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50T屠宰废水回用处理超滤系统项目设计书


肃宁县三宝食品有限公司

改造工程设计方案

10T/H 食品废水回用处理 超滤系统

项目设计书

沧州市科达环保工程有限公司 二 00 九年十二月五日

沧州市科达环保工程有限公司

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第一章 项目信息 ....................... 错误!未定义书签。 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 ............................................ 5 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 .................................... 7 3.1 超滤的机理和特点: .................................. 7 3.2 超滤系统主要技术参数 ................................ 8 第四章 超滤系统设计 .................................... 9 4.1 分析原水水质确定膜组件的型号 ........................ 9 4.2 膜组件运行参数 ...................................... 9 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: ......................................... 11 4.8 反洗设计: ......................................... 12 沧州市科达环保工程有限公司 第 2 页共 23 页

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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 ............................... 15 5.1 超滤主机本体 ....................................... 15 5.2 超滤原水泵 ......................................... 19 5.3 预处理保安过滤器 ................................... 19 5.4 超滤反洗装置 ....................................... 19 5.5 超滤化学清洗装置 ................................... 21 第六章 超滤系统相关图纸(见附件) ..................... 22 6.1 工艺流程图 ........................................ 22 6.2 管道图 ............................................ 22 6.1 主机机架图 ........................................ 22 第七章 超滤系统配置清单(见附件) ..................... 22 第八章 超滤系统运行经济指标分析 ....................... 22 8.1 电费 .............................................. 22 8.2 药剂费 ............................................ 22 8.3 超滤设备更换费 .................... 错误!未定义书签。 8.4 人工费 ............................................ 23 8.5 超滤运行总费用 .................................... 23

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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》 ※ 《超滤膜设计导则》 ※ 《超滤膜技术手册》 ※ 《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--1996 沧州市科达环保工程有限公司 第 4 页共 23 页

肃宁县三宝食品有限公司 1.6 设计原则

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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。

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第二章
2.1 原水水质特性分析

工艺流程的选择

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

废水

生 化 处 理

多 介 质 过 滤 器

保 安 过 滤 器



出水


滤 滤

工艺流程说明: 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

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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。 处理出水水质可 完全达到日常生产杂用水水质要求。

第三章
3.1 超滤的机理和特点:

超滤技术介绍

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 沧州市科达环保工程有限公司 第 7 页共 23 页

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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。 超滤系统的主要处理单元为超滤装置。本系统设计上采用保险设计, 选用过滤精度较高的 AQU-200-H-10K 型号超滤膜作为本分离系统的核心 处理部件,AQU-200-H-10K 超滤膜采用材质为改性 PVC 的中空纤维,其表 面活化层致密,支撑层为双排脂状结构,故拉伸强度高、跨膜压差小、反 洗效果好、抗污染、使用寿命长,且能长期保证产水水质,对胶体、悬浮 颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物具有良好的去除能力。 3.2 超滤系统主要技术参数 超滤装置采用错流过滤、 频繁反洗的运行方式, 通过 PLC 自控系统可 实现连续自动运行。 微生物细菌去除率:99.99% 悬浮物去除率:100% 产水水质:浊度≤0.2 NTU 微生物、细菌、大肠杆菌、病原体(祛除率)>99.99% 操作温度: 设计压力: 5-45℃ ≤0.2MPa 第 8 页共 23 页

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肃宁县三宝食品有限公司 3.3 主要特点:

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3.3.1 中空纤维表面活化层孔隙率高,故纤维单位面积产水量大; 3.3.2 中空纤维强度高,采用自动频繁反向冲洗工艺,使组件可在 错流过滤状态下工作,化学清洗同期大大延长; 3.3.3 低操作成本; :

