ceraflo中空板式陶瓷膜600td含油废水方案.docx

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ceraflo中空板式陶瓷膜600td含油废水方案

600吨/天含油废水处理项目

Ceraflo板式陶瓷膜系统技术方案

新加坡世来福科技有限公司

CerafloPteLtd

一总论3

1.项目概况3

2.设计依据3

3.进水水质及出水要求3

二工艺设计5

2.1含油废水的处理5

2.2工艺确定6

2.3陶瓷膜过滤+气浮法7

三系统方案描述9

3.1工艺流程9

3.2工程系统9

四设备维护11

4.1陶瓷膜组件的使用条件及设计参数11

4.2陶瓷膜组件的化学清洗方法12

五控制系统13

5.1电气系统13

5.2仪表系统13

六设备价格（仅供应陶瓷膜组件）15

七备注15

一总论

1.项目概况

业主拟做一套食用油桶回收清洗废水处理系统，该项目项目处理水量为600吨/天，主要工艺是板式陶瓷超滤膜过滤。

本方案书讨论的技术范围为陶瓷膜系统，采用陶瓷膜分离+气浮法，陶瓷膜系统包括：

板式陶瓷膜装置、各个主设备的功能描述、安装需求、工艺过程、交接界面等。

设计水量为25t/h，建议每个膜堆为5个膜组件，50个膜堆为一套系统，每个膜组产水100L/h。

2.设计依据

（1）业主提供的废水水质情况、排放量等技术资料。

（2）产水水质及产水量要求。

（3）Ceraflo陶瓷膜的使用条件及设备的安装运行要求。

3.进水水质及出水要求

项目

进水水质

出水要求

温度℃

31.3

气味

难闻

无异味

电导率umhos/cm

320

浊度NTU

pH@25℃

6.0

6.0~9.0

TSSmg/l

951

TDSmg/l

161

总硬度mgCaCO3/l

140

酚酞碱度mgCaCO3/l

总碱度mgCaCO3/l

272.6

总酸度mgCaCO3/l

余氯mg/l

0.5

氨氮mg/l

0.3

0.5

氯mg/l

17.7

100

硝酸盐mg/l

34.1

亚硝酸盐mg/l

1.9

总磷mg/l

6.4

2.0

硫酸盐mg/l

100

洗涤剂mg/l

15.0

硫化物mg/l

3.2

0.2

总酚类mg/l

0.1

Oil/Creasemg/l

砷mg/l

0.1

镉mg/l

0.1

钙mg/l

56.1

铬mg/l

0.2

0.5

铜mg/l

0.25

1.0

总铁mg/l

2.0

铅mg/l

0.1

镁mg/l

20.4

锰mg/l

0.1

溶解氧mg/l

3.0

CODmg/l

200

BODmg/l

140

根据进水水质及出水要求，可知该废水的大部分水质指标均达到出水的要求。

没有达到排放标准的污染物如磷、硫、溶解性有机物，可通过常规的生化法处理达标；而处理难度较大的污染物，包括油、低含量的铁离子以及悬浮颗粒物则可通过陶瓷膜过滤+气浮法有限去除。

同时，陶瓷膜的主要成分三氧化二铝有杀菌的作用，因此对大肠杆菌也有非常好的处理效果。

该含油废水为食用油桶清洗废水，从它的水质检测报告分析，其碱度较高，总磷的含量也超标，应该可以推断出在生产过程中使用了含磷的洗涤剂，因此废水中的有机物除食用油外还可能包括一些有机洗涤剂；而从化学需要量（COD）与生化需氧量（BOD）两项分析，废水的COD200mg/l不算高，而它的BOD/COD=140/200=0.7>0.5，表明可生化性非常好，因此可认为其COD大部分来自于容易生物降解的食用油而不是极难生物降解的有机洗涤剂。

