MBR膜污水处理方案概述
生活污水是指居民在日常生活活动中所产生的废水，主要是生活废料和人的排泄物，其中包括厨房洗涤、沐浴、洗衣等的废水以及冲洗厕所等污水。这类废水的成分及其变化取决于居民的生活状况、生活水平和生活习惯，其中污染物质的浓度与用水量有关。
生活污水的特征是水质组成比较稳定，但浑浊、深色且具有恶臭，呈微碱性一般不含有毒物质。由于生活污水很适宜于各种微生物的繁殖，故其常含有大量的细菌（包括病原菌）、病毒和寄生虫卵。
生活污水所含固体物质约占总质量的0.1%-0.2%，其中溶解固体约占总量的3/5-2/3，主要是各种无机盐类和可溶性的有机物质，而在其悬浮固体中有机成分几乎占3/4以上。生活污水中还含有氮、磷等营养物质。
根据业主提供信息，该项目日产污水量约5吨。业主要求处理后达到《城镇污水处理站污染物排放标准》（GB 5749--2006）中一级A标准，处理后的水用来浇树等。
一般来说，公共生活污水具有可生化性好，易降解等特点。同时考虑污水处理站建设应遵循经济、高效、适用的原则，既要考虑减少工程投资和规模，同时达到要求的排放标准，更要考虑后续运行过程中专业管理技术人员的配置，力求运行自动化程度高，工艺成熟可靠，减少对操作人员的依赖，使设备可以智能运行，故本方案主体构筑物采用化粪池+调节池+MBR膜污水处理设备。
本方案中核心的处理设备是MBR膜污水处理设备。该设备采用A/O处理工艺即缺氧-好样工艺，同时利用MBR膜深度过滤处理。该工艺.大的优点就是处理效果稳定，且同时具有非常好的脱氮能力。污水进入设备前先进入水解酸化池，既可以对污水中浓度较高的有机的COD、BOD部分去除，使污水中各污染物浓度满足好氧段处理的进水要求，同时水解酸化过程能大幅度提高了污水的可生化性，使好氧段处理效率提高。
该工艺核心生化部分好氧池采用生物接触氧化法，此方法处理效果好，处理效率高，水力停留时间短，在满足设计要求的情况下，可以大大减小构筑物的占地面积，减小污水处理站的初始投资，为业主带来可观的经济效益。
MBR膜处理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，它用具有独特结构的浸没式膜组件置于膜池中，经过好氧曝气和生物处理后的水，由泵通过膜过滤后抽出。由于膜的存在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，结合不同的工艺，出水可以达到一级A标准的指标要求。由于膜的过滤作用，微生物被完全截留在膜池中，又通过回流的方式回到生物反应器中，实现了水力停留时间不再影响活性污泥的泥龄，消除了传统活性污泥法中污泥膨胀的问题。
膜生物反应器具有对污染物去除效率高、硝化能力强，可同时进行硝化、反硝化，脱氮效果好、除磷效果好、出水水质稳定、剩余污泥产量低、设备紧凑、操作简单等优点，广泛应用于高标准的水质处理工艺中。
膜组器底部有曝气槽，风机通过曝气槽向膜组器曝气，对膜丝进行冲刷，保持膜丝表面清洁。

MBR膜提高了系统固液分离的能力，使系统出水水质和容积负荷都得到了大幅度的提升；MBR工艺产生的剩余污泥量较传统活性污泥工艺大大减少。

2设计依据原则范围
2.1 设计依据
用户提供的污水水质、水量信息；
《农村生活污水处理工程技术标准》（GBT 51347-2019 ）
《生物接触氧化法污水处理工程技术规范》（HJ-2009-2011）
《厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范》（HJ-576-2010）
《水解酸化反应器污水处理工程技术规范》(HJ2047-2015)
《升流式厌氧污泥床反应器污水处理工程技术规范》(HJ 2013-2012)
