10吨小时屠宰废水回用处理超滤系统项目设计书.docx

10T/H食品废水回用处理

沧州市科达环保工程有限公司

二00九年十二月五日

第一章 项目信息 4
1.1超滤设计产水量： 4
1.2超滤系统出水要求： 4
1.3原水水质： 4
1.4超滤膜要求进水水质： 4
1.5设计依据 4
1.6设计原则 4
第二章 工艺流程的选择 6
2.1原水水质特性分析 6
2.2工艺路线及简述 6
第三章 超滤技术介绍 8
3.1超滤的机理和特点： 8
3.2超滤系统主要技术参数 8
第四章 超滤系统设计 10
4.1分析原水水质确定膜组件的型号 10
4.2膜组件运行参数 10
4.3水通量的确定 11
4.4系统回收率的确定 11
4.5考虑反洗用水后的产水量设计 11
4.6超滤膜数量计算 11
4.7正冲设计： 12
4.8反洗设计： 12
4.9化学清洗设计： 12
4.10超滤系统电气及仪表设计 13
第五章 超滤系统设备规范 16
5.1超滤主机本体 16
5.2超滤原水泵 19
5.3预处理保安过滤器 20
5.4超滤反洗装置 20
5.5超滤化学清洗装置 22
第六章 超滤系统相关图纸（见附件） 23
6.1 工艺流程图 23
6.2 管道图 23
6.1 主机机架图 23
第七章 超滤系统配置清单（见附件） 23
第八章 超滤系统运行经济指标分析 23
8.1 电费 23
8.2 药剂费 24
8.3 超滤设备更换费 24
8.4 人工费 24
8.5 超滤运行总费用 24

第一章 概述
肃宁县三宝食品有限公司是以玉米为原料生产麦芽糖的企业。
公司为了适应国家环保政策及可持续发展战略，决定近期投资对麦芽糖生产过程中产生的原有废水处理站进行改造治理，使所排放废水得到净化，并做到部分回用，彻底消除对周围水体的污染。
1.1超滤设计产水量：
超滤系统设计产水量10T/H
1.2超滤系统出水要求：
日常生活杂用水，具体水质参考中华人民共和国建设部部标准《生活杂用水水质标准 CJ 25.1-89》
1.3原水水质：
废水COD含量： 最好不超过300mg/L，BOD最好不超过100 mg/L，其它指标可以达到二级排放标准。
1.4超滤膜要求进水水质：
为了超滤系统运行的稳定和安全，一般要求超滤进水浊度最高不超过50NTU，可在前端加过滤处理设备，进水温度不超过45度，不低于5度，进水pH值2-13，油脂含量低于5mg/L。
1.5设计依据
※ 《给排水设计手册》
※ ※※ 《中华人民共和国建设部部标准生活杂用水水质标准 CJ 25.1-89》
※ 中华人民共和国国家标准《污水综合排放标准》GB8978--19961.6设计原则
1.6.1采用先进、实用、可靠的超滤膜处理技术，确保治理后回用水指标稳定达标。严格执行国家环保政策，符合国家有关法律、法规、标准、规范以及地方法规；
1.6.2根据进出水要求，选用成熟可靠、高效节能、占地少、经济实用的处理工艺，确保处理效果，减少项目投资及日常费用；
1.6.3工艺流程简洁通畅，整体布置简洁、合理、美观符合厂区统一规划，要求水处理设施布局与周边环境协调，不对周边环境造成二次污染；
1.6.4控制总体投资，工程造价合理，保证长期安全平稳运行，降低日常运行成本；
1.6.5管线合理布置充分利用现有的设置及现有的地形条件；处理施设整体工程施工周期短，安装、检修方便，易于管理；安全措施得当，避免隐患。

第二章 工艺流程的选择
2.1原水水质特性分析
淀粉水具有水量大、排水不均匀、浓度高、杂质和悬浮物多、可生化性好等特点。由于处理后废水浓度较高，直接进超滤会造成超滤膜的污染，不利于超滤系统长期稳定的运行，必须设置合理完善的预处理工艺来保障超滤系统的进水水质要求，完善合理的预处理对膜系统的稳定和长期运行是十分重要的。
2.2工艺路线及简述

