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摘 要：本文通过某化工公司化工废水处理的实际案例，阐述了化工废水处理的工艺流程，同时对MBR工艺处理化工废水可行性进行了分析和探讨，特别是针对两种MBR膜材质（PVDF、PTFE）对此类化工废水处理状况，进行有效比较，对实际工程应用具有重要参考意义。
关键词：化工废水；MBR工艺；PVDF；PTFE
1 某化工厂概况
MDI化工厂主要从事MDI为主的异氰酸酯系列产品、芳香多胺系列产品、热塑性聚氨酯弹性体系列产品的研究开发、生产。该企业在发展生产的同时，非常重视环境保护，倡导水资源重复使用。现有的废水处理系统处理生产废水和生活污水，废水量为240m3/小时。
2 废水处理工艺流程
废水处理工艺为“预处理+生化处理+MBR”，预处理采用混凝沉淀；生活系统采用A/O，经过絮凝沉淀的废水进入水解池进行水解酸化处理，将大分子、难降解的有机物分解成小分子，易降解的有机物。经过水解酸化处理的污水进入生化处理的缺氧段（A段），在A段将有机物进一步降解，同时将好氧段回流的混合液进行反硝化反应，反硝化过程可以将硝基氮和亚硝基氮转化成氮气，从而达到彻底除氮的目的。废水经过缺氧池进入好氧池（O段）进行彻底脱出有机物（COD），同时进行硝化反应，将污水中的氨氮转化成硝基氮。经过A/O处理的废水进入MBR池（F段）该工艺技术特别适用于有机浓度高、处理要求高的食品、有机化工、医药及畜牧等行业的废水处理以及中水回用预处理。MBR技术以与活性污泥法相同的处理原理去除废水中的有机物，不同的是活性污泥法在沉淀池进行固液分离，而MBR装置则是通过膜分离单元将清水直接抽出。
该厂现有MBR膜采用的是美国XX公司生产的PVDF中空纤维膜，MBR处理的废水经过消毒进入反渗透系统。
3 废水处理中试试验
3.1 中试概况
试验地点：该企业污水处理车间；试验水来源：462膜池水；试验膜材质：PTFE；膜形式：中空纤维式膜。
试验目的：通过测试确定PTFE膜系统对此类污水中运行可行性。试验时间：试验装置于2015年年底进入试验基地，并于2016年2月22日开始运行，本报告将自2016年自2月22到2016年11月7日整260天的运行状况做一个分析。
3.2 运行参数
运行参数为：（1）运行9.0分钟，停1.5分钟；（2）每抽/停12次，反冲20秒；（3）每反冲36个周期，维护性药洗一次（维护性清洗程序如下：曝气30秒，关闭风机，启动次氯酸钠计量泵和反冲泵，进药2.5分钟，停5.0分钟，循环5次，最后开启风机和反洗泵，0.5分钟后恢复产水）；（4）排泥泵打开周期14400分钟，打开时间120秒。
系统采用恒流量方式，全自动模式运行，测试对象包括跨膜压差、产水量和产水水质等。
3.3 运行数据分析
3.3.1 跨膜压差
本系统采用恒流量的运行方式，膜通量基本维持在13～16L/m2h。跨膜压差经过近九个月的连续运行由初始的0kpa最大达到-30kPa，并且运行前期、后期的膜压上升趋势稍有差异。0～80天内的运行，压差由刚开始的0kPa最大上升到-15kpa，随后系统一直稳定在0kPa到-15kPa左右运行；100～160天的运行，负压基本稳定，在第112天时更换清洗药剂采用柠檬酸清洗（之前一直用次氯酸钠清洗）一次后膜压降至-2kPa，随后正常稳定运行，膜压又逐渐升高，直至-20kPa，并最终稳定在-15kPa～-18kPa；160～260天的运行，负压基本稳定在0～30kPa；对比分析可知 xx膜（PVDF材质）运行的跨膜压差在-25～-45kPa之间，且大部分时间跨膜压差在-30kPa之上，而PTFE膜在试验周期内跨膜压差基本在-25kPa以下。本实验已经运行了260天，最大的负压值为-30kPa，表明该产品的抗污染性能较强。
3.3.2 膜清洗情况分析
系统每运行72小时进行一次维护性清洗，每次清洗后跨膜压差和产水流量恢复都接近100%，以上现象说明在长时间运行中，膜丝不易粘附污染物，清洗后能完全恢复通量，表明该产品易清洗的特点。
3.3.3 产水水质
MBR膜系统的产水监测指标主要是浊度，本实验将MBR膜（PTFE）的出水浊度和该企业462膜池现有的xx-MBR（PVDF）膜出水浊度进行对比。结果如图一所示：实验膜系统（PTFE）的出水浊度基本都维持在≤1NTU。这说明膜系统经过长时间的运行非常稳定还表明膜的强度比较好，长期运行膜无破损。而462膜池的产水浊度在1～7NTU之间，且前期大部分的产水浊度>2NTU（极端时出水浊度≥10NTU）；后期大部分产水浊度>3NTU。
4 结语
综上所述，通过本文对化工废水处理中试试驗的分析和对比，表明PTFE材质的MBR膜装置在MDI化工废水中的应用是非常可行的；对比PVDF膜，具有相当大的优势；PTFE膜不仅具有膜丝抗污能力强，跨膜压差上升幅度小的特点，而且易清洗，清洗后，能完全恢复通量；抗拉强度好，不易断丝，有效保证产水质量。
参考文献
[1]陈辉，鲁大政，邱晖.MBR工艺处理医药化工废水的中试研究[J].化学工程与装备，2013，（6）：43-46.