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

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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。本工程设计推荐选用 AQU-200-H-10K 超滤膜组件,为内压式超滤膜组件,膜材质:改性 PVC。 4.2 膜组件运行参数 (1)AQU-200-H-10K,超滤膜使用条件: 项 目 膜元件型号 型 式 膜材质 公称孔径 膜面积 中空纤维内径 中空纤维外径 pH 范围 工作水温 进水最大压力 膜两侧最大允许压差 (2)过程设计条件: 反洗频率 反洗时间 反洗压力 反洗通量 清洗频率 化学 清洗时间 清洗 清洗药剂 清洗通量 每隔 30 分钟一次(视具体情况) 每次 60 秒 ≤0.20MPa 200L/(m 〃h) 每隔 1-4 月一次 或在相同运行条件下压差大于 0.08MPa 120-240 分钟 2%柠檬酸、0.5%NaOH+0.2%NaClO(有效氯 计) 2 100 L/(m 〃h)
2

参 数 AQU-200-H-10K,超滤膜 内压式中空纤维膜 改性 PVC 0.01μm 2 25.5m 0.9mm 1.6mm 2~12 5~45℃ 0.3MPa 0.2MPa

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肃宁县三宝食品有限公司 4.3 水通量的确定

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针对本项目的原水水质及前处理情况,建议超滤膜平均水通量为 50-80L/ 〃 。 (m h) (备注: 长期运行的温度对水通量有直接的影响, 25℃ 以 为基准,每变化 1℃的调整系数为 2.15% ) 4.4 系统回收率的确定 本项目建议采用错流过滤的运行方式, 超滤系统设计回收率为 80%以 上。 4.5 考虑反洗用水后的产水量设计 此类水质建议选择 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 本设计从成本上考虑,选用 AQU-200-H-10K 超滤膜,按 20L/m .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/m .h /1000=0.51T/H 考虑反洗后的总超滤膜用量为: 总超滤膜用量: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。
3 3 2

4.7 正冲设计:
系统制水运行每 30 分钟后要进行一次正冲 15 秒钟, 正冲使用原水及 原水泵,阀门及操作过程控制见图纸。

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4.8 反洗设计:
正冲后进行一次反洗,分上下反洗两个动作反洗,每个动作 30 秒, 合计反洗时间为 60 秒,反洗水采用超滤产水。 反冲压力:≤0.20MPa 最大反洗流量: 200L/m .h 反洗泵:155m /h,扬程 25m,1 台,实际流量按泵选型样本确定。
3 3

4.9 化学清洗设计:
4.9.1 化学清洗依据: (1)当透膜压差(TMP)达到 0.05Mpa; (2)每隔 1-4 个月 4.9.2 化学清洗系统设计 (1)化学清洗泵:77m /h, (2)药洗箱容积:2500L (3)化学清洗压力:≤0.1MPa 4.9.3 化学清洗分类 (1)酸洗:用超滤水配制成质量浓度为 2%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
酸液循环清洗 60 分钟 排除酸洗药剂
3

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清水冲洗至 PH=7 碱液浸泡 60 分钟

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碱液循环清洗 60 分钟

排除碱洗药剂

清水冲洗至 PH=7

正常制水

4.10 超滤系统电气及仪表设计
4.10.1 自动控制总体要求:

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: ? 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。) ? 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。 ? 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。 ? 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: 沧州市科达环保工程有限公司 第 13 页共 23 页

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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 上反洗 30s 下反洗 30s 正冲 15s

4.10.4 超滤系统仪表设计:

超滤系统仪表选型确保满足系统工程中所规定的技术指标,在满 足生产设计要求的前题下,选择仪表型号尽量单一化,便于日后的安 装及维护。所有仪表设备均在国内许多电厂、水厂、污水处理厂都得 到成功应用,所选仪表均具有可靠性高、维护量小、安装及操作简便、 防护级别高等特性。 所选仪表设备遵循以下标准: IEC、ISA、NEMA 等国际标准; 国内给排水行业标准; 国内电气制造、安装标准; 国内数据通讯标准;
(1)流量计 每套超滤系统设产水、浓水流量计各 1 套。 (2)压力表 沧州市科达环保工程有限公司 第 14 页共 23 页

肃宁县三宝食品有限公司 超滤进口、浓水、产品水、反洗水装设压力表;

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(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
5.1 超滤主机本体 5.1.1 设备规范 5.1.1.1 型式与型号 沧州市科达环保工程有限公司

