用的技术和工艺处污水处理技术大体一致[3]。对产生的污水来说，水量小，常用的工艺有SBR、MBR、CASS等具有脱氮除磷的能力的生物处理工艺，并且处理后的污水还可用于回用。
1.1.1 我国水资源状况
我国水资源含量居世界第6位，一共有2.8万亿立方米。但人均水资源占有量不及世界水平的1/3，仅为2200立方米，人口众多量小，水量南多北少是现阶段中国的突出水情，也是中国长期面临的均衡发展瓶颈问题[4]。水资源是人类文明的开端，是基础性的自然、水力发电等，都与水资源资 源和战略性的经济资源，是生态和环境需要大力的控制性要素[5]。人作为地球上的生物主体，吃穿用度，出行或游玩，都离不开水，尤其是经济和文化发达的地区，多集中在两河流域、湖周边及海岸线上，比如珠江三角洲（广州）、长三角（上海）等等。
1.1.2 处理需求
的废水如果不经处理直接排放，将会影响自然生态以及城市地下水系统，并且的用水量较大，能把这些污水处理后合理回用，那不仅是对环境的贡献，也是对经济经营的体现[6]。废水虽然水量较小但具有污染物含量高、较难进行处理、对环境危害大的特点，而且随季节变化，入住旅客的改变，废水量也随之变化，设计流量不好确定。根据上诉污水来源和特点，如何处理好污水并且有效地利用中水，已经成为集约型经济和循环经济的组成部分[7]。
1.2 选题背景
1.2.1 设计参数
某是国家认定的三星级，位于某市市区内。占地面积2.5万平方米，主楼20层，共有高、中档套房、标准房130间，床位280张，有宴会厅、自助餐厅全天24小时营业。馆内中央空调冷热恒温控制，24小时供气、供洗澡水。设有多功能会议厅、国际会议厅、室内游泳馆、美容美发中心、酒吧、桑拿保健中心、保龄球馆、自选商场、书店、旅行社、洗车场等配套服务设施[8]。院内还有苗圃、绿地0.7万平方米。而且该的实际污水使用处理情况是，用于冲洗汽车、厕所或者浇灌附近的花草园地等。
由于污水是的生活污水，水质主要的有机物含量多，BOD/COD值为0.75，大于0.3，所以污水的可生化性较好。氮磷含量较高，故需选用具有脱氮除磷功能的活性污泥法或加入脱氮除磷的工艺环节，由于设计流量不大，并且所的地理条件的限制，最终确定选择MBR工艺[9]。
1.2.2 气象水文及地理资料
地形地势：地势较高，自南向北方向有缓坡，坡度为0.5%。
风速风向：夏季平均风速5m/s，冬季3.4m/s，夏季为东、南风向，冬季为西、北风。

1.3 MBR工艺
1.3.1 MBR工艺简介
MBR(膜生物反应器)是一种新型水处理技术，它结合了膜分离单元和生物单元，由膜分离组件及生物反应器两部分组成，活性污泥储存在生物反应器里面，有较高有机物的负荷能力，所以降低污泥量，其是利用在好氧池内的生物反应器膜（膜分离设备）截留器 里面，污泥具有高度活性其中的大分子有机物和污泥，充当了二沉池的作用，从而达到出去效率。与其他的工艺来说，MBR工艺具有以下的优点：
出水水质优质稳定：在膜的高效分离作用下，分离效果远好于传统沉淀池，细菌和病毒能得到大幅去除。同时系统内含有较高的微生物浓度，能保证合格的出水水质；剩余污泥少；占地面积小，不受设置场合限制：工艺结构简单，机构紧凑，但反应器里面的微生物保持很高的浓度，处理负荷大大增加，从而节省了占地面积；可以去除氨氮及难降解有机物：由于微生物完全被截留在生物反应器内，从而硝化细菌等微生物能截留生长，硝化速率和降解有机物能力得以提高。操作管理方便，易于实现自动化的控制；易于从传统工艺进行改造[10]。
MBR法的缺点有：膜造价高，使用膜生物反应器的基础投资高于传统污水处理工艺；易出现膜污染；能耗高：污水分离过程需要保持有一定的膜驱动压力；而且要保持较大的曝气强度；还要增大流速，冲刷膜表面[11]。
1.3.2 MBR工艺的可行性分析
根据本设计的具体情况，并且需要有良好的脱氮除磷功能，最后确定用CASS污水处理工艺做为本工序的核心部分（生物处理部分）。考虑到使用的时节性及水质特点，需设置集水调节池和毛发捕集器，深度处理部分选择砂滤和活性炭吸附来完成。并配置次氯酸消毒系统对水进行消毒处理，处理工艺流程如图：