《农田灌溉水质标准》（GB 5084-2005）
《污水综合排放标准》(GB 8978—1996）；
《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002）；
《室外排水设计规范》（GB50014—2006）；
《给水排水构筑物施工及验收规范》（GBJ141—90）；
《工厂企业厂界噪声标准》（GB12348—90）；
《建筑设计防水规范》（GBJ46—87）；
建设项目环境影响报告表；
其他有关设计规范；
我单位所完成的类似工程的实际经验和参数。
2.2 设计原则
在污水处理系统的设计中，本着技术先进适用、工艺措施针对性强、系统可靠稳定、运行自动化程度高，既减少管理人员，又能使污水处理过程在受控条件下进行，一次性投资与日常运行费用综合.省、.大限度的减少场地占用面积及.大限度的使用原有的处理设施的原则；通过对目前国内外同类污水处理技术的综合分析，特别是相同工程的实际经验，形成.优化的工艺组合。
[1]在设计过程中本着先进、合理、实用、可靠、经济的原则进行设计，采用先进、实用、成熟、可靠的处理工艺，满足水质波动较大、水量不稳定的情况下，确保出水达标。
[2]采用合理工艺，合理布置，在提高系统总体效率的基础上，在保证系统安全、经济、稳定运行的前提下，尽量降低工程造价，减少设备投资费用，以减少污水站的初始投资。
[3]采用运行费用较为合理的处理工艺，提高污水的处理效果的同时，降低污水站运行费用，给业主带来长期的经济效益。
[4]采用先进可靠的技术设备及自动控制系统，在污水处理过程中充分实现自动化优化控制、减少管理及维修工作量。
[5]设计中尽量采用低噪节能的动力设备，并采取减震，降噪等措施，以防止噪声污染。
[6]污水处理工程整体环境与周围环境相协调；在工程占地面积小的情况下，采用合理的布局，对处理工艺进行优化设计。
3 设计水质水量
3.1 设计处理规模
本项目主要是对生活污水进行处理，根据业主提供的数据，设计处理水量为5吨/天。
3.2 进水水质预测
宿舍办公厨房等污水是典型的生活污水，可生化性较好。参照国内其它生活污水水质特点，综合类比同类项目及相关手册资料，预估废水水质污染物含量（污染.为严重的因子）指标见表1.
表1农村生活污水进水水质预估表  单位：mg/L
2.3 设计范围
本方案设计范围为污水处理工程的全部处理工艺设计，包括设备选型、安装工程等直接工程和本工程的设计、调试、培训等间接工程；但不包括处理工程土建施工、外部供电、引水、排水和绿化、道路等辅助工程，也暂不考虑污水处理站的通讯、交通运输和供配电、供热、采暖等辅助工程。
3 出水水质指标
根据业主的意见要求，确定设计出水水质目测清澈，无异味，具体水质指标满足《城镇污水处理站污染物排放标准》（GB 18918-2002）中一级A标准。具体指标如下表2所示：
表2  出水水质指标（取值单位mg/L）
4污水处理站工艺
1.常见污水处理方式
根据污水的水质性质、成分、处理的深度等不同，可选用不同的处理工艺组合。一般来说，绝大多数污水经过一级处理，即物理方法处理达不到排放要求，还要进行二级处理即生化处理，特殊情况下还需要进行三级处理，即深度处理。
一级处理，即物理方法处理，一般采用过滤、混凝、絮凝、沉淀、气浮等方法、
二级处理，即生化处理，一般采用厌氧处理或好氧处理，或者是两者相结合的综合处理方案。近年来，污水处理的方法越来越多，在此不再赘述，仅将在实际的工程经验中，人们较常采用的方法作简述：
1.升流式厌氧污泥床法（UASB法）（典型厌氧处理）