超

滤

多介质过滤器

滤

生化处理

保安过滤器

滤
本方案各设计处理工艺的作用如下：
1. 多介质过滤器主要用来去除废水经生化后水中残留的悬浮物和活性污泥、泥沙等，以减轻后续超滤系统的运行负荷，延长超滤膜使用周期。
2. 保安过滤器可以过滤去除前级多介质过滤器过滤泄漏的一些细小颗粒物和破碎的滤料，以防止这些颗粒物在泵的加速作用下击穿膜元件，造成过滤时膜组件的泄漏。
3. 超滤系统，传统的污水回用处理工艺机械过滤由于其过滤精度的影响，仅仅能去除粒径在5um以上的杂质，对于0.1-5um之间的微粒和胶体、细菌等这些危害更大的物质却无法去除，而且传统的处理工艺对人员素质要求和操作要求很高，需要频繁的反洗来保证其过滤性能，一旦由于操作疏忽或者是操作人员没有按流程操作，都会导致过滤出水水质的恶化，从而影响出水水质。随着制膜工艺的不断发展，超滤技术越来越广泛的被应用到到中水回用、废水处理、净水等水处理领域。超滤膜具有0.1-0.001um的过滤孔径，可以去除原水中几乎所有的细菌、微生物、病毒、大肠杆菌以及一些大分子的有机物和水中所有不溶解性的胶体等

第三章 超滤技术介绍
3.1超滤的机理和特点：
超滤膜是利用纳米级的物理孔径在一定的压力作用下，对料液中的物质进行分离、净化、纯化和浓缩的一个纯物理过程，它不引起分离物质化学性质的变化，是一种非常安全和可靠的过滤和浓缩方法。
超滤的作用非常广泛，它可以去除悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物、细菌和大肠杆菌等杂质。随着制膜工艺的发展，超滤的用途也越来越广泛，目前超滤膜技术已经用于海水淡化、中水回用、反渗透系统的预处理、冷凝水处理和超纯水制备中，超滤技术与常规预处理相比，具有标准化设计，投入少，产量高，无需连续加药，稳定性高，需劳动力少，占地面积小，自动化程度高，操作方便等优点。
AQU-200-H-10AQU-200-H-103.2超滤系统主要技术参数
率）>99.99%
操作温度： 5-45℃
设计压力： ≤0.2MPa
3.3主要特点：
中：

第四章 超滤系统设计
4.1分析原水水质确定膜组件的型号
由淀粉废水水质特点和我公司类似水质的设计经验，结合超滤膜各型号产品的性能优势，我们推荐使用AQU-200抗污染型系列超滤膜。AQU-200抗污染系列超滤膜是专为生活废水回用处理而设计的一种性能优异的膜组件，具有处理水量大，不易污染，反洗后通量恢复快，运行成本低等优点，在污水回用处理工程中具有十分广泛的应用。AQU-200-H-104.2膜组件运行参数
AQU-200-H-10

AQU-200-H-10

25.5

中空纤维外径
1.6mm
pH范围
2~12
工作水温
5~45℃
进水最大压力
0.3MPa
膜两侧最大允许压差
0.2MPa
（2）过程设计条件

30分钟

反洗压力
≤0.20MPa
反洗通量
200L/（m2·h）
化学清洗
清洗频率
每隔1-4月一次
或在相同运行条件下压差大于
清洗时间
120-240分钟
清洗药剂
2%柠檬酸、0.5%NaOH+0.2%NaClO（有效氯计）
清洗通量
100 L/（m2·h）
4.3水通量的确定
50-804.4系统回收率的确定
本项目建议采用错流过滤的运行方式，超4.5考虑反洗用水后的产水量设计
议选择30分钟反洗1次及正洗2次，每次全过程在2分钟之内，反洗又分上反洗和下反洗，上、下反洗各30秒，正洗15秒。4.6超滤膜数量计算
AQU-200-H-10K超滤膜,按20L/m3.h (25℃水通量)计算，单支膜有效面积为25.5㎡，则膜数量如下：
单支膜组件产水量：25.5㎡ X20L/m3.h /1000=0.51T/H
考虑反洗后的总超滤膜用量为：
10/0.51=19.6支取19.6的整数，取20支膜，背靠背安装。考虑系统布水均匀和系统的稳定性、安全性和方便控制，共设计1套超滤主机，每套主机膜用量20支4.7正冲设计：
运行每30分钟后要进行一次正冲15秒钟4.8反洗设计：
反洗泵：155m3/h，扬4.9化学清洗设计：
洗泵：77m3/h，
（2）药洗箱容积：2500L
（3）化学清洗压力：≤0.1M的柠檬酸溶液，pH = 2。
（2）碱洗：用超滤水配制质量浓度为0.5%的氢氧化钠和30ppm的次氯酸钠溶液， pH=12。
注：酸洗后要再用碱洗，最后用清水清洗直到出水pH=7为止，否则会影响水通量。
4.9.4化学清洗具体流程
酸液浸泡60分钟
排除酸洗药剂
酸液循环清洗60分钟

