500T金属废水解决方案0328rev1.docx

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500T金属废水解决方案0328rev1

500T/d金属废水回用项目

解

决

方

案

一、工程概况

本工程主要为金属废水，金属废水如果直接排入水体，会对严重影响周围水环境，造成重大的重金属污染。

对重金属废水的处理，通常可分为两类；一是使废水中呈溶解状态的重金属转变成不溶的金属化合物或元素，经沉淀和上浮从废水中去除．可应用方法如中和沉淀法、硫化物沉淀法、上浮分离法、电解沉淀（或上浮）法、隔膜电解法等；二是将废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行浓缩和分离，可应用方法有反渗透法、电渗析法、蒸发法和离子交换法等。

这些方法应根据废水水质、水量等情况单独或组合使用。

现我公司根据金属污水性质和工程特点，现我公司设计“浸没式膜反应器+反渗透”组合工艺设计方案供各位领导和专家决策。

二、设计原则

1、根据生活污水水质特点，参考国内外各类文献资料，采用目前成熟的、操作性强的、较为经济的MBR工艺；

2、根据业主要求充分利用有限土地资源，最大限度降低对环境的污染；

3、设备在运行上有较大的灵活性和可调性以适应水质、水量的变化，同时力求污水处理站占地面积小，工程投资省，运行能耗低，处理费用少；

4、污水处理动力设备均选用进口厂家的产品，确保运行稳定、稳妥、可靠。

三、水质分析

根据业主提供总进水量为：

500T/d，出水达到中水回用标准。

四、设计依据

ØGJ/T119-2000《反渗透水处理设备》

ØGB50015-2003《建筑给水排水设计规范》；

ØGB8978-1996中华人民共和国污水综合排放标准；

ØGB50014-2006《室外排水设计规范》；

ØGB50069-2002《给水排水工程构筑物结构设计规范》；

ØGB500336-2002《建筑中水设计规范》；

Ø《中华人民共和国环境保护法》；

Ø《中华人民共和国水法》（1988）；

Ø《中华人民共和国水污染防治法》（1996）；

Ø《中华人民共和国水污染防治法细则》（1989）；

Ø《建设项目环境保护设计规定》（1997）；

Ø《建设项目环境保护设施竣式验收管理规定》（1994）；

Ø给水排水工程结构设计规范（GBJ69-84）；

Ø城市区域环境噪声标准（GB3096-93）。

本工程范围为处理设备外边缘2.0m以内处理设备主体、及与处理装置相关配管和配电的设计与施工。

五、浸没式膜反应器工艺介绍

外置式MBR（下图所示）通过料液循环错流运行，生物反应器的混合由泵增压后进入膜组件，在压力作用下膜过滤液成为系统处理出水，活性污泥、大分子物质等则被膜截留。

其特点是：

运行稳定可靠，操作管理方便，易于膜清洗、更换及增设，但动力消耗高。

图5.1外置式MBR系统示意图

一体式膜反应器（下图所示）是将膜组件浸没于反应器内，通过泵抽吸得到过滤液。

一体式膜反应器利用曝气时气液向上的剪切力来实现膜面的错流效果，也有采用在一体式膜组件附近进行叶轮搅拌和膜组件自身的旋转来实现膜面错流效应的。

图5.2浸没式膜生物反应器示意图

5.2平板膜反应器运行

平板膜过滤出水原理

图5.4：

自旋回流过滤示意图

平板膜竖直放置在好氧反应池中，清水及小分子物质（如盐分）在负压引流下垂直膜的表面透过膜，混合液在曝气的作用下沿平板膜向上流动，并不断冲刷平板膜表面，使污染物不容易在膜表面堆积，从而保持恒定的透水产量。

（2）平板膜结构

图5.5：

平板膜结构图

具有特殊结构的导流板的最外层是以聚偏二氟乙烯（PVDF）材料制作的具有不对称结构的孔径为0.1微米的滤膜，经过滤膜过滤的清水从出水口被负压吸出或重力自流，工程中一般采用负压抽吸的方式。

