一、項目情況
 
本項目為淀粉生產污水處理。
 
二、設計依據
進水水質：CODCr≤15000mg/L ,BOD5≤6000mg/L ,SS≤3000mg/L，pH＝4。
廢水處理能力： 500m3/d。
 
三、設計原則 
 
在污水處理工藝中，最為經濟的選擇是厭氧生化處理。厭氧菌對營養的要求不高，但對環境十分敏感。
 
COD超過5000 mg/L或難降解COD比例過高，都會造成生化系統迅速崩潰。為此，一般須對廢水進行預處理后，
 
再進行厭氧處理。
 
    從減少投資、和提高投入產出比的角度出發，比較理想的選擇是：對廢水進行微濾、超濾物理篩分，將
 
蛋白等污染物分別作為資源進行回收，以Ca(OH)2調節pH值同時回收Ca(HSO3)2，然后再通過生化處理實現沼
 
氣回收和水的全部回用。
 
根據本項目所提供的情況，為了最大限度地降低運行成本，提高回收蛋白的品位，經比較，確定設計原
 
則如下：采用無需填加藥劑，且能耗低的無機復合超濾、微濾膜篩分與生化相結合，提高效率，簡化操作，
 
減少費用，降低成本，回收資源，增加收益。充分發揮若干發明的技術優勢，通過蛋白等資源的提純、回
收，大幅度降低污染負荷，避免混凝藥劑等消耗，使廢水處理直接運營成本降至0.3元/ m3以下；同時確保出
 
 
水水質達到回用標準，（即：CODCr≤50 mg/L， BOD5≤10mg/L，SS≤10mg/L，色度≤30倍， pH＝7～
 
9）；以沼氣降低燃料費等生產成本；使污水處理由每年最少支出36.75萬元人民幣，轉為每年最少獲得凈收
 
益256.527萬元人民幣，為提高企業經濟效益和環境保護發揮積極的作用 。
 
 
系統工藝設計
一、工藝流程簡要說明
　
廢水由收集池泵入微濾膜過濾器，截留其中80%以上的懸浮顆粒物和60%以上的超高分子量污染物等，而
 
使其COD去除50%左右、BOD去除20%左右、SS去除80%左右、色度去除40%左右,濃縮液排入微濾膜回收器,微濾
 
膜回收器和微濾膜過濾器濾出液利用虹吸進入超濾膜過濾器，再截留90%左右的蛋白等，而使其COD再去除
 
80%以上、BOD去除60%以上、SS去除99%以上、色度去除60%以上，濃縮液排入超濾膜回收器，超濾膜木質素
 
回收器和超濾膜過濾器的濾出液利用虹吸進入pH值調節池，利用Ca(OH)2調節pH值至中性,去除90%以上的
 
SO32－，同時回收可用于造紙的Ca(HSO3)2，pH值調節池出水利用虹吸進入催化鐵內電解反應器A。      
 
 催化鐵內電解反應器，由兩層孔徑0.6微米、具有催化功能的無機復合微濾膜和中間填加的鐵屑、炭屑等組合填料過濾層構成。經無機微濾膜的催化處理后，利用和鐵、炭填料腐蝕電位的差異，以鐵作陽極、炭作陰極、原水作電解質而形成千萬個原電池。通過鐵－炭微原電池產生微電解作用，將大分子物質分解為小分子的中間體，使某些難生化降解的化學物質轉變成容易生化處理的物質，提高廢水的可生化性；利用鐵、炭電位差提高膠體污染物的沉積速度；利用電池反應產物的絮凝、新生絮凝體的吸附等作用，實現對膠體等污染物的絮凝、吸附脫除作用；由于鐵是生物氧化酶系中細胞色素的重要組成部分，通過Fe2+－ Fe3+氧化還原反應進行電子傳遞，促進生化反應；Fe2+和Fe3+進入生化處理中，形成密度較大的生物鐵絮凝體，改善污泥沉降性能。陽極反應如下：Fe-2e= Fe2+， E0(Fe2+/Fe)=-0.44 V；當無氧存在時，陰極反應如下：2 H++2e=H2↑， E0(H+/H2)=0 V，當有氧存在時，陰極反應如下：O2+4H++4e=H2O，O2+2H2O+4e=5OH-，E0(O2/OH-)=0.40 V。通過氧化還原反應、微電解及生物消化，使進水COD去除30%左右、色度去除60%以上。
催化鐵內電解反應器A出水利用虹吸進入水解酸化池A。通過水解酸化生物反應，使進水COD去除40%左右、色度去除60%左右、pH降至6.2以下。污泥靠污泥泵定期、定量排入厭氧膜生物反應器A。
水解酸化池A出水利用虹吸進入膜厭氧反應器A,通過厭氧反應、絮凝沉淀，使進水COD去除80%以上、BOD去除95%以上、色度去除20%以上。污泥定期排入污泥井。
膜厭氧反應器A出水利用虹吸進入催化鐵內電解反應器B, 通過氧化還原反應、微電解及生物消化，使進水COD去除30%左右、色度去除60%以上。
催化鐵內電解反應器B出水利用虹吸進入水解酸化池B，通過水解酸化生物反應，使進水COD去除40%左
右、色度去除60%左右、pH降至6.2以下。污泥靠污泥泵定期、定量排入厭氧膜生物反應器B。  
水解酸化池B出水利用虹吸進入膜厭氧反應器B ,通過厭氧反應、絮凝沉淀，使進水COD去除80%以上、BOD去除90%以上、色度去除20%以上。污泥定期排入污泥井。
經上述多級處理，最終使進水COD去除99.93%以上、BOD去除99.8%以上、SS去除99.95%以上、色度去除98.5%以上。完全達到排放標準 。
廢水處理主要設備技術規范
一、   主要構筑物
1、混合廢水收集池
采用地下式鋼筋混凝土結構，尺寸為：4.75m×5m×4.5m。
2、微濾膜過濾器
采用地下式鋼筋混凝土結構，尺寸為: 4.75m×1.99m×4.5m,其中設有孔徑0.15微米、過濾面積225.89㎡的無機復合微濾膜過濾器，利用機械篩分截留懸浮顆粒物和超高分子量污染物。濾速0.092 m3/㎡·h。
 