因此，把废水中的油全部或大部分去除，即可大大降低它的COD和BOD，以达到回用水的水质要求。

二工艺设计

2.1含油废水的处理

对于含油废水，油分主要以悬浮油、分散油、乳化油、溶解油和油一固体物等形式赋存在水体中。

含油废水中的浮油一般可采用重力场分离技术予以去除，溶解油可通过水体中生物进行分解净化。

而以胶体状态存在的微细分散油及乳化油，粒径较小，状态稳定而较难去除。

悬浮油：

粒度≥100um，静置后能较快上浮，以连续相的油膜漂浮在水面上。

分散油：

粒度为10～100um，悬浮、弥散在水相中，在足够时间静置或外力的作用，可凝聚成教大的油滴上浮到水面，也可能进一步变小，转化成乳化油。

乳化油：

粒度为0.1～10um（极微细的油滴），由于油——水界面有表面活性剂的影响，以水包油的形式稳定地分散在水中，单纯用静置的方法很难实现油水分离。

对于含油废水的常规工艺有：

隔油池→一级气浮→膜处理→排放。

隔油池主要拦截粒度大于100um的悬浮油，一级气浮主要回收粒度为10～100um的分散油和部分粒度为0.1～10um的乳化油，经过气浮的废水中主要的残留油分主要是乳化油和小部分的悬浮油。

然而，老三套工艺处理含油废水存在很多弊端，能量消耗大、水回用率低、二次污染难以避免。

从环境保护和油类、水再利用等经济角度考虑，要求有新的技术和工艺对含油废水进行深度处理。

水中的漂浮油、分散油通过沉降、絮凝等物理方法可以使含油量降到 10 mg/ L 以下，而乳化油和溶解油以极微小的油滴均匀、稳定地分散在水中，常规方法难以除去。

与传统水处理工艺相比，膜技术处理含油废水时不需投放化学药品，不会产生难以处理的污泥，适用性较强，置简单，分离效率高，容易控制，能耗较低，因而越来越受到人们的重视。

2.2工艺确定

2.2.1中空板式陶瓷膜介绍

Ceraflo陶瓷膜是用无机陶瓷材料经特殊工艺处理后而制成的，呈平板式、多通道状，通道四壁密布微孔，形成天然薄膜，在外压内吸的作用下，原液在平板两侧流动，小分子物质（或液体）透过膜，大分子物质（或固体颗粒、液体液滴）被膜截留从而达到分离和纯化的目的。

2.2.2陶瓷膜工作原理

陶瓷膜过滤器工作时，被过滤的母液从进液口进入，在系统压力作用下，母液通过陶瓷膜过滤板,被过滤出来的清液从各收集口流出，完成过滤过程。

而液体中的微细悬浮物、杂质等物质则截留在陶瓷膜过滤板表面，当工作到一定周期,陶瓷膜过滤板所截留的微细悬浮物达到一定厚度时，压力差会增大，这时应进行曝气清洗以及反冲洗，利用水流的作用，将板壁上附着的污垢冲洗掉，水反冲或用化学清洗陶瓷膜过滤板，完成再生过程，从而达到长期使用的目的。

2.2.3陶瓷膜工艺特点

（1）产品质量提高。

过滤器截留效果好，滤出清液清纯。

由于物理方法过滤，溶液中各种有效成分不会改变。

（2）生产能力大。

与传统的过滤设备比，同容积的陶瓷膜过滤器的处理能力是传统过滤器的数倍，这样就可大大节约设备布局空间，同时也为今后扩大生产规模提供了有利条件。

（3）再生方便。

设备再生不需蒸汽煮，只需定期曝气清洗或反冲洗，加上化学清洗，即可完成再生过程。

（4）操作简单。

传统的过滤设备复杂，此设备则减少了一些烦琐的阀门和管线，操作起来非常简单，工效大大提高。

（5）运行费用低。

陶瓷膜化学稳定性好，耐酸、耐碱、耐高温、耐高压、耐磨损、抗微生物侵蚀，膜孔不变形，过滤精度达到0.1μm，抗污染力强，使用寿命长,可达3-5年，只要定期水反冲或化学清洗即可，不需更换陶瓷膜。

