分析生產電池級碳酸甲乙酯廢水處理工藝

摘要：文章采用“水解酸化工藝+接觸式厭氧工藝+CAST工藝”處理在生產電池級碳酸甲乙脂產生的廢水，廢水水質為CODcr≤20000mg/L時，處理出水CODcr≤500mg/L。該處理工藝具有處理效果穩定、運行費用較低、占地面積較小的優點。

關鍵詞：生產電池級碳酸甲乙脂廢水;廢水處理;水解酸化工藝+接觸式厭氧工藝+CAST工藝

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）11-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.036

Analysis of the production process of battery grade ethyl methyl carbonate wastewater

Zhang Denghua

（Jiangsu Shengtai Environmental Technology Co.，Ltd.，Nanjing Jiangsu 210000，China）

Abstract：“Hydrolytic acidification process + contact anaerobic process + CAST process” is used to treat the wastewater produced in the production of battery-grade methyl ethyl carbonate.When the wastewater quality is CODcr≤20000mg/L，the effluent CODcr≤500mg/L.The treatment process has the advantages of stable treatment effect，low operating cost and small footprint.

Key words：Wastewater from producing battery grade methyl ethyl carbonate;Wastewater treatment;Hydrolytic acidification process + contact anaerobic process + CAST process

某公司在生產電池級碳酸甲乙脂過程中產生了一定的生產廢水和車間沖洗水。廢水的排放量為480m3/d，廢水經過處理后達到當地園區接管標準。現場的實際數據見表1。

園區接管標準見表2。

1 廢水處理工藝

1.1 項目自身特點

廢水來自車間的生產工藝廢水、清洗廢水等，主要含有環氧乙烷、二乙酯、二甲酯、乙二酸及丙二醇。

1.2 項目的工藝流程

根據項目自身特點并查找相關資料，本項目工藝定為原水—集水池—水解酸化工藝—接觸式厭氧工藝—CAST工藝—排放池—接園區管網。

1.2.1 水解酸化工藝

由于本項目廢水比較難生化降解，宜采用水解酸化處理工藝作為預處理工藝，進一步提高廢水的B/C，為后續厭氧和好氧處理創造較好條件。特別是停留時間長（超過72h）的大水解，能夠對雜環、長鏈的有機物開環斷鏈，提高廢水的可生化性。

工藝特點：（1）經過長時間的厭氧水解，廢水中BOD5/CODCr比值可提高0.1以上，甚至超過0.2;（2）廢水的有機物平均去除率為30%左右、廢水的懸浮物處理率為40%左右;（3）不需要額外設備（比如三相分離器、布水系統等），工程投資得到了降低;（4）氣味較少，現場環境較好;（5）第一、第二階段反應迅速，故水解池體積小，節省基建費用;（6）水解池具有消化池的功能，不需要中溫消化池，剩余污泥少。

因此本工程采用水解酸化處理工藝對廢水進行生化預處理，進一步對廢水中難降解的物質進行開環斷鏈，進一步提高廢水的B/C，為后續的厭氧+好氧提供更好的處理條件。為了保證生化處理的效率，尤其是冬天仍能有很好降解效率，可利用工廠的蒸汽余熱進行加熱，并增加污泥沉淀區，回流系統，保證系統的穩定運行。

1.2.2 接觸式厭氧工藝

厭氧生物處理是利用厭氧性微生物的特殊性能，在外部不提供外源能量的情況下，以被還原有機物作為受氫體，在去除了廢水中的有機物的同時產生了有利用價值的甲烷氣體。

厭氧系統有以下特點：（1）使用范圍較廣，適用于高濃度有機廢水（進水COD濃度可達50 000mg/l），也能處理低濃度有機廢水，比如市政污水、城鎮污水等城;（2）只需要回流泵、不需要大功率的風機進行曝氣，所以能耗低;（3）反應器的設計有機容積負荷高，是好氧的2倍以上，常規中溫厭氧為3～5kgCOD/m3·d;（4）反應器產生剩余污泥量少，是好氧反應所產污泥的0.1～0.5倍，減少了污泥的處置費用;（5）去除COD同時產生的沼氣可作為能源再次使用;（6）反應器運行需要營養較少;（7）比好氧處理能降解的有機物種類更多，更能承受較大的負荷變化和水質變化。