3、微濾膜回收器
采用地下式鋼筋混凝土結構，尺寸為：4.75m×2.19m×4.5m,其中設有孔徑0.15微米、過濾面積225.89㎡的無機復合微濾膜過濾器，利用機械篩分濃縮懸浮顆粒物和超高分子量污染物。濾速0.004 m3/㎡·h。
 
4、超濾膜過濾器
 
采用地下式鋼筋混凝土結構，尺寸為: 4.75m×4.69m×4.5m,其中設有孔徑0.01微米、過濾面積554.45㎡的無機復合超濾膜過濾器，利用機械篩分截留蛋白等。濾速0.038 m3/㎡·h。
 
 
5、超濾膜回收器
采用地下式鋼筋混凝土結構，尺寸為：4.75m×4.69m×4.5m，其中設有孔徑0.15微米、過濾面積335.41㎡的無機復合超濾膜過濾器，利用機械篩分濃縮蛋白等。濾速0.0016m3/㎡·h。
 
6、pH值調節池
采用地下式鋼筋混凝土結構，尺寸為：4.75m×5m×4.5m。
7、催化鐵內電解反應器A
采用地下式鋼筋混凝土結構，尺寸為：4.75m×5.5m×2.85m。無機復合微濾催化膜孔徑0.6微米，合計每層過濾面積102.68㎡，濾速0.203 m3/㎡h；鐵屑、炭屑等組合填料構成的氧化還原反應層尺寸為：9.5m×
2.85m×1.5 m，過濾面積27.08㎡；濾速0.77m3/㎡·h。
 
8、水解酸化池A
采用地下式鋼筋混凝土結構，尺寸為：4.75m×2.59m×8.5m,其中設有孔徑0.4微米、過濾面積109.52㎡的無機復合微濾膜過濾器。濾速0.19m3/㎡·h；有效容積為：103.66m3；HRT＝4.98h；SRT＝45d； MLSS濃度
 
為：25g/L。
9、厭氧膜生物反應器A
采用地下式鋼筋混凝土結構，尺寸為：4.75m×5.19m×8.5m，其中設有孔徑0.4微米、過濾面積225.89㎡的無機復合微濾膜過濾器。有效容積為：207.67m3；HRT＝9.97h；SRT＝100d；濾速0.092m3/㎡h；MLSS濃度為：35g/L。
10、催化鐵內電解反應器B
采用地下式鋼筋混凝土結構，尺寸為：4.75m×5.5m×2.85m。無機復合微濾催化膜孔徑0.6微米，合計每層過濾面積102.68㎡，濾速0.203 m3/㎡h；鐵屑、炭屑等組合填料構成的氧化還原反應層尺寸為：9.5m×
 
2.85m×1.5 m，過濾面積27.08㎡；濾速0.77m3/㎡·h。
 
11、水解酸化池B
采用地下式鋼筋混凝土結構，尺寸為：4.75m×2.59m×8.5m,其中設有孔徑0.4微米、過濾面積109.52㎡的無機復合微濾膜過濾器。濾速0.19m3/㎡·h；有效容積為：103.66m3；HRT＝4.98h；SRT＝45d； MLSS濃度
 
為：15g/L。
12、厭氧膜生物反應器B
采用地下式鋼筋混凝土結構，尺寸為：4.75m×3.35m×8.5m，其中設有孔徑0.05微米、過濾面積225.89㎡的無機復合微濾膜過濾器。有效容積為：207.67m3；HRT＝9.97h；SRT＝100d；濾速0.092m3/㎡h；MLSS濃
度為：15g/L。
13、污泥井
污泥井采用鋼筋混凝土結構，尺寸為2.5m×2m×9m。
14、出水井
　　出水井采用鋼筋混凝土結構，尺寸為2.5m×2m×9 m。
二、主要設備
1、管道離心泵
向微濾膜過濾器輸送廢水，共2臺(一用一備)。單臺流量：Q=25m3/h ,揚程：H=32m ,功率 ：p=4KW 。
 
