100m?h城市污水处理设计报告

100m?/h城市污水处理设计报告

第一章 设计基础：污水的“体检报告”

1.1 进水指标（城市污水典型值） 

城市污水成分复杂，堪比一锅“黑暗料理”。其典型指标如下（平均值）：

设计目标（出水标准）：达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A标准（膜法师的KPI！）。

第二章 核心计算：膜法师的数学咒语

●2.1 膜面积计算（关键！）

膜面积 = 设计流量 (Q) ÷ 设计膜通量 (J)

- Q = 100 m?/h（已给定）  

- J（设计膜通量）：根据膜手册及经验，城市污水MBR通常取 15-25 L/(m?·h)（通量太高膜会“累趴下”，太低则“浪费才华”）。  

  保守设计取 J = 20 L/(m?·h) = 0.020 m?/(m?·h)

∴ 膜面积 (A) = 100 m?/h ÷ 0.020 m?/(m?·h) = 5000 m?

> 膜法师贴士：通量就像膜的“饭量”，太大（高负荷）会“撑坏”（污染快），太小（低负荷）是“资源浪费”。20 LMH是城市污水的“黄金饭量”！

2.2 膜组件数量与分组（膜法师的排兵布阵）

- 选膜类型：中空纤维膜（市场主流，性价比高，抗污染较好）。  

- 单支膜元件面积：假设选用某品牌标准膜元件，单支有效膜面积 = 30 m?（具体数值查阅膜手册！）。  

- 膜元件数量 (N)：

  `N = 总膜面积 ÷ 单支膜面积 = 5000 m? ÷ 30 m?/支 ≈ 166.67 支`  

  实际取 168 支（考虑备用和模块化布置，取6的倍数，方便分组）。  

- 膜组器（Cassette）数量：

  假设每个标准膜组器可安装 84支膜元件（常见设计）。  

  `膜组器数量 = 总膜元件数 ÷ 每组器膜元件数 = 168支 ÷ 84支/组器 = 2 组器`  

  > 膜法师吐槽： 膜组件就像士兵，膜组器就是“方阵”。2个方阵，每个方阵84名“膜士兵”，整整齐齐好管理！

2.3 曝气系统：给膜做“气泡SPA”

核心作用：

1. 冲刷膜表面，防止污泥沉积（物理清洗主力军）。  

2.  为微生物提供氧气（生化反应需要）。  

- 膜擦洗曝气量：这是MBR区别于传统活性污泥法的关键！  

  根据膜手册和经验，膜擦洗比曝气量 (SADm) 通常为 0.3 - 0.6 Nm?空气/(m?膜面积·h)。  

  取 SADm = 0.45 Nm?/(m?·h)（中等强度SPA）。  

  ∴ 膜擦洗总曝气量 (Qair-scouring) = SADm × 膜面积 = 0.45 Nm?/(m?·h) × 5000 m? = 2250 Nm?/h

- 生物反应需氧量：这部分计算与传统活性污泥法相同（计算BOD去除、硝化等需氧量，略），假设经计算为 1200 Nm?/h。  

- 总曝气量：

  `总曝气量 ≈ max(膜擦洗量, 生物需氧量) + 另一部分 ≈ max(2250, 1200) + 缓冲 ≈ 2300 Nm?/h`  

  （通常膜擦洗气量 > 生物需气量，以膜擦洗气量为主导）

  > 膜法师忠告：气泡SPA不能停！停久了膜表面就“长胡子”（污泥沉积），通量暴跌！

2.4 活性污泥：MBR的“微生物军团”

必须有！必须有！必须有！（重要事情说三遍）  

MBR = 膜分离+ 生物降解。膜只是“守门员”，真正消灭污染物的是活性污泥里的微生物大军！

-●关键参数设计：

  - MLSS (混合液悬浮污泥浓度)：通常 8000 - 12000 mg/L（远高于传统活性污泥法！膜能截留所有污泥）。取 10000 mg/L (10 g/L)。  

  - SRT (污泥龄)：5 - 30 天（可更长，利于硝化和内源呼吸）。取 20 天。  

F/M (食微比)：0.05 - 0.15 kgBOD5/(kgMLSS·d)取0.10 kgBOD5/(kgMLSS·d)。  

  - HRT (水力停留时间)：6 - 12 小时（因高MLSS可缩短）。取 8 小时。  

  - 膜池DO (溶解氧)：2.0 - 4.0 mg/L（保证硝化菌正常工作）。控制目标 **≥ 2.5 mg/L。

第三章 清洗秘籍：膜的“保养大法”