该方法是典型的厌氧处理方法，一般用来处理高浓度COD、BOD的污水，具有污泥浓度高、去除效率高的特点。UASB反应器正常运行的前提条件是，反应器内形成絮状污泥，理想状态是形成直径为3-4mm、沉淀性能良好的高活性颗粒状污泥。其致命缺点是对温度的波动非常敏感，要保持恒温运行，以中温工艺为例，一般温度保持在30℃-40℃.常见，温度波动超过1-3℃，处理效率降低40-50%。故一般要对进入反应器的污水进行加热，或对反应器进行保温加热。厌氧反应器的去除效率一般在CODcr80%-90%，BOD570%-80%，SS30%-50%。
2.活性污泥法
活性污泥法，或各种改进的活性污泥法，典型的好氧处理方法，其基本流程是在曝气池内，活性污泥对污水中的有机物进行絮凝、吸附和降解，再流入二次沉淀池沉淀，上清液排出，二沉池的部分污泥回流到曝气池内，剩余污泥排入污泥浓缩池，该工艺的特点是去除率高、效果稳定。一般主要应用的城市污水处理厂中，日处理量1000吨以下的污水站基本不采用。
3.序批式活性污泥法（SBR）
SBR是一种间歇运行的活性污泥法，可做成成套设备，在一个设备中，通过控制系统，设备不同时间交替处于进水、反应、沉淀、出水阶段，也可以通过改进连续进水。曝气和沉淀等过程是在同一个池子中进行，该方法不需要沉淀池和污泥回流设备，出水效果好。
该方法的缺点是设备利用率难以提高，滗水器制造要求高。目前，滗水器技术并不成熟。
该方法的核心是需要一种出水口淹没于水下，能适应水位变化的排水装置，称为滗水器。要求滗水器能迅速、稳定、均匀地排出池中的上清液，而不扰动污泥层和不使水面上的浮杂进入出水中。
4.接触氧化法（典型好氧处理）
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。
生物接触氧化法同时具有生物膜法和活性污泥法的特点，克服了活性污泥法中有机物负荷低的、易产生污泥膨胀、剩余污泥多的缺点，使处理工艺中污泥浓度和有机物负荷大大提高，处理效率可达85-95%。
接触氧化法耐冲击负荷高，基本不会产生污泥膨胀，无剩余污泥产生，仅需要一年左右清理一次污泥。
该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物因曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，处理效果好，出水稳定达标。
三级处理，即深度处理，一般在排放水质要求极高，或缺水地区需要回用的情况下，进行深度处理，常用的方法有过滤法、MBR膜法等。
2.本项目拟采用的处理工艺
根据此项目的进水水质情况和出水要求，综合考虑污水站的初始投资费用及运行费用，确定本方案采用一级处理+二级处理+三级处理相结合的方式，方可达标排放。
根据前面比较本项目采用的处理工艺如下：
化粪池+调节池+AO工艺+MBR膜过滤
本工艺主要的设备有：
1、化粪池  2、格栅   3、调节池    4、MBR膜污水处理设备
本工艺运行管理方便，基本可以实现“只要通电，就能成功运行”的水平，实现自动化运行，整个工艺流程通过自动化控制系统实现。
3.本项目工艺流程图
本项目采用的工艺流程图如下：
各用水点产生的生活污水通过各自的污水管道，首先汇集化粪池，进行厌氧发酵，同时可以沉淀处理大颗粒悬浮固体，还可以进行水质水量的调节，为后续生化处理创造理想条件。
污水经过化粪池多级处理后，进入化粪池.后一格，即化粪池清水池。经过格栅，再到调节池。安装在调节池，清水池的提升泵，通过自动化液位可控制器，自动将污水提升进入MBR污水处理设备中。MBR污水处理设备是该系统的核心设备，使污水真正得到净化。经MBR污水处理设备处理，再经过紫外线消毒后排出污水站，排入氧化塘，达标排放。回收利用。
4.各构筑物主要功能
化粪池：将各场地产生的污水收集起来，集中化处理；同时可以使污水中大的粪便颗粒和其它杂物沉淀分离；