膜再生性能好，膜分离效率高，亲水性好，节省能耗，适用于各个水处理领域。

2.3陶瓷膜过滤+气浮法

进水

错流排污

曝气

反冲

产水

气源

陶瓷膜过滤+气浮法是结合了膜分离法与气浮分离法的一种创新技术，利用膜孔径为0.1μm的陶瓷超滤膜为过滤体，可以实现对含油废水中悬浮油、乳化油以及分散油的有效分离；同时，用另一组0.1μm的陶瓷超滤膜组在底下曝气，切割出微米级均匀的气泡可在清洗膜表面的同时起到气浮的作用。

通过陶瓷超滤膜过滤后，产水中总悬浮物和总铁均可达到排放标准；废水的气味主要是由水中的废油以及硫化物引起的，经过过滤+气浮工艺，水中油含量可降低到2mg/l以下，同时，气浮工艺可使水中的氧含量大大提升，把硫化物氧化为硫酸根，硫化物和臭味即可被去除。

因此，把废水中的油全部或大部分去除，即可大大降低它的COD和BOD。

因此，经过陶瓷膜过滤+气浮工艺以后，废水中的气味，总悬浮物，硫化物，油和大肠杆菌被处理达标，COD，BOD极大部分被去除，剩余少量含磷洗涤剂的部分，达到回用水水质。

若需要达标排放，建议加入生化处理工艺，将多次回用水进入生化处理，在此不作讨论。

三系统方案描述

3.1工艺流程

生产废水经调节池收集后可直接进入陶瓷膜设备中处理，处理出水进入清水池后可回用于生产；错流含油废水回流到调节池循环处理，当调节池中的废水浓度达到一定程度，影响陶瓷膜的产水效果，应停止进水，将浓缩液排出另行处置。

3.2工程系统

对于本项目600D/T的含油废水，每小时处理量25T，建议使用中空板式陶瓷膜的过滤+气浮工艺处理，每个膜组的运行通量100L/H，一共需要250组陶瓷膜，以5组为一套系统，一共50套，每套配一曝气膜组，进水箱，上水箱。