（3）平板膜组件的构造

图5.6：

膜组件结构图

平板膜组件主要由曝气系统和膜板支撑框架组成。

曝气系统将从风机输送来的空气通过曝气管进入气水混合空间，经混合均匀后到达膜片部分，保障每一片平板膜均匀地获得气体冲刷力；膜板支撑框架通过导轨支撑膜板，使每块平板膜的空间距离一致，通过集水管把每块平板膜的出水联接在一起。

膜元件可以每张取出，检查和互换都很容易。

（4）膜组件的曝气系统

膜组件的曝气主要有两方面的作用：

a、连续不断地曝气对膜面起冲刷作用，这样就可以最大可能的减少通过过滤作用在膜面上形成的滤饼层，尽量降低膜的污染。

b、为微生物提供足够的氧气，满足微生物新成代谢的条件。

膜组件曝气接管示意：

如图5.6所示

图5.7膜组件接管曝气图

膜组件的曝气系统长时间的运行后曝气管的穿孔可能因污泥堵塞，这样会导致膜组件的曝气不够均匀。

通过现场的观察，如果发现曝气不均匀就应该按下面的方法进行调节。

图5.8曝气管反冲洗示意

曝气管反冲洗方法：

（ⅰ）自吸泵停止运行。

（ⅱ）保持阀们BV1开着。

（ⅲ）打开清洗用阀门BV2。

通过该操作使曝气管中的污泥逆流进入BV2阀控制的曝气管路，同空气一起被排放。

（ⅳ）保持阀门BV2开1min。

（ⅴ）关闭阀门BV2。

（Ⅵ）自吸泵开启重新启动MBR系统。

（5）平板膜的运行方式

XXXXX环保公司浸没式平板膜组件通常采用恒流量间歇出水方式运行，这是因为连续出水会加快混合污泥在膜表面堆积，形成滤饼层。

采用间歇出水方式将大大改善这种状况。

当停止抽吸时，膜两侧的压差减少，以致降低为零，停止产水期间，曝气风机正常运行，堆积在膜表面的污泥在气泡和向上涌动的液流的搅动下脱落，达到清洗的效果。

使用膜生物反应器处理污水时，一般按照以下方式运行：

抽吸出水时间8分钟，空曝时间2分钟，上述抽停时间循环往复。

（6）平板膜的清洗

当平板膜在膜池内运行较长的时间，膜表面发生了污染，会使抽吸压力上升，如果不采取措施会导致产水量下降，因此必须进行清洗使膜性能恢复。

清洗的方式包括“在线化学清洗”、“离线物理清洗”和“离线化学清洗”。

A．在线化学清洗

膜组件设置在池内的状态下，也可使药液进行清洗。

而且多组件一起运行的情况下，也可对单组件或多个组件进行在线清洗。

一般在线化学清洗周期为3~4个月。

<1>清洗原理如下：

清洗前：

边曝气边出水的状态

清洗时：

停止曝气和出水，

将药液通过加药口注入膜组件

图5.9：

在线化学清洗图

<2>在线化学清洗药液：

碱洗：

配制2000～5000mg/L次氯酸钠溶液，用高位水箱静水压头灌入抽吸管路至膜元件，水量为3～5L/片，浸泡2小时以上或浸泡过夜。

酸洗：

配制1000mg/L草酸溶液，在线清洗，药剂量同上，浸泡1小时。

*以上在线清洗功能在低于1m的重力水头下进行平板膜内部在线浸泡，压力水头过高易导致化学药剂溢流出膜外侧，对生化系统产生不良影响。

B物理清洗

为保证平板膜组件长期稳定运行，待污水处理站大修之际，务必对系统平板膜也进行一次维护性膜表面物理清洗，可根据具体情况采用单片膜表面压力水头进行清洗，或海绵、软布表面擦洗。