碱液循环清洗60分钟
碱液浸泡60分钟
清水冲洗至PH=7

正常制水
清水冲洗至PH=7
排除碱洗药剂

4.10超滤系统电气及仪表设计
本超滤设备控制系统主要从优化超滤过滤工艺性能，确保生产安全稳定，保证超滤膜组件的使用寿命，节能降耗，降低运行费用，方便现场监测与操作等几方面为出发点进行设计。
系统采用PLC控制，所有参数及数据均可显示，控制系统的组成及其功能如下：
4.10.1.1 超滤装置操作方式的时序控制：由PLC、压力开关、自动阀等组成。超滤的操作由正常产水—正冲—反洗—正冲—产水……等按一定时间顺序循环进行，采用变频器控制进水水泵，使超滤得到稳定的产水。这样，可使超滤膜组件的污染大大降低，提高系统产水的综合性能。
4.10.1.2 超滤装置的超压控制系统：由PLC、压力开关等组成。在过滤中，过高的膜间压差是不利于超滤膜长期稳定运行的。因而当膜间压差较高时，将发出报警信号，用户可根据实际情况，确定是否需要化学清洗。
4.10.1.3 液位联锁控制：为了保证生产过程的自动、稳定，设备的安全运行，共设置了以下液位联锁控制:
u 原水水箱的高液位与次低液位与原水进水自动阀的开关联锁。当达到次低液时，自动开阀，以防进水泵抽空，泵的磨损；当达到高液时，进水阀自动关闭，防止溢流。(可根据实际情况考虑是否需要。)
u 原水水箱的最低液位与超滤进水泵开停机的联锁。当达到最低液时，进水泵自动停机。
u 清洗水箱的低液位与洗清泵停机的联锁。当达到低液时，清洗泵自动停机，以防抽空后，泵的磨损。
u 反洗泵与反洗水箱液位的联锁。当达到低液时，反洗泵自动停机，以防抽空后，泵的磨损。
4.10.2自动控制执行元件的选用:
超滤系统自动控制执行元件常采用电动阀、气动阀和电磁阀，本方案采用电动蝶阀，相对于其他阀具有结构简单、操作方便、动作可靠、重量轻、口径大、流通能力大、价格便宜等特点，在超滤系统中广泛使用。
4.10.3 超滤系统工作流程:
运行30min
正冲15s
正冲15s
上反洗30s
下反洗30s

4.10.4 超滤系统仪表设计：
国内数据通讯标准； （1）流量计
每套超滤系统1套超滤进口、浓水、产品水、反洗水装设压力表；
（3）压力开关
超滤进水及反洗进水设压力开关，当进水压力超过设计值系统停止运行并报警；
（4）液位开关
原水箱、超滤产水箱设液位开关或液位计，高、中、低液位报警并和相应的泵联锁。

第五章 超滤系统设备规范
5.1超滤主机本体
5.1.1 设备规范
5.1.1.1 型式与型号
（1）型号： AQU-200-H-101套 10m3/h
（2）温度： 25±3℃
5.1.1.4 膜元件总数量： 30支反洗压力： ≤0.20Mpa
设计回收率： 90%
5.1.2
技术参数表：
主机数量
1套
进水量
12t/h
设计产水量
10t/h
最大进水压力
0.3MPa
膜元件
--型号
AQU-200-H-10
--规格
φ192x1470mm
--材质
改性PVC
--单支膜有效膜面积
25.5㎡
--膜通量
20L/㎡h(25°0.1MPa溶液测试条件)
--最高使用温度
45°
--适用PH范围
2.0 ～13.0
--制造商
武汉艾科滤膜技术有限公司
--数量
20支
压力开关
--型号
手动调节式
--规格
0-3.0MPa
--数量
3
产水流量计
--型号
转子流量计
--流量范围
15/h，DN125
--数量
1套
浓水流量计
--型号
转子流量计
--流量范围
10t/h，DN125
--数量
1套

