生活污水处理系统设计

生活污水是指人类日常活动产生的废水。为了建设标准的废水处理系统，初始系统设计是必不可少的。那么在计算和设计生活污水处理系统时，我们应该注意哪些参数呢？计算生活污水处理厂处理能力的步骤包括哪些？让我们通过本文来和WeMe一起探讨一下上述问题。

MBR废水处理技术5m3-40m3

对于容量较小的系统，WeMe将取代传统技术，将MBR技术应用到处理过程中。 MBR（膜生物反应器）是活性污泥池微生物处理技术与中空纤维膜技术的结合。

更多关于MBR技术的内容请参见文章：MBR技术处理生活污水

废水处理工艺图解说:

• 收集坑：生活污水经垃圾、油分离后，在收集坑集中，然后进入处理系统。分离垃圾和油脂是为了清除废物和粗残留物如：塑料包装、纸张、树叶、玻璃碎片、砾石等，以避免在运行过程中堵塞管道和泵，并保护机械设备容易受到磨损。
• 调节池：具有调节废水浓度、流量稳定的功能。提供空气扰动废水，避免沉淀和厌氧分解产生难闻的气味。均衡池中的废水被泵送至缺氧池。
• 缺氧池：在这里发生 P 转化过程，将 NO3– 还原成 N2，并自由飞散到空气中。废水中的 P 和 N 浓度降低至允许的水平。然后，废水自动流经空气罐。
• Aerotank：通过需氧微生物的活动去除有机物。这些微生物利用废水中的有机物作为食物来源来生长、发育和创造生物质。有机物质被分解成更简单的化合物。由于安装在气罐底部的鼓风机系统和空气分配盘，气罐可以持续供应空气。
• MBR模块：结构包括扁平平行过滤膜，浸没在好氧池中。好氧处理过程在这里继续进行。 MBR膜具有微滤尺寸，因此泥浆、微生物、悬浮物等将被截留，只允许干净的水通过。

5m3-40m3生活污水处理系统如何计算和设计

以下是使用WeMe的MBR技术计算和设计生活污水处理系统的程序。此数学练习适用于 30 立方米/日夜的处理能力。

产生废水流量的计算方法可参考文章：生活废水流量计算说明。

收集坑将由投资者配备：

• 形式：砖砌建筑；
• 体积：2立方米；
• 尺寸：长×宽×高=1,000×1,000×2,000毫米。

空调水箱的计算

计算调节罐容积

V = Qh x t. 

在那里：

• Qh：每小时平均废水流量，Qh=1.25立方米/小时；
• t：平均保水时间（t = 5 – 9 小时），选择 t = 7 小时。

=> V = 7 x 1.25 = 8.75 m3。

选择容量为 10m3 的 Tan A Dai Thanh 塑料水箱代替传统的钢筋混凝土水箱。

计算供应至调节罐的空气流量

Qkk = qkk x V. 

在那里：

• qkk：调节池中的空气供给量（10 – 15 L/min.m3），根据废水处理设计计算文件 – Trinh Xuan Lai 1999，选择 qkk = 15 L/min.m3；
• V：调理槽容积。

=> Qkk = 15 x 10 = 150 = L/min = 9 立方米/小时

缺氧池计算

缺氧池保水时间计算

t = (Nv – Nr)/(P25oCN2 x X). 

在那里：

• Nv: 输入氮含量, Nv = 85 mg/L;
• Nr: 处理后氮含量, Nr = 15 mg/L;
• P25oCN2 : 250C 时反硝化率:

P25oCN2 = P20oCN2 x 1.09t – 20 x (1 – DO) 

= 0.1 x  1.0925- 20 x (1 – 0.15) = 0.13 (mg/mg.ng.đ) 

• P20oCN2 : 200C 时反硝化率为 0.1 (mg/mg.ng.đ)
• t: 废水温度, t = 250C
• DO: 缺氧池中的溶解氧, DO = 0.15 mg/L
• X: 活性污泥浓度 (2.500 – 4.000 mg VSS/L), 选择 X = 3.000 mg VSS/L.

综上所述，水箱的保水时间：

t = 24 x (85 – 15)/(0.13 x 3000) = 4.3 h

计算缺氧池的容积

V = Qh x t. 

在那里：

• Qh: 每小时平均废水流量, Qh = 1.25 立方米/小时;
• t: 缺氧池的水保留时间, t = 4.3 小时。

=> V = 4.3 x 1.25 = 5.375 m3

选择容量为 10m3 的 Tan A Dai Thanh 塑料水箱代替传统的钢筋混凝土水箱。

好氧生物池计算

好氧生物池容积计算

根据活性污泥存放时间计算公式：

V = [0c x Q x (S0 – S) x Y]/[X x (1 + Kd x 0c)

在那里：

• 0c: 污泥停留时间 (5- 15 天), 选择 0c = 10 天;
• Q: 废水流量, Q = 30m3;
• S0: 进水废水中BOD5含量 (mg/L), S0 = 300 mg/L;
• S: 离开好氧生物池后废水中BOD5含量(mg/L), S = 60 mg/L;
• Kd: 细胞内降解系数 (天-1), Kd = 0.06 天-1;
• Y: 污泥负荷系数 (0.4 – 0.8 mg VSS/mg BOD5), 选 Y = 0.5 mg VSS/mg BOD5;
• X: 活性污泥浓度 (2.500 – 4.000 mg VSS/L), 选择 X = 3.000 mg VSS/L.

