摘要：近几年来，人们非常关注机械加工废水处理这一问题，因此机械加工废水处理技术也在不断创新。相关数据表明，目前在实际工程中，MBR平板膜对于机械加工废水的处理效果很不错，但是很容易会出现膜污堵的现象，如果不能妥善处理膜污堵现象，会严重影响MBR膜对机械加工废水的处理效果。鉴于此，本文首先通过调查研究了解了MBR膜机械加工废水处理系统的工艺设计以及运行过程，然后着重剖析膜污堵现象，最后针对性地选择清洗方法，希望能够促进MNR平板膜在机械加工废水中的合理应用。
关键词：MBR平板膜；机械加工废水；清洗
总的来说，机械加工废水中主要包括化学耗氧量较高的浓废水以及化学耗氧量较低的稀废水，因为其成分比较复杂，降解过程很复杂并且可生化性比较差，所以要想达到比较好的废水处理效果是具有一定难度的。目前来说，工业企业主要是通过膜分离、破乳以及隔油等方法来处理含油的机械加工废水。在本工程中，我们采用MBR平板膜来处理机械加工废水，可以很好的发挥MBR膜对于具有较强活性的污泥的截留作用，让生化系统的活性污泥量保持较高的水平，从而更有效地去除难降解有机物，进而提高经MBR膜系统出水的最终质量。
1 机械加工废水具体情况及处理的工艺流程
1.1 机械加工废水具体情况
本工程中所选择的机械加工企业是一家非常有名的车用轴承生产企业，它是欧洲最大的家族企业之一，坐落于江苏省南京市。该机械加工企业的废水的来源主要包括清洗机的日常排水、废弃的乳化液以及加工车间日常打扫产生的废水等等，而废水的主要污染成分包括乳化液、油分以及清洁剂等等。目前，该机械加工企业污水站最大处理量为80 m3，在国内来说其废水处理效果处于比较靠前的位置，但也具有很多不足，也正因为如此，我们才选择它作为研究企业。
在本工程设计中，系统进水和出水水质是要满足一些条件的，具体标准如下：出水pH要在6-9区间内，COD不能大于300mg/L，BOD5不能大于300mg/L，ρ（SS）不能大于400mg/L，ρ（动植物油）不能大于100mg/L；进水pH要在7-9区间内，COD标准为4000mg/L，BOD5标准为1000mg/L，ρ（SS）标准为500mg/L。
1.2 机械废水处理的工艺流程
在本工程中，主要分三个阶段来处理机械加工废水，第一阶段是物化处理阶段，第二阶段是生化处理阶段，第三阶段是深度处理阶段。在物化处理阶段，主要是通过应用气浮一体化设备来去除废水中的油类污染物以及悬浮物，这样可以减轻后面两个阶段的处理压力。在生化处理阶段，主要是发挥MBR膜对于具有较强活性的污泥的截留作用，让生化系统的活性污泥量保持较高的水平。在深度处理阶段，主要是通过纳滤技术从有效地去除生化处理阶段出水中的难降解有机物和一些金属离子，让最终出水符合相关标准。
2 MBR膜机械加工废水处理系统的工艺设计及运行
2.1 MBR膜机械加工废水处理系统的工艺设计
在MBR膜机械加工废水处理系统的工艺设计中，主要包括对MBR膜槽、MBR平板膜组件、MBR膜抽吸泵、MBR膜池鼓风机以及相关清洗设备的设计。关于MBR膜槽，设计采用的是碳钢结构，这样可以达到防腐的效果，具体尺寸：LxBxH=4mx3mx4m。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆关于MBR平板膜组件，为了达到最好的处理效果，设计中一共放置了两台MBR平板膜组件，总过滤面积达到了160㎡，并且为了更好地固定这两台MBR平板膜组件，我们还在MBR膜槽另外焊接了16号槽钢。关于MBR膜抽吸泵，设计中选择的是格兰富立式泵，具体参数：流量3吨/小时，扬程14米，水泵的电机是0.37千瓦。关于MBR膜池鼓风机，设计中选用的是大风机械，具体参数：流量4.3吨/小时，压强39.2千帕，鼓风机的电机是5.5千瓦。在运行过程中，设计中选择的是自动加药方式，首先，浓药液需要通过加药泵，然后在管道混合器中与药液稀释水混合在一起，之后采用逆向方式将混合液注入平板膜组件，最后通过纳滤的方式出水。关于清洗水泵，设计中采用的是格兰富立式泵，具体参数：流量3吨/小时，扬程14米，水泵的电机是0.37千瓦。关于加药泵，设计中选择的是米顿罗，数量为2台。