C.离线化学清洗

滤膜元件经过上节的物理清洗后，再置于专用容器内，向容器内加入与在线清洗相同的化学清洗剂，浸泡5小时以上，可使滤膜的过滤能力得到最有效的恢复。

六、工艺设计

6.1工艺说明

废水首先进入浸没式膜反应器，浸没式膜反应器采用我公司自主研发的双叠平板膜，其具有膜孔径小，通量高，占地面积小等特点。

其主要作用是截留小颗粒物质，保证后续反渗透工艺能长期稳定的运行。

从膜反应器出水经过紫外消毒进入反渗透，紫外消毒的主要作用是除去废水中的病毒以及细菌，防止细菌物质堵塞后续反渗透工艺，反渗透的主要作用是除盐，从反渗透出水即可回用。

膜反应器核心部件为膜组件，我公司独立研发双叠式膜组件，可满足不同类型废水处理需求。

关键部件平板膜组件的优点:

a.膜不易污染、膜清洗频率低、清洗操作方便；

b.浸没放置，膜组件稳定置放于反应池中；

c.低压（抽吸或重力）出水；

d.气液两相流扰动；

e.长时间稳定运行；

f.运行能耗低；

g.膜片可单张更换。

6.2设计说明

6.2.1MBR池

A构建物参数

1.MBR池

数量：

1座

体积：

57.6m3

具体尺寸：

4.8m×3.0m×4.0m

有效水深：

3.5m

结构：

钢结构。

B主要所需设备

1、膜组件

数量：

4组

型号：

RGE150-150

膜面积：

900m2

通量：

560L/（m2·d）

2、自吸泵

数量：

2台（1用1备）

流量：

30m3/h

吸程：

6m

功率：

3.0kW

3、鼓风机

数量：

2台（1用1备）

风压：

5m

流量：

7.05m3/min

功率：

8.50KW

4、气体流量计

数量：

1只

5、液体流量计

数量：

1只

6、加药系统

数量：

1套

7、浮球

数量：

4套

8、控制系统

数量：

1套

6.2.2紫外消毒系统

数量：

1套

功率：

750w

6.2.3反渗透系统

1水箱

容积：

20m3

数量：

1只

材质：

PE

2保安过滤器

数量：

1台

3高压泵

数量：

1台

型号：

CDL20-14

4RO膜元件

数量：

20只

5高压管阀

材质：

不锈钢

6低压保护系统

材质：

UPVC

7流量计

材质：

有机玻璃

数量：

2只

8低压保护系统

型号：

JC-206

数量：

1套

9RO清洗系统

A清洗药液箱

材质：

PE

容积：

3m3

B清洗泵：

型号：

CHL20-20

数量：

1台

C清洗过滤器

型号：

18-40

数量：

1台

10电气控制系统

APLC控制器

型号：

FXIN

数量：

1套

11软启动器

数量：

1只

12系统管路

数量：

1套

13系统仪表仪器：

数量：

1套

七工程投资

7.1设备部分

序号

名称

参数

数量

单价

（万元）

总价

（万元）

备注

浸没式膜生物反应器

1

膜反应池

4.8m×3.0m×4.0m

1个

5.0

5.0

钢制防腐

2

膜组件

RGE150-150

4组

11.3

45.2

XXXXX环保公司

3

风机

风量:

