山東帕克環(huán)保工程有限公司

案例詳細(xì)：

一、項(xiàng)目情況

本項(xiàng)目為淀粉生產(chǎn)污水處理。

二、設(shè)計(jì)依據(jù)

進(jìn)水水質(zhì)：COD_Cr≤15000mg/L ,BOD₅≤6000mg/L ,SS≤3000mg/L，pH＝4。

廢水處理能力： 500m³/d。

三、設(shè)計(jì)原則

在污水處理工藝中，經(jīng)濟(jì)的選擇是厭氧生化處理。厭氧菌對營養(yǎng)的要求不高，但對環(huán)境十分敏感。

COD超過5000 mg/L或難降解COD比例過高，都會(huì)造成生化系統(tǒng)迅速崩潰。為此，一般須對廢水進(jìn)行預(yù)處理后，

再進(jìn)行厭氧處理。

從減少投資、和提高投入產(chǎn)出比的角度出發(fā)，比較理想的選擇是：對廢水進(jìn)行微濾、超濾物理篩分，將

蛋白等污染物分別作為資源進(jìn)行回收，以Ca(OH)₂調(diào)節(jié)pH值同時(shí)回收Ca(HSO₃)₂，然后再通過生化處理實(shí)現(xiàn)沼

氣回收和水的全部回用。

根據(jù)本項(xiàng)目所提供的情況，為了大限度地降低運(yùn)行成本，提高回收蛋白的品位，經(jīng)比較，確定設(shè)計(jì)原

則如下：采用無需填加藥劑，且能耗低的無機(jī)復(fù)合超濾、微濾膜篩分與生化相結(jié)合，提高效率，簡化操作，

減少費(fèi)用，降低成本，回收資源，增加收益。充分發(fā)揮若干發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢，通過蛋白等資源的提純、回

收，大幅度降低污染負(fù)荷，避免混凝藥劑等消耗，使廢水處理直接運(yùn)營成本降至0.3元/ m³以下；同時(shí)確保出

水水質(zhì)達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，（即：COD_Cr≤50 mg/L， BOD₅≤10mg/L，SS≤10mg/L，色度≤30倍， pH＝7～

9）；以沼氣降低燃料費(fèi)等生產(chǎn)成本；使污水處理由每年支出36.75萬元人民幣，轉(zhuǎn)為每年獲得凈收

益256.527萬元人民幣，為提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)發(fā)揮積極的作用 。

系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)

 

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(jìn)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(zhì)素

回收器和超濾膜過濾器的濾出液利用虹吸進(jìn)入pH值調(diào)節(jié)池，利用Ca(OH)₂調(diào)節(jié)pH值至中性,去除90%以上的

SO₃^2－，同時(shí)回收可用于造紙的Ca(HSO₃)₂，pH值調(diào)節(jié)池出水利用虹吸進(jìn)入催化鐵內(nèi)電解反應(yīng)器A。

催化鐵內(nèi)電解反應(yīng)器，由兩層孔徑0.6微米、具有催化功能的無機(jī)復(fù)合微濾膜和中間填加的鐵屑、炭屑等組合填料過濾層構(gòu)成。經(jīng)無機(jī)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(zhì)而形成千萬個(gè)原電池。通過鐵－炭微原電池產(chǎn)生微電解作用，將大分子物質(zhì)分解為小分子的中間體，使某些難生化降解的化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成容易生化處理的物質(zhì)，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(yīng)產(chǎn)物的絮凝、新生絮凝體的吸附等作用，實(shí)現(xiàn)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(xì)胞色素的重要組成部分，通過Fe²⁺－ Fe³⁺氧化還原反應(yīng)進(jìn)行電子傳遞，促進(jìn)生化反應(yīng)；Fe²⁺和Fe³⁺進(jìn)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(yīng)如下：Fe-2e= Fe²⁺， E⁰(Fe²⁺/Fe)=-0.44 V；當(dāng)無氧存在時(shí)，陰極反應(yīng)如下：2 H⁺+2e=H₂↑， E⁰(H⁺/H₂)=0 V，當(dāng)有氧存在時(shí)，陰極反應(yīng)如下：O₂+4H⁺+4e=H₂O，O₂+2H₂O+4e=5OH^-，E⁰(O₂/OH^-)=0.40 V。通過氧化還原反應(yīng)、微電解及生物消化，使進(jìn)水COD去除30%左右、色度去除60%以上。
催化鐵內(nèi)電解反應(yīng)器A出水利用虹吸進(jìn)入水解酸化池A。通過水解酸化生物反應(yīng)，使進(jìn)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?yún)捬跄ど锓磻?yīng)器A。
水解酸化池A出水利用虹吸進(jìn)入膜厭氧反應(yīng)器A,通過厭氧反應(yīng)、絮凝沉淀，使進(jìn)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(yīng)器A出水利用虹吸進(jìn)入催化鐵內(nèi)電解反應(yīng)器B, 通過氧化還原反應(yīng)、微電解及生物消化，使進(jìn)水COD去除30%左右、色度去除60%以上。
催化鐵內(nèi)電解反應(yīng)器B出水利用虹吸進(jìn)入水解酸化池B，通過水解酸化生物反應(yīng)，使進(jìn)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?yún)捬跄ど锓磻?yīng)器B。
水解酸化池B出水利用虹吸進(jìn)入膜厭氧反應(yīng)器B ,通過厭氧反應(yīng)、絮凝沉淀，使進(jìn)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(jīng)上述多級(jí)處理，使進(jìn)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。達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn) 。