转子流量计

1套
压力表
--规格
0-0.6MPa
--数量
8
进水电动蝶阀
--规格
DN125，PN1.6
--数量
1套
产水电动蝶阀
--规格
DN125，PN1.6
--数量
1套
浓水排放电动蝶阀
--规格
DN125，PN1.6
--数量
1套
反洗进水电动蝶阀
--规格
DN150，PN1.6
--数量
1套
反洗上排放电动蝶阀
--规格
DN150，PN1.6
--数量
1套
反洗下排放电动蝶阀
--规格
DN150，PN1.6
--数量
1套
组装支架
--规格
3160x1080x1820
--材质
碳钢喷漆
管道阀门件
--UPVC管
1套
现场仪表柜
--控制及仪表箱数量
1
--控制及仪表箱规格
500×400×1200
5.2超滤原水泵
--型式
立式离心泵
--数量
1台
--材质
不锈钢
--正常出水流量
17.5m3/h
--扬程
34米
5.3预处理保安过滤器
型式
立式圆形容器
数量
1台
规格
φ800
设计产水量
20m3/h
材质
不锈钢
进出口连接方式
法兰连接
5.4超滤反洗装置
数 量
1套
本体管道材质
UPVC
（1）加强反洗药洗箱
--容积
400L
--直径
Φ200mm
--设计压力
常压
--设计温度
4-50°C
--材质
PE
（2）反洗泵
--型式
卧式离心泵
--材质
不锈钢
--正常出力
155m3/h
--扬程
0.25MPa
（3）管式过滤器
--型式
Y型
--通径
DN150,PN1.0
--材质
UPVC
--滤元型式
尼龙
--过滤精度
0.3mm
--数量
1套
（4）反洗加药计量泵

--型号
GM0018
--型式
机械隔膜式
--数量
1台
--流量
8L/h
--最大扬程
1.2Mpa
--泵过流部分材质
PVC
--隔膜材质
PTFE
--密封圈材质
PTFE
--制造商

5.5超滤化学清洗装置
数 量
1套
本体管道材质
UPVC
药洗箱
--容积
2.5m3
--直径
Φ2500mm
--设计压力
常压
--设计温度
4-50°C
--材质
PE
药洗循环泵
--型式
卧式离心泵
--材质
不锈钢
--正常出力
77m3/h
--扬程
0.20MPa
化学清洗保安过滤器
--型式
立式圆形容器
--规格
φ1000
出力
77m3/h
--进出口连接方式
法兰连接

第六章 超滤系统相关图纸（见附件）
6.1 工艺流程图
6.2 管道图
6.1 主机机架图
第七章 超滤系统配置清单（见附件）

第八章 超滤系统运行经济指标分析
8.1 电费
所有设备如：原水泵，反洗泵，化学清洗泵，PLC，气动装置等，以4kW·h估算，电费以0.6元/kW·h，吨水处理电费 =4kW.h×0.6元/（kW·h）/10T/H=0.24元/T
8.2 药剂费
超滤系统清洗消耗药剂用量如下：
（1）10%氧化剂药剂消耗量：反洗时加药浓度按5ppm计，则吨产水消耗量为：0.0003Kg，药剂单价为0.7元/Kg，吨产水消耗成本为：0.0003X 0.7=0.0021 元
（2）柠檬酸药剂消耗量 ：按每个月化学清洗一次计算，每次清洗柠檬酸用量为15Kg，药剂单价为6元/Kg，则吨产水药剂费为15×6/10X 24 X 30) = 0.013元
（3）NaOH药剂消耗量 ：按每个月化学清洗一次计算，每次清洗用量为5Kg，药剂单价为2.4元/Kg，则吨产水药剂费为：5×2.4/(10X 24 X 30)= 0.0016元
综合以上，每吨产水超滤清洗药剂消耗费总合为0.016元/吨产水。
8.3 人工费
劳动定员由客户自行安排，超滤运行操作人工费暂不考虑
8.4 超滤运行总费用
根据上述论述，本项目超滤处理系统运行费用约为0.26元/