图1.3.2-1工艺流程图
1.3.3进出水水质标准
设计进水水质如下表所示：
表1.3.3-1 设计进水水质表
序号 基本控制项目 数值 单位
1 化学需氧量（COD） 350 mg/L
2 氨氮（以N计） 30 mg/L
3 生化需氧量（BOD5） 200 mg/L
4 SS 220 mg/L

设计出水水质
处理后的污水水质要求达到一级A标准：
表1.3.3-2 设计出水水质表
序号 基本控制项目 数值 单位
1 化学需氧量（COD） ≤ 50 mg/L
2 生化需氧量（BOD5） ≤ 10 mg/L
3 悬浮物（SS） ≤ 10 mg/L
4 动植物油 ≤ 1 mg/L
5 石油类 ≤ 1 mg/L
6 阴离子表面活性剂 ≤ 0.5 mg/L
7 氨氮（以N计） ≤ 5(8) ℃）
8 总氮（以N计）≤ 15 mg/L
9 总磷≤ 0.5 mg/L

2 污水处理系统工艺设计
2.1 设计流量的确定
日平均流量：Q=1200m3/d=50m3/h=0.014m3/s=14L/s
Qmax= =1200m3/d×2.3=
式中：KZ——生活污水量总变化系数

表2-1 生活污水量总变化系数
污水平均日流量Qp(L/s) 5 15 40 70 100 200 500 ≥1000
总变化系数Kz 2.3 2.0 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3
平均日流量为1.16L/s，用内插法计算水量变化系数Kz=2.3，根据公式3-1-1，则设计最大流量为：
Qmax==100×2.3m3/d=230m3/d=

2.2 细格栅设计计算
细格栅可以在水中截留较小的悬浮物或漂浮物，来减轻后续处理构筑物的负荷，或者去除那些较粗大的可能堵塞水泵机组管道阀门的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置[12]。
2.2.1 设计参数
栅条选矩形不锈钢，栅条宽度S为0.01m，栅条间隙b为0.005m。安装倾角为60o，设栅前水深h为0.1m，过栅流速为0.6m/s。
2.2.2 设计计算
（1）栅条间隙数n：
根据公式

  =

=8.27
取n为9个
（2）栅槽宽度B：
B=S(n－1)+bn 式中：S——栅条宽度，取0.01m。
=0.01（9－1）＋0.005×9
=0.125m<1m
取B=1m
（3）通过格栅的水头损失h1，m
设栅条断面为锐边矩形断面，取β = 2.42。
=4/3
=2.42×（）4/3=6.1
h0==6.1×=0.096m
所以 h1=kh0=0.096×3=0.29m
（4）槽总高度H
H= h+ h1+h2=0.1+0.29+0.3=0.69m
取0.7m
（5）栅槽总长度L，m
根据公式得出