2.2 MBR膜机械加工废水处理系统的试运行
在本工程中，我们2014年第一次启动了MBR膜处理系统，虽然目前还有其他一些类似的处理技术效果也不错，比如中空纤维膜处理系统，但是相比于中空纤维膜来说，MBR膜采用的是无抽真空系统产水，该系统不仅成本较低，还能够很大程度上降低运行能耗，性价比很高。第一次启动MBR膜处理系统时，首先要往MBR膜的产水管道里灌满清水，接着启动MBR膜的抽吸泵，具体需要设置为9min，停1min全自动运行。除此之外，在调试阶段需要向MBR膜槽中投入具有活性的污泥，其质量浓度为5g/L。试运行过程中，污泥的质量浓度一直都很稳定，保持在10g/L，没有很大的波动，最终出水量一直高于3m3/h，跨膜压维持在1-2kPa左右，出水质量也达到了高水准。
3 MBR膜污堵现象分析及化学清洁
3.1 MBR膜污堵现象分析
一般来说，膜污染主要原因包括无机污染、有机污染以及微生物污染。在MBR膜系统开始运行以后，经过一段时间的观察，发现系统出现了一些情况，即在短时间内出水量持续在1.3-2.8m3/h，气压差最大超过了35千帕。排除其他原因之后，确定是因为MBR膜膜污堵而产生的，所以需要进行化学清洁。
3.2 MBR膜的化学清洁
化学清洁需要合理地选择化学药剂，碱、酸和氧化物都是常见的化学药剂。其中，碱性化学药剂不仅能够有效地去除有机污染物，还能去除大部分生物污染。因此，在工程中选择了酸碱结合的方式，但主要还是以碱性化学药剂为主来进行化学清洗。清洗流程可以分为两个阶段，首先是用浓度为0.8%的次氯酸钠进行化学清洗，第二阶段是用浓度为0.6%的草酸进行清洗。
经过上述化学清洗，再静置2h后，发现 MBR膜槽慢慢能够正常运行了，出水量和最大气压差都恢复到正常状态。经过后续的长时间运行，我们发现次氯酸钠的最佳清洁周期是3个月，而草酸的最佳清洁周期是5个月。
4 MBR膜系统的运行效果和成本分析
试运行过后，又正式运行了两年，发现在这两年中该机械加工企业的污水站出水的质量高于设计所设定的相关标准。因此，在完成第一次MBR膜组件化学清洁之后，降低了化学药剂的浓度，其中次氯酸钠的浓度降到0.5%，草酸的浓度降到0.4%。在降低了化学清洗药剂的浓度之后，每一次MBR膜组件清洁需要的化学药剂总量为1.2m3，因为MBR膜组件不需要经常进行化学清洗，根据清洗频率来计算的话，一年清洗MBR膜组件需要次氯酸钠240kg，草酸9.6kg。而次氯酸钠平均单价为700元/t，草酸平均单价为4000元/t，这样计算下来一年的化学清洁药剂的费用大概为0.008元/t，由此可见，MBR的后续维护费用其实并不算太高。
5 结论
采用MBR平板膜来处理机械加工废水，可以很好的发挥MBR膜对于具有较强活性的污泥的截留作用，让生化系统的活性污泥量保持较高的水平，从而更有效地去除难降解有机物，进而提高经MBR膜系统出水的最终质量。虽然说可能会出现膜污堵的现象，但是只要能够选择合理的化学清洁药剂，然后选择适当的清洁方法，就能够以较小的成本有效的解决膜污堵的问题。
参考文献
[1]胡邦，靖丹枫，刘金星，冯仕训.平板膜MBR工艺应用于大型市政污水处理工程设计及其问题分析[J].市政技术，2019，37(02)：206-209.
[2]张涛.机械加工乳化液废水的处理研究[D].西安工程大学，2018.
[3]杨柳，庞新生，蔡正科，邢传宏.大型平板膜MBR处理城镇污水工程设计与运行[J].中国给水排水，2018，34(04)：68-72.
[4]米世侨.平板MBR处理垃圾渗滤液时的膜污染清洗研究[J].广东化工，2015，42(24)：132-133.
论文作者:谭华祥
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/9/30
标签：机械加工论文; 废水论文; 化学论文; 平板论文; 废水处理论文; 系统论文; 的是论文; 《建筑学研究前沿》2019年12期论文;