调节池：具有调节水质水量的作用，使污水水量和性质成分均匀，为后续智能污水处理设备处理污水创造必要条件。
MBR污水处理设备：核心处理设备，使污水真正得到净化。采用成熟、稳定、可靠的AO工艺，去除溶解性有机物，如COD、BOD等，降解氨氮。经过MBR膜过滤后，设备出水效果稳定，达到要求的排放标准。同时内置紫外线消毒器，经过生化处理、消毒后的污水可以达标排放。
5 工艺特点介绍
? 采用缺氧+好氧联合处理，即AO工艺，可以高效处理生化污水，有良好的脱氮效果，节约能耗，达标排放；
?采用MBR膜深度处理，处理效率高，出水效果稳定；
? 好氧处理段采用成熟接触氧化处理工艺，具有良好的去除污水中有机物的能力，可以满足排放标准的要求；
?具有较好的耐冲击负荷能力，水质、水量的变化对污水站的正常运行没有影响；
?采用紫外线消毒，无需外加药剂；
?采用好氧工艺，不产生甲烷及其它恶臭气体，无二次污染气体产生；
?采用PLC自动化控制，全触摸屏操作，易于运行管理，提高系统可靠性、稳定性；
?系统处理设施可置于地表，也可以全部设置在地表以下，不占地表面积，可作绿化，又利于防冻（配电系统除外）；
?不产生剩余污泥，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便；
?运行维护工作小，设备自动运行，无需专人看管；
?维护周期长，MBR污水处理设备中沉积的无机污泥定期（一年左右一次）由粪车抽吸运走；
?完全自动化运行，实现“只要通电，就能成功运行”的水平，整个工艺流程通过自动化控制系统实现；
? 采用独有曝气技术，运费费用大幅降低（ 技术亮点）。


6 工艺说明
各用水点产生的生活污水通过各自的污水管道，首先汇集化粪池，进行厌氧发酵，同时可以沉淀处理大颗粒悬浮固体，再经过调节池进行水质水量的调节，为后续生化处理创造理想条件。
污水经过化粪池多级处理后，进入化粪池.后一格，即化粪池清水池。然后到调节池，安装在调节池清水池的提升泵，通过自动化液位可控制器，自动将污水提升进入MBR污水处理设备中。MBR污水处理设备是该系统的核心设备，使污水真正得到净化。经MBR污水处理设备处理，再经过紫外线消毒后，排出污水站，排入氧化塘，经氧化塘处理后达标排放。
1.化粪池，调节池（用户自理也可我们配套）
材质：玻璃钢各5方
设置目的：
化粪池：将各个排放点产生的污水收集起来，集中化处理；同时可以使污水中大的粪便颗粒和其它杂物沉淀分离；
调节池：还具有调节水质水量的作用，使污水水量和性质成分均匀，为后续智能污水处理设备处理污水创造必要条件。
2.MBR污水处理设备（设备）
A级生物处理池（缺氧池）
材质：碳钢（设备内置）
设置目的：
进入设备的污水与自好氧池回流的硝化液充分混合，靠兼氧微生物，主要是产酸细菌，将污水中难溶解有机物在细菌释放出的外酶作用下，水解生成水溶性有机物，将大分子有机物水解成小分子有机物，以利于后面O级生物处理池进一步氧化分解，同时污水与回流消化液混合后，在反硝化菌的作用下，不需要外加碳源，就可以高效率去除污水中的氨氮。
设计特点： 缺氧池即具有反硝化功能，又具有水解酸化功能，提高水质的可生化性，降解部分COD、BOD，提高整体处理效率。该池设计为钢结构的箱体。
Ｏ级生物处理池（二级生物接触氧化池）
材质：碳钢（设备内置）
设置目的：
该池为本污水处理的核心部分，分二段。前一段在较高的有机负荷下，通过附着于填料上的大量不同种属的微生物群落共同参与下的生化降解和吸附作用，去除污水中的各种有机物质，使污水中的有机物含量大幅度降低。后段在有机负荷较低的情况下，通过硝化菌的作用，在氧量充足的条件下降解污水中的氨氮，同时也使污水中的COD、BOD值降低到更低的水平，使污水得以净化。