图2.1 格栅示意图

（6）每日栅渣量W，m3/d
W= ==0.01 m3/d<0.2 m3/d 式中：W1——栅渣量，m3/103m3污水，取W1=0.1 m3/103m3污水，（W1=0.01～
0.1 m3/103m污水，细格栅取较大值，粗格栅取较小值）
根据设计参数，选用选用NC型机械格栅，其采用机械间歇清渣，型号：NC500，运动速度3m/min，电机功率0.25kW。生产厂家：上海南方环保有限公司。
（7）出水水质
细格栅对SS的去除率为10%。
SS = 180mg/L×（1-10%）=162mg/L
2.3 集水调节池的设计计算
2.3.1 工艺原理
调节池选用均化集水池，其功能是调节水量，能对系统起到一定的缓冲作用，而在水质的调节方面，可以利用不同污水混合中和能力，降低某些化学成分的含量和减少药品的消耗。
2.3.2 设计计算
（1）设计进水水量

（2）有效容积V，m3
V=Qt
式中：t——停留时间，t取8h
带入数据有：

（3）池子面积F，m2

式中：h-----有效水深，取h=4m
带入数据有：

（4）池子平面尺寸
采用
（5）池子总高H
H=h+h1
式中：h-----有效水深；
h1-----超高，取0.3。
带入数据有：
H
（6）池子几何尺寸

在调节池之后，设计为一次提升，以后靠重力自流流过相应构筑物，选用SSP型沉水式不锈钢排水泵，型号：SSP-50.4-50S，使用流量6m3/h，扬程10m，转数3000r/min，出口直径50mm，功率0.4kW。生产厂家：台湾川源股份有限公司。

2.4 毛发捕集器的设计
2.4.1 毛发捕集器的原理
毛发捕集器是生活循环水处理的设备，由于卫浴等设施排出的浑浊水夹杂着大量的泥沙、杂物、毛发等，这些杂物如果不提前去除，就会对之后的工艺设备产生严重影响，水泵的使用寿命不仅受到威胁，还严重影响到CASS工艺的效果[13]。

图2.2 毛发捕集器示意图
2.4.2 毛发捕集器的选择
根据设计的流量和型号图表：Q=4.17m3/h
所以选型为：型号TSLS-50；适用水量5m3/h；公称通径DN=50mm；D=159mm；L=280mm；H=300mm；H1=180mm。生产厂家：新乡市利菲尔特滤器有限公司[14]。
表2.2 毛发捕集器尺寸表
型号 通用水量（m3/h） 公称通径DN D L H H1
TSLS-40 3 40 159 280 300 180
TSLS-50 5 50 159 280 300 180
TSLS-65 8 65 219 420 350 220
TSLS-80 10 80 219 420 400 260
TSLS-100 12 100 219 450 470 310
TSLS-125 20 125 273 480 550 360
TSLS-150 30 150 273 500 580 380
TSLS-200 50 200 325 550 670 460
TSLS-250 100 250 425 660 860 625
TSLS-300 150 300 478 750 1000 680
TSLS-350 200 350 526 800 1100 750
TSLS-400 260 400 600 840 1200 840
TSLS-500 400 500 700 1080 1500 1000
2.5 厌氧池设计

2.6 好氧池设计

2.7MBR工艺池的设计
2.7.1 设计参数
考虑格栅和毛发捕集器对SS有去除效果，格栅对SS去除率为10%，毛发捕集器对SS的去除率为15%[15]。
此时进水水质：COD=200mg/L；BOD5=150mg/L；NH3-N=30mg/L；TP=4.5mg/L。
格栅SS=180mg/L×（1-10%）=162mg/L；
毛发捕集器SS=162mg/L（1-15%）=138mg/L；
最终进入CASS池的SS=138mg/L；
处理规模：Q=100m3/d，总变化系数2.3；
混合液悬浮固体浓度（MLSS）：X=4000mg/L；
反应池有效水深H取2.5m；
排水比：λ===0.4。
2.7.2 设计计算
（1）BOD5去除率计算
出水中非溶解性BOD5值为：
BOD5 = 7.1bXa*Ce
式中：Ce=10 mg/L(出水中悬浮固体（SS）浓度)
b =0.08（微生物自身氧化率）
Xa=0.4（活性微生物在出水中所占的比例）
代入各值得：
BOD5=7.1× 0.08× 0.4 × 10 = 2.27mg/L
因此，出水中溶解性BOD5的值为：
10-2.27=7.73mg/L
则，BOD5去除率为：