反應器特點是：反應器設對應的折板，將反應器分隔成串聯的幾個反應室，每一個反應室都是一個相對獨立的厭氧系統，并在最后的反應室設內循環系統，保證反應器內的合理的上升流速和其泥水混合的效果，厭氧污泥以顆粒、絮狀或二者都有的形式存在。綜合起來，有如下特征：（1）較好的泥水混合條件。反應器的泥水條件是處理效果保證的關鍵因素，有較好的泥水混合能力，是保證高效穩定的反應器的條件之一。在此工藝中，由于有擋板的存在，使進水與底部污泥迅速接觸并上升，并在池子中間設有填料，能形成很好的截留能力，使泥水充分混合。第二、第三格進水通過折板的導流作用，進水直接引到池底，同樣使得泥水混合并上升。因此，接觸式厭氧池具有良好的泥水混合條件。（2）高效的生物固體截留能力。從其內部工藝構造可以看出，池中布滿彈性填料，一般長度為2 000mm～3 000mm，為微生物提供的生長的載體，微生物在彈性填料上可以更好地繁殖，進行新陳代謝，保證其活性，可以穩定去除廢水中的有機物。（3）菌群的合理分布及顆粒污泥的形成。由于接觸式厭氧池分多個單元，并有合理的上升流速等條件，因此，在反應器正常運行的過程中可以在各反應室形成具有更好處理效果的顆粒污泥。在進水的前部反應室，由于處理濃度較高的有機物，形成的顆粒污泥粒徑大、呈灰色，且由于反應器的有機負荷較高，污泥代謝快，生成也會較快。從中部反應室開始到最后出水反應室，由于廢水的有機物濃度逐漸下降，形成的顆粒污泥粒徑呈下降趨勢，顏色呈加深趨勢，逐漸變黑。

1.2.3 CAST工藝

CAST工藝是循環式活性污泥法的簡稱，是近年來在傳統SBR工藝上發起來的一種新型工藝，綜合了常規活性污泥法和SBR工藝的優點，又避免了它們的一些缺點，提高了系統的穩定性和處理效率。綜合起來，有如下特征：（1）由于有回流系統，好氧系統的末端，有機負荷低，部分廢水通過回流系統回流至CAST系統前端，和原水一起混合，起到了緩沖水質的作用，使出水水質更加穩定;（2）設置了獨立的缺氧段，強化了微生物的脫氮效果，通過混合液回流，保證其工藝的脫氮效果;（3）排水的時候，整個反應器作為沉淀池，表面負荷低，污泥沉降性能好，出水水質較好，自動化程度較為簡單且效率高;（4）避免了不能連續進水的缺點，通過檢測池內的指標，達標后可以一邊排水一邊進水，提高了運行效率;（5）曝氣系統設可提升曝氣裝置，曝氣系統更換的時候不需要抽空好氧池，定點更換曝氣系統即可，便于維護;（6）整體工藝可以不設二次沉淀池，減少了基建面積和費用;（7）可以采用組合式模塊結構設計，方便分期建設和擴建工程，提供業主的多方面選擇。

2 主要處理構筑物及其工藝參數

2.1 集水池

功能：主要用于收集廢水，均化水質水量。詳見表3。

2.2 水解酸化池

功能：去除廢水的部分COD，并提高廢水可生化性。詳見表4。

2.3 接觸式厭氧池

功能：去除廢水的部分COD。詳見表5。

3 電氣控制及其他

3.1 概述

本設計范圍為廢水處理工藝的控制系統及廢水處理工藝的儀表，根據工藝和業主的要求，控制系統采用現場設手動控制箱，單路控制，便于操作。

3.2 電氣

3.2.1 供電系統

（1）供電系統中設置了低壓配電和電氣保護系統，其中動力電纜為三相五線制，進電氣配電柜（由建設單位負責接入）。（2）電氣設備選型。電氣設備選用國內一線品牌（正泰或等同），低壓電氣采用國內一線品牌（正泰或等同），電纜采用國內一線品牌（江南或等同）。

3.2.2 電氣保護

電氣設備必須設有相應的自動保護裝置，設備出現各種故障的時候，必須進行保護（停止運行或者報警警示）。

3.2.3 電氣操作

電氣操作為手動操作，單路控制。

3.3 自動控制

3.3.1 概述

本設計的廢水處理工藝為生化工藝，根據業主對控制要求，本方案控制采用手動控制方案。

3.3.2 控制功能

集水池高低液位檢測及連鎖，當系統檢測到液位高時，自動開啟提升水泵，當系統檢測到液位低時，自動關閉提升水泵。

3.3.3 儀表設備

集水池液位測量采用浮球液位控制器。

pH儀表采用合資品牌，帶4-20mA信號。

3.4 廢水站保溫及防腐

碳鋼鋼管防腐采用環氧煤瀝青+面漆防腐。

4 總結

（1）本工程主體工藝是“水解酸化工藝+接觸式厭氧工藝+CAST工藝”，處理構筑物緊湊，運維方便，運行費用較低，出水穩定;（2）考慮廢水可生化性較差，設置停留時間較長的水解酸化工藝，提高其B/C比，為后續生化處理提高較好的條件;（3）考慮廢水水量不大，為了提高其運維的機動性和靈活性，好氧工藝采用CAST工藝。

參考文獻

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收稿日期：2020-09-27

作者簡介：張登華（1983-），男，漢族，本科，中級職稱，研究方向為廢水處理。