设计特点：该池由池体、填料、布水装置和充氧曝气系统等部分组成。该池以生物膜法为主，兼有活性污泥法的特点。池中填料采用弹性立体组合填料，该填料具有比表面积大，使用寿命长，易挂膜耐腐蚀不结团堵塞。填料在水中自由舒展，对水中气泡作多层次切割，增加了曝气效果。填料成笼式安装，拆卸、检修方便。该池分二级，使水中污染物降解成梯度进行，达到良好的处理效果，同时设计采用相应导流紊流措施，使整体设计更趋合理化。池中曝气管路选用可提升曝气管设计，维修极为方便，取代了传统的水下微孔曝气头，不堵塞，氧利用率高。使用寿命长，基本实现设备寿命周期内免维护。该池出水设有导流区，使部分污泥自动回流到好氧池。
MBR膜池：
材质：碳钢（设备内置）+PDVF帘式膜
设置目的：
MBR膜处理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，它用具有独特结构的浸没式膜组件置于膜池中，经过好氧曝气和生物处理后的水，由泵通过膜过滤后抽出。由于膜的存在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，结合不同的工艺，出水可以达到一级A标准的指标要求。由于膜的过滤作用，微生物被完全截留在膜池中，又通过回流的方式回到生物反应器中，实现了水力停留时间不再影响活性污泥的泥龄，消除了传统活性污泥法中污泥膨胀的问题。
膜生物反应器具有对污染物去除效率高、硝化能力强，可同时进行硝化、反硝化，脱氮效果好、除磷效果好、出水水质稳定、剩余污泥产量低、设备紧凑、操作简单等优点，广泛应用于高标准的水质处理工艺中。
膜组器底部有曝气槽，风机通过曝气槽向膜组器曝气，对膜丝进行冲刷，保持膜丝表面清洁。
MBR膜提高了系统固液分离的能力，使系统出水水质和容积负荷都得到了大幅度的提升；MBR工艺产生的剩余污泥量较传统活性污泥工艺大大减少。
设计特点：污泥采用污泥泵定时回流至A级缺氧池进行反硝化，即保持了设备的污泥浓度，又减少了剩余污泥的生成，使系统出水水质和容积负荷都得到了大幅度的提升。MBR膜深度过滤处理，出水水质高，且水质稳定。
清水消毒池：
消毒是废水处理的重要工艺过程，其目的是杀灭废水中的各种致病菌。目前常用的消毒工艺有氯消毒(如氯气、二氧化氯、次氯酸钠)、氧化剂消毒(如臭氧、过氧乙酸)、辐射消毒(如紫外线、γ射线)。表3对常用的氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒、次氯酸钠消毒和紫外线消毒法的优缺点进行了归纳和比较：
表3常用消毒方法比较
通过上述比较可以看出，紫外线不但消毒能力强，效果好，且副作用小，设备投资低，运行成本低，运行过程中不需要添加消毒药剂，容易实现自动化运行。紫外线消毒应用日益广泛，本工程采用紫外线消毒是较好的方法。


 7 设计参数
污水处理站设计本着提高土地利用率、提高建设资金综合效益的原则，处理构筑物按照5m3/d规模设计，一次建成，设备安装到位。
1.化粪池
数量：化粪池一座，容积5方。
有效容积：5方
停留时间：12小时 
结构类型：玻璃钢
布置形式：置于所有系统构筑物的.前端；
2.MBR污水处理设备
主要设计参数：
【1】缺氧池单元
停留时间：3小时
数    量：1座
制作形式：钢制
布置形式：置于智能污水处理设备系统内，好氧单元之前；
【2】好氧池单元
停留时间：6小时
BOD5负荷：2.1kg(BOD5)/[m3*d]
数    量：1座
制作形式：钢制
布置形式：置于智能污水处理设备内，缺氧单元之后；
【3】MBR膜池单元
上升速度：0.2mm/s
表面负荷1.16m3/m2