 
2、污泥泵：
水解酸化池向膜厭氧反應器排泥、MSBR向膜厭氧反應器排泥、膜厭氧反應器排泥，共6臺(三用三備)。單臺流量：Q =30 m3/h，揚程：9m，功率：1.5kW。
 
 
3、空氣壓縮機：
單臺排氣量: Q=0.9m3/min，排氣壓力0.7MPa，功率 N=7.5KW，共2臺(一用一備)。

 
 
工 藝 特 點
1、由于獨創的軸、徑雙向往復折疊無機復合微濾、超濾膜的優勢，通過科學的結構與流程設計，本工藝綜合了膜過濾、內電解法、LIT、MBR、UASB、 UBF等多種工藝的優點，大大減少了土地占用，占地面積不到傳統工藝的20%；投資與傳統工藝大致相當的情況下，即可實現蛋白等資源的回收和水的全部回用；且運行成本不到傳統工藝的25%。
2、通過孔徑0.15微米、0.01微米等不同精度的無機復合微濾、超濾膜過濾，按照不同等級分別回收懸浮顆粒物和超高分子量物質，基本去除SS，大大降低了難生物降解COD負荷，避免了資源浪費所造成的不良影響；最大限度地提高了蛋白等成分的純度且節省了藥劑費。
3、利用Ca(OH)2調節pH值,去除SO32－，同時回收可用于造紙的Ca(HSO3)2，大大節約了能耗，降低了成
本，提高了效益。
4、將鐵屑、炭屑等組合填料填于兩層孔徑0.6微米、具有催化功能的無機復合微濾膜之間，形成致密的過濾層，使射線催化與內電解有機結合，確保廢水與鐵－炭微原電池充分接觸，大大提高了其處理效果。
5、利用孔徑0.4微米的無機復合微濾膜和0.01孔徑微米的無機復合超濾膜作生物載體，實現了生物污泥的徹底截留，提高了容積負荷及抗沖擊能力。污泥附著在特制的軸、徑雙向往復折疊無機復合微濾膜上，形成生物反應膜，提高了微生物的掛膜效果，并實現了污水與污泥的充分接觸、HRT與SRT徹底分離以及生物污泥濃度的任意控制。通過調整 SRT，可使污泥濃度穩定保持在理想范圍，能確保工藝操作的長期穩定性。
6、由于膜的截流作用，可使SRT任意確定。營造了有利于硝化細菌、產甲烷菌等增殖緩慢微生物生長的
 
環境，可極大地提高系統的消化能力，同時提高難降解大分子有機物的處理效率、促使其徹底的分解。

  7、污泥定期排入厭氧水解酸化膜生物反應器，通過延長SRT，使其充分硝化，將污泥化為沼氣回收利
 
用，大大降低污泥處理費用且節省了資源。
 
8、利用脈沖布水造成擾動，激起池底的沉積污泥，提高了活性污泥的分散性，可加強泥水之間的接觸，實
 
現污水的均勻混合。

9、充分利用無機復合微濾膜的各種優勢，最大限度地提高生化效果，省略了生物填料、二沉池、氣浮池
 
和硫酸及混凝藥劑。減少了投資，降低了運營成本。
 
 
經 濟 分 析
1、設計處理能力：500 m3/d。
 
2、占地面積≤220㎡；裝機容量：32kW，實際運行≤4.5kW 。
 
3、運行成本：4.473萬元/a。其中：電耗0.1512元/ m3污水（工業用電按0.7元/ kW· h計算）；鐵屑費
 
0.08元/ m3污水 （鐵屑按800元/t、消耗量按50g/ m3污水計算）；工資0.067元/ m3污水（額定1人，按
 
1000元/月計算）。合計直接運行成本：0.2982元/ m3污水 ，較傳統工藝2.45～2.95元/ m3污水處理成本
 
降低2.152～2.652元/ m3。
 
4、沼氣收入：11.25萬元/a（以沼氣產率為0.5m3/kgCOD計算，產氣量為750m3/d；沼氣的熱值約為
 
22 680kJ/m3，煤的熱值為21 000 kJ/Kg，以此計算則1m3沼氣的熱值相當于1 kg原煤；每天節約原煤
 
 
0.75t，原煤按500元/t計算，每天增收375元。） 
 
5、回收粗飼料收入：261萬元/a（以淀粉廢水蛋白、脂肪、纖維素等含量6g/L估算，每天回收蛋白、脂
 
肪、纖維素等3噸，60%蛋白含量的產品按市場售價2900元/t計算，每天增收0.87萬元。）
 
6、扣除運營費用后，每年可凈增收益：256.527萬元。一年即可以新增收益收回全部投資。
 
 
7、采用傳統工藝處理，每年最少支出36.75萬元，而采用本方案，則每年凈增收益256.527萬元，二者每
 
年相差293.277萬元。
 
 
 
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