膜再牛也需要“洗澡”！分日常SPA和深度清洁。

3.1 日常保养：在线维护清洗 (Maintenance Cleaning)

- 频率：每运行 1-3 天进行一次。  

- 操作：

  1.  停止进水，继续曝气。  

  2.  用次氯酸钠 (NaClO)或 柠檬酸溶液（根据污染类型选择）浸泡膜组器。  

      - 有机物/生物污染：200 - 500 mg/L NaClO 溶液，浸泡 30 - 60 分钟。  

      - 无机结垢 (如CaCO?, Fe)：0.3% - 0.5% (w/w) 柠檬酸溶液，浸泡 30 - 60 分钟。  

  3.  浸泡期间可维持低流量过滤或曝气搅动。  

  4.  清洗液排回生物池或专门收集。  

  5.  用产水或清水冲洗膜组器。  

  6.  恢复正常运行。  

  > 膜法师口诀： “三天一小泡，药水不能少，泡泡更健康，通量呱呱叫！”

3.2 深度清洁：恢复性清洗 (Recovery Cleaning)

- 频率： 当跨膜压差 (TMP) 显著升高（如 > 30 kPa）或通量显著下降（< 设计值70%），且在线维护清洗效果不佳时进行。通常 3-6个月一次。  

- 操作（需离线或隔离操作）：

  1.  将膜组器吊出（或隔离），彻底排空污水。  

  2. 碱洗：用500 - 3000 mg/L NaClO + 0.1% - 0.5% NaOH溶液，40°C以下，循环浸泡 2 - 6 小时。主要对付有机物和生物膜。  

  3. 酸洗：用 0.5% - 2.0% 柠檬酸或草酸溶液，循环浸泡 1 - 2 小时。主要对付无机结垢和金属氧化物。  

  4.  每一步后用清水彻底冲洗。  

  5.  清洗废液需专门收集处理（含高浓度化学药剂）。  

  6.  恢复运行前进行完整性检测。  

  > 膜法师警告： 深度清洁是“大招”，频率别太高，操作要规范！否则膜会“折寿”！

 

-第四章 设计汇总表 

 

-第五章 膜法师的贴心Tips (那些手册里没明说的事儿)

1. 前处理是爷爷！格栅（≤1mm！）和沉砂池必须可靠。一根钢丝、一粒砂子，都可能让“膜士兵”挂彩。  

2. DO探头别省钱！膜池DO控制至关重要，探头要准、要勤维护校准。  

3. 抽吸泵要温柔！采用变频控制，避免瞬态高负压“抽伤”膜。  

4. 排泥不能忘！SRT再长也要排剩余污泥，否则污泥老化，“微生物军团”战斗力下降。  

5. 冬夏不一样！冬天水温低，生物活性、膜通量都可能下降，设计要有余量或保温措施。  

6. 记录是王道！TMP、通量、DO、清洗记录...这些数据是诊断膜“健康状况”的CT片！  

7. 备件要充足！膜元件、曝气头、关键阀门仪表，仓库里得有“替补队员”。  

8. 培训！培训！培训！操作工必须是合格的“膜法师学徒”，懂原理会操作！

第六章 总结：MBR设计真言

> “生物是基础，膜是精华；曝气是灵魂，清洗是续命；监控是眼睛，运维是根本！”

> 按此真言修炼，你的100m?/h MBR系统必将运行顺畅，出水清澈，膜寿长久！

附录：成本速算彩蛋 (仅供初步参考)

膜投资：168支膜元件 × [膜单价，如￥3000-8000/支] ≈ ￥50万 - 135万  

膜组器 & 支架：2组 × [组器单价，如￥10万-30万/组] ≈ ￥20万 - 60万  

曝气风机 (2300 Nm?/h)：≈ ￥15万 - 40万  

抽吸泵、自控、土建等： ≈ ￥100万 - 200万+  

运行成本大头：电费 (曝气占60%以上！) + 化学清洗药剂费 + 膜更换费  

> 膜法师叹气：魔法虽好，维护成本不低啊！但想想稳定的一级A出水，值了！