所以该工艺到这里BOD5的处理程度为94.85%。

(2)曝气时间TA
TA
式中：TA—曝气时间，h；
S0—进水平均BOD5，㎎/L；
m—排水比 1/m = 1/2.5；
X—混合液悬浮固体浓度（MLSS），一般在1500~5000，mg/L，有初沉池取较小值，无初沉池时取较大值，取X＝4000mg/L。
带入数据有：

（3）沉淀时间TS
活性污泥界面的沉降速度与MLSS浓度、水温的关系，可以用下式进行计算。
vmax = 7.4×104×t×X -1.7 (当MLSS≤3000时)
vmax = 4.6×104×X-1.26(当MLSS≥3000时)
式中：vmax—活性污泥界面的初始沉降速度。
t—水温，℃
X—沉降开始时MLSS的浓度，X=4000mg/L。
则：

沉淀时间TS用下式计算
                                     
式中：TS—沉淀时间，h；
 H—反应池内水深，一般在3~6m，但为满足池子尺寸的=1~2，，取2.5m； —安全高度，取0.5m。带入数据有：

（4）排水时间TD及闲置时间
根据城市污水处理厂运行经验，本水厂设置排水时间TD取为1h，
一周期所需时间
周期数n取4，每日运行周期=6h
限制曝气进水时间
最终