以五套装置为一组做PLC电控程序，实现全自动控制。

四设备维护

4.1陶瓷膜组件的使用条件及设计参数

使用条件

项目

参数

备注

预处理（一般不需要做预处理，视原水情况而定）

严禁大颗粒泥沙等物质进入陶瓷膜组件，以防损坏陶瓷膜

根据原水情况增加预处理的方式

最大悬浮物含量

≤1000mg/L

运行方式

错流过滤

运行压力

≤0.1MPa

在满足设计产水量的条件下，进水压力越小，膜组件的运行越稳定

20℃时透膜压差（TMP）

≤0.005MPa

最大透膜压差

≤0.01MPa

进水PH值

2-12

反洗设计

项目

参数

备注

反洗压力

≤0.2MPa

反洗气压

≤0.25MPa

反洗频率

每隔10-60分钟一次

根据进水水质情况确定，反洗频率，水质越差，反洗频率越高。

反洗时间

每次10-60秒

化学清洗设计及要求

化学清洗频率

每隔1-12个月/次

化学清洗时间

每次6个小时

根据污染情况而定

酸洗药剂

柠檬酸、盐酸（配成PH=2的溶液）

碱洗药剂

400ppm次氯酸钠

4.2陶瓷膜组件的化学清洗方法

酸洗药剂：

用陶瓷膜产水或纯水配制成质量比为2%柠檬酸溶液，PH=2-3

碱洗药剂：

用陶瓷膜产水或纯水配制400ppm的次氯酸钠溶液，PH=10-11

不同污染物与化学清洗配方对照表：

污染物

常见污染物质

化学清洗配方

无机物

碳酸钙、铁盐和无机胶体

PH=2的柠檬酸、盐酸或草酸溶液

硫酸钡、硫酸钙等难溶性无机盐

1%左右的EDTA溶液

有机物

脂肪、腐质酸、有机胶体等

400ppm的次氯酸钠溶液

油脂及其它难洗净的有机污染物

0.1%-0.5%的十二烷基硫酸钠、TritonX-100等

蛋白质、淀粉、油、多糖等

0.5%-1.5%的蛋白酶、淀粉酶等

微生物

细菌、病毒等

200ppm的次氯酸钠溶液

五控制系统

5.1电气系统

a）电气系统为就地控制和远方控制二种方式。

就地控制方式有常规电器元件组成。

远方控制方式由PLC根据相关运行条件，发出执行指令，从而达到控制目点。

b）现场设有泵运行、停止开关。

c）PLC可采集设备的运行信号、状态信号、故障信号等，对系统设备进行监控。

d）低压电气系统采用低压变频器控制反渗透高压泵的380V电机的起/停。

在PLC控制模式与就地模式下可以在变频器柜上的手操器上手动改变运行频率，在计算机监控模式下，由监控计算机控制其运行频率；

e）低压电气系统采用4-20mA信号调节加药计量泵的运行，在PLC控制模式与就地模式下可以手动改变运行频率，在计算机监控模式下，由监控计算机控制其运行频率；由以上部件组成了完整的电气系统，卓而有效地驱动和控制电机，实现超滤/反渗透系统的自动化控制。

f）每台泵设置三级控制，第一级为就地控制，就地控制箱置于泵的旁边，使用进口原件控制泵的起停，设置手动与自动2种控制方式，第二级为控制柜，使用进口原件控制与指示泵的起停，第三级为监控计算机控制。

5.2仪表系统

5.2.1仪表总体技术性能

a）所有就地仪表选用国内国际知名厂家的产品。

b）所有控制仪表及设备具有最高的可靠性、可用性、稳定性、可操作性。

c）所有的仪表设计，提供维修和校验的方便，部件有通用性和互换性。

d）所有仪表均按需要配备完整的一、二次仪表阀或其他取样装置。

e）所有仪表的外壳设计，按要求选用材质并做防腐处理，能抵御安装环境下的腐蚀。

f）所有仪表工作环境满足：

最低气温：

-25℃、最高气温：

55℃。

g）所有仪表变送器至电源或端子箱的电缆均穿封闭挠性金属管保护。

5.2.2信号标准

a）模拟量信号：

变送器为4~20mA。

b）开关量信号：

对于报警、状态指示、联锁和控制等，其接点是快动干接点型（无源接点），接点的最小容量为：

220VAC，5A。

5.2.3水泵控制

系统水泵、冲洗水泵均根据相应的水箱液位与压力控制启停，同时联锁整个系统设备的启停。

5.2.4加药控制

对于加药的控制，加药泵采用4-20mA模拟信号调节，根据陶瓷膜系统进水量自动调节加药量，保证陶瓷膜系统的可靠长期运行。

5.2.5陶瓷膜系统控制

陶瓷膜系统的启动、运行、反洗、曝气、停机备用等过程均可由PLC实现自动控制,每套系统由单独的控制柜，采集该系统变送器与分析仪表的所有参数，并控制该系统的运行。

5.2.6仪表控制

出水设置浊度仪，超滤系统的出水水质超标，则立即停机。

六设备价格（仅供应陶瓷膜组件）

序号

设备名称

设备型号

数量

单位

单价

价格

备注

陶瓷膜组

CF-3604-P

250

组

8000

产水膜组

陶瓷膜组

CF-3604-P

组

8000

曝气膜组

下水箱

CF-4636-X

组

400

进水

上水箱

CF-4636-S

组

400

出水

方形密封垫

CF-4636-M

450

个

120

七备注

本司依据业主提供的废水水质、水量信息，结合陶瓷膜过滤+气浮的工艺技术，设计出了使用陶瓷膜处理该废水的初步方案，具体的技术参数应根据实地实际情况作出适当调整。

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