[2]张伟，程怀琴.浅析化工工业废水处理工艺[J].科技资讯，2012，（25）：96.
（作者单位：1.浙江净源膜科技股份有限公司；2.浙江绿韵环保科技有限公司）
关键词：化工废水；MBR工艺；PVDF；PTFE
1 某化工厂概况
MDI化工厂主要从事MDI为主的异氰酸酯系列产品、芳香多胺系列产品、热塑性聚氨酯弹性体系列产品的研究开发、生产。该企业在发展生产的同时，非常重视环境保护，倡导水资源重复使用。现有的废水处理系统处理生产废水和生活污水，废水量为240m3/小时。
2 废水处理工艺流程
废水处理工艺为“预处理+生化处理+MBR”，预处理采用混凝沉淀；生活系统采用A/O，经过絮凝沉淀的废水进入水解池进行水解酸化处理，将大分子、难降解的有机物分解成小分子，易降解的有机物。经过水解酸化处理的污水进入生化处理的缺氧段（A段），在A段将有机物进一步降解，同时将好氧段回流的混合液进行反硝化反应，反硝化过程可以将硝基氮和亚硝基氮转化成氮气，从而达到彻底除氮的目的。废水经过缺氧池进入好氧池（O段）进行彻底脱出有机物（COD），同时进行硝化反应，将污水中的氨氮转化成硝基氮。经过A/O处理的废水进入MBR池（F段）该工艺技术特别适用于有机浓度高、处理要求高的食品、有机化工、医药及畜牧等行业的废水处理以及中水回用预处理。MBR技术以与活性污泥法相同的处理原理去除废水中的有机物，不同的是活性污泥法在沉淀池进行固液分离，而MBR装置则是通过膜分离单元将清水直接抽出。
该厂现有MBR膜采用的是美国XX公司生产的PVDF中空纤维膜，MBR处理的废水经过消毒进入反渗透系统。
3 废水处理中试试验
3.1 中试概况
试验地点：该企业污水处理车间；试验水来源：462膜池水；试验膜材质：PTFE；膜形式：中空纤维式膜。
试验目的：通过测试确定PTFE膜系统对此类污水中运行可行性。试验时间：试验装置于2015年年底进入试验基地，并于2016年2月22日开始运行，本报告将自2016年自2月22到2016年11月7日整260天的运行状况做一个分析。
3.2 运行参数
运行参数为：（1）运行9.0分钟，停1.5分钟；（2）每抽/停12次，反冲20秒；（3）每反冲36个周期，维护性药洗一次（维护性清洗程序如下：曝气30秒，关闭风机，启动次氯酸钠计量泵和反冲泵，进药2.5分钟，停5.0分钟，循环5次，最后开启风机和反洗泵，0.5分钟后恢复产水）；（4）排泥泵打开周期14400分钟，打开时间120秒。
系统采用恒流量方式，全自动模式运行，测试对象包括跨膜压差、产水量和产水水质等。
3.3 运行数据分析
3.3.1 跨膜压差
本系统采用恒流量的运行方式，膜通量基本维持在13～16L/m2h。跨膜压差经过近九个月的连续运行由初始的0kpa最大达到-30kPa，并且运行前期、后期的膜压上升趋势稍有差异。0～80天内的运行，压差由刚开始的0kPa最大上升到-15kpa，随后系统一直稳定在0kPa到-15kPa左右运行；100～160天的运行，负压基本稳定，在第112天时更换清洗药剂采用柠檬酸清洗（之前一直用次氯酸钠清洗）一次后膜压降至-2kPa，随后正常稳定运行，膜压又逐渐升高，直至-20kPa，并最终稳定在-15kPa～-18kPa；160～260天的运行，负压基本稳定在0～30kPa；对比分析可知 xx膜（PVDF材质）运行的跨膜压差在-25～-45kPa之间，且大部分时间跨膜压差在-30kPa之上，而PTFE膜在试验周期内跨膜压差基本在-25kPa以下。本实验已经运行了260天，最大的负压值为-30kPa，表明该产品的抗污染性能较强。
3.3.2 膜清洗情况分析
系统每运行72小时进行一次维护性清洗，每次清洗后跨膜压差和产水流量恢复都接近100%，以上现象说明在长时间运行中，膜丝不易粘附污染物，清洗后能完全恢复通量，表明该产品易清洗的特点。
3.3.3 产水水质
MBR膜系统的产水监测指标主要是浊度，本实验将MBR膜（PTFE）的出水浊度和该企业462膜池现有的xx-MBR（PVDF）膜出水浊度进行对比。结果如图一所示：实验膜系统（PTFE）的出水浊度基本都维持在≤1NTU。这说明膜系统经过长时间的运行非常稳定还表明膜的强度比较好，长期运行膜无破损。而462膜池的产水浊度在1～7NTU之间，且前期大部分的产水浊度>2NTU（极端时出水浊度≥10NTU）；后期大部分产水浊度>3NTU。
4 结语
综上所述，通过本文对化工废水处理中试试驗的分析和对比，表明PTFE材质的MBR膜装置在MDI化工废水中的应用是非常可行的；对比PVDF膜，具有相当大的优势；PTFE膜不仅具有膜丝抗污能力强，跨膜压差上升幅度小的特点，而且易清洗，清洗后，能完全恢复通量；抗拉强度好，不易断丝，有效保证产水质量。
参考文献
[1]陈辉，鲁大政，邱晖.MBR工艺处理医药化工废水的中试研究[J].化学工程与装备，2013，（6）：43-46.
[2]张伟，程怀琴.浅析化工工业废水处理工艺[J].科技资讯，2012，（25）：96.
（作者单位：1.浙江净源膜科技股份有限公司；2.浙江绿韵环保科技有限公司）