超滤系统设备规范

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肃宁县三宝食品有限公司 (1)型号: (2)型式: 5.1.1.2 数量: 5.1.1.3 运行工况: (1)出水: (2)温度: 5.1.1.4 膜元件总数量: 5.1.1.5 设计进水压力: 最大进水压力: 反洗压力: 设计回收率: 5.1.2 技术参数表: 10m /h
3

改造工程设计方案 AQU-200-H-10K,超滤膜 组合架 1套

25±3℃
30 支 0.2 MPa 0.3 MPa ≤0.20Mpa 90%

主机数量 进水量 设计产水量 最大进水压力 膜元件 --型号 --规格 --材质 --单支膜有效膜面积
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1套 12t/h 10t/h 0.3MPa

AQU-200-H-10K,超滤膜 φ192x1470mm 改性 PVC 25.5 ㎡
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--膜通量 --最高使用温度 --适用 PH 范围 --制造商 --数量 压力开关 --型号 --规格 --数量 产水流量计 --型号 --流量范围 --数量 浓水流量计 --型号 --流量范围 --数量 进水流量计 --型号 --流量范围 --数量 压力表
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20L/㎡ h(25°0.1MPa 溶液测试条件) 45° 2.0 ~13.0 武汉艾科滤膜技术有限公司 20 支

手动调节式 0-3.0MPa 3

转子流量计 15/h,DN125 1套

转子流量计 10t/h,DN125 1套

转子流量计 20t/h,DN125 1套

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--规格 --数量 进水电动蝶阀 --规格 --数量 产水电动蝶阀 --规格 --数量 浓水排放电动蝶阀 --规格 --数量 反洗进水电动蝶阀 --规格 --数量 反洗上排放电动蝶阀 --规格 --数量 反洗下排放电动蝶阀 --规格 --数量 组装支架 --规格
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0-0.6MPa 8

DN125,PN1.6 1套

DN125,PN1.6 1套

DN125,PN1.6 1套

DN150,PN1.6 1套

DN150,PN1.6 1套

DN150,PN1.6 1套

3160x1080x1820
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--材质 管道阀门件 --UPVC 管 现场仪表柜 --控制及仪表箱数量 --控制及仪表箱规格
5.2 超滤原水泵

碳钢喷漆

1套

1 500×400×1200 立式离心泵 1台 不锈钢 17.5m /h 34 米 立式圆形容器 1台 φ800 20m /h 不锈钢 法兰连接 1套 UPVC
3 3

--型式 --数量 --材质 --正常出水流量 --扬程
5.3 预处理保安过滤器

型式 数量 规格 设计产水量 材质 进出口连接方式
5.4 超滤反洗装置





本体管道材质 (1)加强反洗药洗箱
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--容积 --直径 --设计压力 --设计温度 --材质 (2)反洗泵 --型式 --材质 --正常出力 --扬程 (3)管式过滤器 --型式 --通径 --材质 --滤元型式 --过滤精度 --数量 (4)反洗加药计量泵 --型号 --型式 --数量 --流量
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400L Φ200mm 常压 4-50?C PE

卧式离心泵 不锈钢 155m /h 0.25MPa
3

Y型 DN150,PN1.0 UPVC 尼龙 0.3mm 1套

GM0018 机械隔膜式 1台 8L/h
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--最大扬程 --泵过流部分材质 --隔膜材质 --密封圈材质 --制造商
5.5 超滤化学清洗装置

1.2Mpa PVC PTFE PTFE





1套 UPVC

本体管道材质 药洗箱 --容积 --直径 --设计压力 --设计温度 --材质 药洗循环泵 --型式 --材质 --正常出力 --扬程 化学清洗保安过滤器 --型式 --规格
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2.5m

3

Φ2500mm 常压 4-50?C PE

卧式离心泵 不锈钢 77m /h 0.20MPa
3

立式圆形容器 φ1000
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出力 --进出口连接方式

77m /h 法兰连接

3

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〃 估算, h 电费以 0.6 元/kW〃 吨水处理电费 =4kW.h×0.6 元/ kW〃 h, ( 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。 沧州市科达环保工程有限公司 第 22 页共 23 页

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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/吨

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