3 贮泥池
3.1 工艺原理与作用
从MBR池通过污泥泵抽出了剩余污泥，不能直接排放到环境，需要进行脱水等处理，才能最终进行处置。
剩余污泥首先进入贮泥池，污泥在贮泥池里面，污泥固体部分逐渐下沉，清液被挤到上层，下层的污泥中的水分，被挤压出来，进入上清液，降低污泥的含水率，实现污泥的浓缩。最重要的是，贮泥池均化污泥，调节进入下一道工艺的污泥量，使其能均化连续进泥。
3.2 设计计算
（1）贮泥池的容积
设贮泥池可贮12h的泥量，则：
W=1.42/24×12=0.71m
（2）贮泥池的尺寸
本设计采用矩形贮泥池1座，取有效水深2m，则池平面面积为：
F==0.72/2=0.36m2
设计池子平面尺寸为：
B×L=0.4m×0.9m
3.3 污泥脱水系统进泥泵选型
在污泥从贮泥池到离心机之前，需要泥泵污泥从贮泥池向离心机抽取污泥，以满足污泥的输送问题。根据剩余污泥量，Q=1.42m3/d，选用污泥泵为：选用不锈钢卧式排污泵，型号：QDN2.0-12-0.3kW，功率0.3KW，重量10kg，扬程12m，进出口径60mm，外部尺寸350140160，生产厂家：上海永浪泵业有限公司。
4 污水处理站的布置
4.1 污水处理站的平面布置的原则
在一个污水处理站总体布局图来说，加之面积有限，每一个构筑物都是其主体结构，因此，在布局时，要根据构筑物的功能需要和实际的水力高程要求，再把选址的地质地理、风向、气候等具体条件一同考虑在内，设计出环境合理，就构成了平面布局图，具体的布局原则如下：
（1）相邻构筑物之间的管道，最好直接连通，尽量避免弯曲和迂回；
（2）构筑物尽量避开地质不好的地方，使施工难度降低；
（3）在构筑物之间，管道应有相当的距离，一般情况是在510m，但有特殊要求的管段，可以根据具体条件铺设；
（4）污水站考虑土地节约，所以尽量构筑物的结构紧凑布局；
（5）在布局污泥处理系统时，应把污泥处理系统布局在污水站夏季主导风向的下风向，并且尽量紧凑布局，以方便管理；
（6）一般情况下，应设置一根超越管线，可以直接排放到水体；
（7）各种功能管线的铺设，要考虑到不相互影响，又要便于施工；
（8）要根据实际情况来确定厂区内辅助建筑物的位置和大小，但总的原则是方便管理工艺运行和安全生产；
（9）厂区内的生活区和综合楼等，应设置在景观良好的位置，最重要的是设置在厂区夏季主导风向的上风向，并与产物大的构筑物保持一定的距离；
（10）绿化布局应能尽量利用可以利用的土地，在不影响正常的运行条件下，可以在构筑物周边多布局绿化，一般是总面积的30%左右。这样可以改善厂区的环境卫生条件，还能给厂区的工作人员塑造一个好的工作环境和工作心情；
（11）厂区的主干道路，要有一定的宽度，并且在与构筑物或辅助建筑角落转弯处应有一定的半径，以方便车辆转弯行驶，防止车辆转弯不便而造成不必要的损失；
（12）如果有高架构筑物，则楼梯要有一定的角度和宽度，方便检测和其他的管理维修工作；
（13）总图布局，应尽量把短期和长期的的发展规划都考虑在内，有土地条件时，尽量紧凑布局，余出的地方作为以后扩建或添加构筑物的地方。
(14)鼓风机房应尽量靠近曝气装置。
4.2 污水处理站的平面布置
在一般情况下，总平面布置图根据污水站的规模，采用1∶500左右的比例尺的地形图绘制，对于图纸的构成部分，一般要有围墙、道路、指北针、风向玫瑰图、构筑物与辅助建筑物、绿化植被、主要管渠线路、构筑物一览表、说明、图例说明和比例等。对于复杂的的工程，可以单独考虑绘制管道布局图。
根据本设计的地质地理、气候、风向等条件，再考虑进水方向和处理工艺要求，将污水处理厂的平面布局按功能区划分为，生活区（停车场、喷泉、综合楼）；辅助设施区（鼓风机房、机修间、配电室、化验楼、加氯间及氯库）；污水处理区（格栅、调节池、毛发捕集器、MBR池、快滤池、消毒池、活性炭吸附系统、清水池）；污泥处理区（贮泥池、污泥脱水间）。
由于设计背景资料显示，本地区的夏季主导风向是东、南风向，冬季为西北风向，自南向北略有缓坡，所以在设计时，综合楼位和化验室设置于厂区的东北方向，这样，就可以避开主导风向，保证其环境卫生了。

本工程总投资为580万元，吨水投资为2900元/m3。

序号 名称 装机功率 装机数量 设计每日运行时间 运行功率（kW）
（kW）

1 提升泵 8 2 台 24h 4
2 自吸泵 15 2 台 19.2h 6
3 风机 90 2 台 24h 45
4 回流泵 22 4 台 24h 11
5 搅拌机 1.48 4 台 24h 1.48
5 总运行功率 67.48
第八章 经济指标及投资
运行费用主要包括电费、人工费和药剂费见下表：
8.1电费
安装电机总运行功率如下：

设计运行功率为67.48kW，每度电按0.5元计算。则处理一吨废水所需电费为：67.48×0.5×24/1200=0.68元/吨·天。
8.2人工费
由于本工艺基本可实现全自动化运行，不需配置专门的技术人员。只需配置一名兼职人员日常维护即可，可忽略不计。
8.3药剂费
药剂费为清洗膜所用药剂费用，膜清洗周期按3个月计算。清洗每片膜所需0.5%的次氯酸钠按 5L/p计算，总需次氯酸钠为
5L×3200=16000L。含有效氯10%次氯酸钠按5元/kg计算。则清洗膜所需药剂费为16000×0.5%/10%×5/（1200×3×30）=0.02元/吨·天。