数    量：1座
制作形式：钢制
布置形式：置于智能污水处理设备内，好氧池之后；
【4】消毒池单元
停留时间：4小时
数    量：1座
制作形式：钢制
布置形式：置于智能污水处理设备内，设备.后端。
8 污水处理站运行成本
每吨污水的日处理成本电费：0.2元/吨*天
无药剂等其它成本，自动运行，基本无人工成本。 
9 污水处理站主要消耗品
由于采用生物处理，生活污水养分均衡，适合微生物的生存，故不需要外加碳源、氮源等。
由于消毒采用紫外线消毒，故不需要消耗消毒药剂。
如条件允许，污水站需要配备一位专职值班人员，也可以配备兼职人员，负责处理设施的日常检查。
10 污水处理站污染性气体
污水处理站主要的气味来源于化粪池，由于化粪池埋于地下，故基本没有可以感觉到的气味。
污水站采用AO工艺，不产生沼气及其它气体等，故没有污染性气体产生。 
11 技术亮点
1.污水处理设备技术亮点---独特的曝气结构
我公司独创的，专有技术，悬挂式曝气结构。
此曝气结构带来的经济效益：
1、运行费用大幅度降低。
曝气系统的能耗占整个污水处理系统能耗的80%-90%左右，曝气系统的节能程度决定着污水处理站的整体运行成本。而影响曝气系统能耗的主要是曝气系统的阻力，其中扩散装置决定着曝气系统的阻力大小。以100吨/天的小型设备为例，采取其它曝气工艺的，曝气风机的功率多数在4-5.5KW，而我公司的曝气结构，使曝气功率在1.5KW。可以看到，曝气风机的功率明显下降。这仅仅是在小型设备上，对于处理体量较大的设备，节能效果尤为明显。
2、设备的耐用性提高。
我公司曝气结构不会堵塞，即使停机几天、几个月甚至更长，重新开机后，曝气系统也不会堵塞。因为停止曝气后，污泥会进入曝气管路，开机后，污泥又会自曝气管路流出。这样曝气系统的维修周期约为3-5年。而市场大多数厂家采用的微孔曝气盘，停机超过三天就会发生堵塞，污泥进入曝气管路无法自动排出，不得不采用压缩空气通堵，而这样又容易损坏曝气盘，曝气盘的维修周期约为1-3年。
3、维修方便性。
我公司曝气系统更换周期长，且更换方便，不需要停机就可以完成。而大部分厂家采用的微孔曝气盘维修极为不便，更换人力和物力很大，且操作环境不理想，需要工人进入到设备内部，更换时需要把设备内的水抽空，把填料全部拆掉，重新安装曝气盘，再安装新填料。
安装布置图
13 电气与自动控制
采用PLC+触摸屏控制方式，完全自动化运行，智能化集中控制整个工艺流程，水泵的启停由水位控制器控制，同时水泵和风机的启停根据设备运行的需要自动完成。同时系统具有断电记忆、保持、复位功能；具有缺相、过载保护功能；同时也配备了手动和自动两种操作方式。
采用先进的触摸屏+PLC控制模式，通过自动控制实现全程自动化运行和管理。控制系统由PLC控制柜、高低液位计、各种流量计等构成。根据液位计提供的信号，PLC控制自吸泵、鼓风机、回流泵的自动运行，无需专人看守。
运行状态实时显示，设备运行情况一目了然，方便管理人员掌握污水站的实时运行状况。
14防腐措施
由于污水成分复杂，污水处理厂的钢制设备腐蚀是普遍现象。这是由于污水中含有营养物，以及矿物质和硫化氢气体。硫化氢气体是一种高腐蚀性的致命的物质。这种气体再结合着几个其它包括PH值的变化和用于处理污水的矿物质，以及温度的波动，这些都是许多涂料失败的原因。
环氧涂料作为腐蚀控制涂料已在污水处理工厂中使用多年。环氧涂料对混凝土和钢有着优异的附着力和耐化学性。同时漆膜中锌粉含量高，具有阴极保护作用，耐水性能优异。
环氧煤沥青漆具有优异的电绝缘性、抗水渗透性、抗微生物侵蚀、抗杂散电流、耐温差骤变等优良性能，涂层可在水下使用。
我们采取的防腐措施如下：
内部：环氧煤沥青漆防腐三遍
外部：环氧富锌底漆防腐三遍+面漆