廢水處理主要設(shè)備技術(shù)規(guī)范

一、 主要構(gòu)筑物

1、混合廢水收集池

采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，尺寸為: 4.75m×1.99m×4.5m,其中設(shè)有孔徑0.15微米、過濾面積225.89㎡的無機(jī)復(fù)合微濾膜過濾器，利用機(jī)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(jié)構(gòu)，尺寸為：4.75m×2.19m×4.5m,其中設(shè)有孔徑0.15微米、過濾面積225.89㎡的無機(jī)復(fù)合微濾膜過濾器，利用機(jī)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(jié)構(gòu)，尺寸為: 4.75m×4.69m×4.5m,其中設(shè)有孔徑0.01微米、過濾面積554.45㎡的無機(jī)復(fù)合超濾膜過濾器，利用機(jī)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(jié)構(gòu)，尺寸為：4.75m×4.69m×4.5m，其中設(shè)有孔徑0.15微米、過濾面積335.41㎡的無機(jī)復(fù)合超濾膜過濾器，利用機(jī)械篩分濃縮蛋白等。濾速0.0016m³/㎡·h。

6、pH值調(diào)節(jié)池

采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為：4.75m×5m×4.5m。

7、催化鐵內(nèi)電解反應(yīng)器A

采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為：4.75m×5.5m×2.85m。無機(jī)復(fù)合微濾催化膜孔徑0.6微米，合計(jì)每層過濾面積102.68㎡，濾速0.203 m³/㎡h；鐵屑、炭屑等組合填料構(gòu)成的氧化還原反應(yīng)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(jié)構(gòu)，尺寸為：4.75m×2.59m×8.5m,其中設(shè)有孔徑0.4微米、過濾面積109.52㎡的無機(jī)復(fù)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(yīng)器A

采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為：4.75m×5.19m×8.5m，其中設(shè)有孔徑0.4微米、過濾面積225.89㎡的無機(jī)復(fù)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(nèi)電解反應(yīng)器B

采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為：4.75m×5.5m×2.85m。無機(jī)復(fù)合微濾催化膜孔徑0.6微米，合計(jì)每層過濾面積102.68㎡，濾速0.203 m³/㎡h；鐵屑、炭屑等組合填料構(gòu)成的氧化還原反應(yīng)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(jié)構(gòu)，尺寸為：4.75m×2.59m×8.5m,其中設(shè)有孔徑0.4微米、過濾面積109.52㎡的無機(jī)復(fù)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(yīng)器B

采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為：4.75m×3.35m×8.5m，其中設(shè)有孔徑0.05微米、過濾面積225.89㎡的無機(jī)復(fù)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(jié)構(gòu)，尺寸為2.5m×2m×9m。

14、出水井
出水井采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為2.5m×2m×9 m。

二、主要設(shè)備

1、管道離心泵

向微濾膜過濾器輸送廢水，共2臺(tái)(一用一備)。單臺(tái)流量：Q=25m³/h ,揚(yáng)程：H=32m ,功率 ：p=4KW 。

2、污泥泵：

水解酸化池向膜厭氧反應(yīng)器排泥、MSBR向膜厭氧反應(yīng)器排泥、膜厭氧反應(yīng)器排泥，共6臺(tái)(三用三備)。單臺(tái)流量：Q =30 m³/h，揚(yáng)程：9m，功率：1.5kW。