=> V = [10 x 30 x (300 – 60) x 0.5]/[3.000 x (1 + 0.06 x 10) = 7.5 m3

选择一个好氧生物池（aerotank），它是一个容量为10 m3的Tan A Dai Thanh塑料池，而不是传统的钢筋混凝土池。

好氧生物池（aerotank）保水时间

t = V/Q. 

在那里：

• V: 好氧生物池（aerotank）的容积, V = 10 m3;
• Q: 白天废水流量, Q = 30 m3.

=> t = 1/3 天 = 8 小时。

检查好氧生物池（aerotank）的工作标准

检查底物质量与活性污泥质量之比：

F/M = S0/(t x X) = 300/(1/3 x 3.000) = 0.3 kg BOD5/kg MLSS.天

F/M 比= 0.3 处于完全扰动的需氧生物池的允许限度内 (0.2 – 0.6 kg BOD5/kg MLSS.天)

体积负荷:

La = 10-3 x (S0 x Q)/V = 10-3 x (300 x 30)/10 = 0.9 kg BOD/m3.天

La = 0.9 处于完全扰动的需氧生物池的允许限度内 (0.8 – 1.9 kg BOD/m3.天) 根据排水 – 副教授 Hoang Van Hue 博士的文件。

计算1天产生的活性污泥量

污泥增长率：

Yb = Y/(1 + 0c x Kd). 

在那里：

• Y: 污泥负荷系数 (0.4 – 0.8 mg VSS/mg BOD5), 选 Y = 0.5 mg VSS/mg BOD5;
• Kd: 細胞內降解係數 (天-1), Kd = 0.06 天-1;
• 0c: 污泥停留时间(5- 15 天), 选择 0c = 10 天.

=> Yb = 0.5/(1 + 10 x 0.06) = 0.3125 

BOD5削减后产生的活性污泥量:

Px = Q x (S0 – S) x Yb = 30 x (300 – 60) x 0.3125 x 10-3 = 2.25 (公斤/日.夜)

计算所需氧气量

标准条件下所需氧气量（无需氮气处理）：

OC0 = [Q x (S0 – S)]/[1.000 x f] – 1.42 x Px. 

在那里：

• Q: 白天废水流量, Q = 30 m3;
• S0: 进水废水中BOD5含量 (mg/L), S0 = 300 mg/L;
• S: 离开好氧生物池（aerotank）后废水中BOD5 含量 (mg/L), S = 60 mg/L;
• f: BOD5到BOD20的转换常数, BOD5/BOD20 = 0.55;
• 42: 从细胞到COD的转换因子；
• Px: BOD5 还原产生的活性污泥量, Px = 2.25 kg/日·夜。

=> OC0 = [30 x (300 – 60)]/[1.000 x 0.55] – 1.42 x 2.25 = 9.9 (kgO2/日·夜)

实际条件下所需氧气量：

OCt = OC0 x Cs/(Cs – C) x 1/1.024t – 20 x 1/α. 

在那里：

• Cs: 20℃水中的饱和氧浓度, Cs ≈ 9.08 (mg/L);
• C: 罐内需要维持的氧气浓度 (1.5 – 2 mg/L) 根据废水处理工程计算和设计文件-Trinh Xuan Lai，选择 C = 2 mg/L.
• t: 废水温度, t = 250C
• α: 调节废水吸收氧量的系数，受残渣和表面活性剂含量的影响（0.6-0.94），选择 = 0.7.

=> OCt = 9.9 x 9.08/(9.08 – 2) x 1/1.02425 – 20 x 1/0.7 = 16 (kg/天)

MBR模块 – WeMe

WeMe的MBR模块是用以下参数计算和预组装的：

• 膜罐尺寸：长x宽x高=1,200 x 650 x 2,000 mm；
• 罐体：3毫米厚SS400钢；
• 外部涂有防锈漆并涂有2层环氧漆；
• 内部防锈漆和5层环氧漆；
• MBR膜片数：9膜；
• MBR膜面积：6平方米/膜；
• 罐体水位高度：1.5m。

WeMe生活污水处理系统计算设计服务

WeMe为不同容量的生活污水处理系统提供计算和设计服务。我们的实现流程如下：

• 计算需要处理的废水容量；
• 勘察现场以建立处理系统；
• 确定输出废水水质要求；
• 制定废水处理技术规划；
• 绘制总体平面图；
• 投资成本的初步计算；
• 投资者批准后，WeMe将进行下一步的工作，例如：建设项目的详细计算、绘制图纸、解释技术图等。

客户对WeMe的生活污水处理系统计算服务感兴趣。您可以直接给我们留言或在这里留下您的联系信息。 WeMe 始终乐意陪伴我们的客户。

参考：

废水处理工程，理学硕士 Lam Vinh Son

废水处理工程的计算和设计，Trinh Xuan Lai 博士

WeMe 能源公司