管状膜在Metaldyne处理油性废水

挑战性的油和乙二醇混合

寻找分离和浓缩模具润滑剂的最有效、可靠和经济的方法对压铸厂来说绝非易事——俄亥俄州特温斯堡的Metaldyne铝压铸厂的情况也不例外。十多年来，废水处理经理比尔·克利里（Bill Cleary）与22家不同的废水处理供应商以及来自学术界和美国能源部的专家合作，为他的工厂找到最佳解决方案。

Twinsburg计划是铝阀体铸件生产的世界领导者。为了促进这一过程，Meterdyne开发了一种世界级压铸工艺，采用专门配制的模具润滑剂，油和水乳液，有助于控制模具的温度以及在部分喷射期间去除复杂铸件的去除过程。

高度自动化流程的每个周期都从多个喷嘴开始，将控制体积的润滑剂喷洒到模具上的特定位置。接下来，在1250华氏度的温度下，熔融铝被自动装入冷室，并在高压下注入模具。

该工厂的排水系统收集从铸造过程产生的废物，包括模具润滑剂，以及从机器人机械中使用的液压流体中洗涤操作和乙二醇的洗涤剂。此外，一些工艺冷却水和冷却塔流畅的管道被送入废水处理系统中。总组合的废水流量为9,000至11,000 GPD，化学需氧量（COD）范围为20,000至40,000 mg / L.

堵塞了MBR和高处理费用

比尔·克利里解释说：“模具润滑油中的油和液压油中的乙二醇结合在一起，形成了一个极其困难的废水处理挑战。”。“由于熔融金属的高温，我们不能使用易燃液压油。相反，我们使用乙二醇，必须去除乙二醇，以满足我们的COD排放限值。”

该工厂原有的物理化学废水处理系统表现不佳，因为很难维持一致的配方。由于流速不可控制且不可预测，且废水流的成分复杂，这种情况进一步复杂化。

1995年，该工厂安装了生物反应器系统以消耗乙二醇。膜生物反应器（MBR）系统用来自生物反应器外部的管状膜布置，从而将水与活性污泥分离。通过反渗透（RO）系统在排出城市废水系统之前，通过反渗透（RO）系统抛光来自MBR的流出物[图1]。

不幸的是，膜生物反应器中的管状膜难以处理油和油脂，导致在短短三周内孔隙堵塞。浮渣一种在生物反应器罐顶部形成的浮渣，稠度像泡沫奶昔，经常溢出到地板上。模具润滑油约占废物流的80%，似乎是问题的根源。

克利里说：“来自生物池的不受控制的废物造成了一片混乱，而且拖走所有的废物变得极其昂贵。”。“我们每年运送120多卡车的生物反应器废物，每年花费近25万美元。我们知道，我们需要找到一种有效的方法，对MBR的给水进行预过滤，以去除对MBR系统造成严重破坏的油和其他成分。”

联邦政府™ 管状膜

克利里和他的团队与近24家供应商合作，利用多种不同类型的膜，测试各种各样的预处理溶液。例如，美国能源部的一项拨款资助了一个旋转膜系统的测试。该系统工作有效，但无法在市场上买到，高电力成本使得该系统不经济。

“几年前，我们听说科赫膜系统开发了一种新的管状膜，可以处理极难处理的含油废水，事实证明它是有效的，”克利里说。“最后，我们有了一个能够清除生物反应器上游固体的系统。”

2006年，Twinsburg植物安装了来自Koch Membrane Systems Inc.（KMS）的Konsolidator™150工业废水系统，威尔明顿大众。预先设计的预包装系统包含150 Feg™Plus管状UF膜。

KMS管状膜具有明渠结构，能够处理极高的悬浮固体负载。它们非常适合用于重工业废物，包括含油废水，并且可以使用海绵球进行机械清洗。FEG PLUS膜的额定分子量截止值为120000道尔顿（MWCO），大致相当于0.02微米的膜孔径[图2]。

有效的过程

这种新的“第1阶段超滤系统”可去除固体并将废物浓缩25次，相当于水含量降低96%。克利里正在研究回收含油浓缩物的方法。

除去固体使得生物反应器的过程能够平稳地工作。生物反应器废物的非现场处理已经减少了十倍，平均每月10架卡车（242,000美元/年），每月只有一个半卡车（以32,000美元/年）[图3]。

在安装第1阶段UF系统之前，MBR渗透物含有鳕鱼水平的宽变化，范围为1,500至12,000mg / 1。利用阶段1 UF系统，MBR系统现在产生渗透物，鳕鱼仅为30至300 mg / L.MBR渗透物现在远低于市政废水系统（COD <500 mg / L）的排放标准，即使没有用RO抛光。结果，将RO系统关闭并从MBR中渗透到下水道。

Cleary计算废物废弃物的年度成本从332,000美元减少到104,000美元，减少69％，储蓄每年228,000美元。

“我们已经能够降低成本，并且仍然保持一个可靠的、可管理的流程，”克利里说。“我们五个月没有浪费在生物系统中，也没有任何不良影响。有了第一阶段超滤系统，我们终于有了一个有效的过程。”

FEG和KONSOLIDATOR是科赫膜系统公司的商标。