7.05m3/min

风压：

5m

2台

1.15

2.30

上海川源

4

自吸泵

流量：

30m3/h

吸程：

6m

2台

0.26

0.52

上海中诚

5

液位控制系统

浮球

3套

0.02

0.06

知名品牌

6

液体流量计

8.0~40m3/h

1只

0.10

0.10

银环或同等

7

气体流量计

200~1000m3/h

1只

0.10

0.10

银环或同等

8

清洗系统

1套

1.20

1.20

XXXXX环保公司

9

控制系统

1套

2.00

2.00

XXXXX环保公司

10

管材

UPVC

1套

2.00

0

知名品牌

11

小计

紫外消毒系统

1

紫外消毒灯

750w

1套

1.00

1.00

知名品牌

反渗透系统

1

水箱

容积：

20m3

材质：

PE

1只

1.00

1.00

知名品牌

2

保安过滤器

型号：

18-40

1台

0.25

0.25

知名品牌

3

反渗透机组

膜元件：

20支

1套

8.00

8.00

美国DOW

4

RO化学清洗设备

1套

1.00

1.00

知名品牌

5

电气控制系统

1套

1.00

1.00

FXIN

6

软启动器

1只

0.20

0.20

知名品牌

7

系统管路

1套

0.40

0.40

华亚

8

系统仪器仪表

1套

0.3

0.3

9

小计

12.15

10

总计

71.63

7.2总投资

序号

名称

价格（万元）

备注

1

设备投资

71.63

2

设计费

2.50

1×3.5%

3

安装调试费

2.50

1×3.5%

4

税费

4.87

（1+2+3）×6.8%

5

合计

1+2+3+4

八运行费用

运行费用主要包括电费、人工费和药剂费。

8.1电费

安装电机总运行功率如下:

序号

名称

装机功率

（KW）

装机数量

设计每日运行时间运行

设计每日运行数量

折合功率

（KW）

1

自吸泵

3.00

2台

19.2h

1台

2.40

2

罗茨风机

8.50

2台

24h

1台

8.50

3

紫外消毒

0.75

2台

24h

1台

0.75

4

高压泵

15.00

1台

24h

1台

15.00

5

总功率

从上表只每小时运行功率为26.65kw，每度电按0.5元计算。

则处理一吨废水所需电费为：

26.65×0.5×0.7×24/500=0.44元/吨。

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。

只需将现有污水站管理人员代管理即可。

8.3药剂费

药剂费主要为浸没式平板膜和反渗透膜清洗药剂所需费用。

平板膜膜清洗周期按3个月计算。

平板膜清洗每片膜所需0.5%的次氯酸钠按5L/p计算，总需次氯酸钠为5L×600=3000L。

含有效氯13%次氯酸钠按1200元/吨计算。

则清洗浸没式平板膜所需药剂费为3.0×0.5%/13%×1200/（30×3×500）=3.07×10-3=0.00307元/吨。

清洗反渗透周期按3个月计算，清洗一次所需药剂费按500元计算，则处理每吨水所需药剂费为500/（500×30×3）=0.01元/吨。

所以处理1吨废水所需总药剂费为：

0.01+0.00307=0.01307元/吨

8.4总运行费用

处理一吨废水所需运行费用=电费+药剂费=0.013+0.44=0.453元/吨。

九技术服务与售后服务

9.1质量承诺书

1．贯彻实施我公司内部的相关膜组件生产的相关质量管理制度，确保膜组件的质量。

2．严格执行质量管理制度，切实行使质量控制权、质量否决权。

3．对生产中发生的不合格品，及时纠正，对于膜片出现质量问题，进行更换，保证出厂产品100%合格，达到客户要求的质量。

9.2人员培训

1．培训对象：

建设方指定的设备操作人员、设备维护人员

2．培训时间：

自系统正式调试之日起30日内

3．培训地点：

污水处理站

4．培训内容：

（1）MBR膜工艺流程及相关水处理专业知识的培训讲解；

（2）膜系统操作规程注意事项讲解及现场演示；

（3）由培训对象实际操作并做好日常记录；

（4）培训总结，并针对调试过程中应注意的事项，容易出现的事故及故障排除方法进行着重讲解、记录。

9.2.1培训具体安排

（1）第一次由我方调试人员对培训对象进行系统工艺、操作规程及注意事项进行讲解并现场演示正确的操作方法及过程并做好记录，同时对培训对象讲解相关水处理知识；

（2）第二次由培训对象进行实际操作，我方调试人员对培训对象的操作进行指导和讲解，并做好记录；

（3）培训结束后，由我方及培训对象对系统的运行及时做出总结和记录。

9.3方售后服务方案

我方以严谨的技术标准，结合该工程特点向用户提供完备的服务。

1．我方对所承接的项目均附带有售后服务责任；

2．合同保修期内，定期派人回访并填写“用户回访纪录”，了解系统运行情况，便于我方持续有效的改进和完善技术与产品；

3．对于设备出现故障，在四小时内向用户提出抢修方案并予以解决，对于难以解决的，与顾客协商安排好维修时间，并按时解决；