3、空氣壓縮機(jī)：

單臺(tái)排氣量: Q=0.9m³/min，排氣壓力0.7MPa，功率 N=7.5KW，共2臺(tái)(一用一備)。

 

工 藝 特 點(diǎn)

1、由于獨(dú)創(chuàng)的軸、徑雙向往復(fù)折疊無機(jī)復(fù)合微濾、超濾膜的優(yōu)勢，通過科學(xué)的結(jié)構(gòu)與流程設(shè)計(jì)，本工藝綜合了膜過濾、內(nèi)電解法、LIT、MBR、UASB、 UBF等多種工藝的優(yōu)點(diǎn)，大大減少了土地占用，占地面積不到傳統(tǒng)工藝的20%；投資與傳統(tǒng)工藝大致相當(dāng)?shù)那闆r下，即可實(shí)現(xiàn)蛋白等資源的回收和水的全部回用；且運(yùn)行成本不到傳統(tǒng)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(jī)復(fù)合微濾、超濾膜過濾，按照不同等級(jí)分別回收懸浮顆粒物和超高分子量物質(zhì)，基本去除SS，大大降低了難生物降解COD負(fù)荷，避免了資源浪費(fèi)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(jié)省了藥劑費(fèi)。

3、利用Ca(OH)₂調(diào)節(jié)pH值,去除SO₃^2－，同時(shí)回收可用于造紙的Ca(HSO₃)₂，大大節(jié)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(jī)復(fù)合微濾膜之間，形成致密的過濾層，使射線催化與內(nèi)電解有機(jī)結(jié)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(jī)復(fù)合微濾膜和0.01孔徑微米的無機(jī)復(fù)合超濾膜作生物載體，實(shí)現(xiàn)了生物污泥的徹底截留，提高了容積負(fù)荷及抗沖擊能力。污泥附著在特制的軸、徑雙向往復(fù)折疊無機(jī)復(fù)合微濾膜上，形成生物反應(yīng)膜，提高了微生物的掛膜效果，并實(shí)現(xiàn)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(diào)整 SRT，可使污泥濃度穩(wěn)定保持在理想范圍，能確保工藝操作的長期穩(wěn)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(xì)菌、產(chǎn)甲烷菌等增殖緩慢微生物生長的

環(huán)境，可極大地提高系統(tǒng)的消化能力，同時(shí)提高難降解大分子有機(jī)物的處理效率、促使其徹底的分解。

 

7、污泥定期排入?yún)捬跛馑峄ど锓磻?yīng)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(fèi)用且節(jié)省了資源。

8、利用脈沖布水造成擾動(dòng)，激起池底的沉積污泥，提高了活性污泥的分散性，可加強(qiáng)泥水之間的接觸，實(shí)

現(xiàn)污水的均勻混合。

 

9、充分利用無機(jī)復(fù)合微濾膜的各種優(yōu)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(yùn)營成本。

經(jīng) 濟(jì) 分 析


1、設(shè)計(jì)處理能力：500 m3/d。

2、占地面積≤220㎡；裝機(jī)容量：32kW，實(shí)際運(yùn)行≤4.5kW 。

3、運(yùn)行成本：4.473萬元/a。其中：電耗0.1512元/ m³污水（工業(yè)用電按0.7元/ kW· h計(jì)算）；鐵屑費(fèi)

0.08元/ m³污水 （鐵屑按800元/t、消耗量按50g/ m³污水計(jì)算）；工資0.067元/ m³污水（額定1人，按

1000元/月計(jì)算）。合計(jì)直接運(yùn)行成本：0.2982元/ m³污水 ，較傳統(tǒng)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(chǎn)率為0.5m³/kgCOD計(jì)算，產(chǎn)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(jì)算則1m³沼氣的熱值相當(dāng)于1 kg原煤；每天節(jié)約原煤

0.75t，原煤按500元/t計(jì)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(chǎn)品按市場售價(jià)2900元/t計(jì)算，每天增收0.87萬元。）

6、扣除運(yùn)營費(fèi)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(tǒng)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。