NMP廢水的去除方法

江蘇國松環境科技開發有限公司 何旭紅，周國峰

一、前言

NMP是一種對生育能力有害的物質。鐵鋰正極設備清洗過程中，部分NMP聚合物及雜質進入鋰電池正極廢水系統。

水樣水質檢測結果如表1。

表1 水樣水質檢測結果單位：PH為無量綱；其他為mg/L

從監測結果可以看出，鐵鋰正極設備清洗廢水屬于高濃度、高總氮廢水，總氮來源于NMP雜環，其性質相對穩定，只有開環斷鏈，才能將其去除，開環斷鏈的方法有物化法和生化法兩種。

二、NMP的去除方法

（一）物化法

1.鐵碳微電解法鐵碳微電解是將還原鐵粉和柱狀活性炭顆粒同時浸沒在酸性廢水中時，由于鐵和碳之間的電極電位差，廢水中會形成無數個微原電池。陽極還原鐵被氧化生成二價鐵，陰極氫離子還原成氫氣，在電化學反應過程中，有機污染物的長鏈和NMP聚合物的雜環被破壞，生成容易生化降解短鏈有機物，通過空氣曝氣將二價鐵離子氧化成三價鐵離子，再他經過中和池加堿調節pH，將三價鐵離子和堿反應生成具有絮凝作用的氫氧化鐵，氫氧化鐵吸附絮凝懸浮來實現對NMP廢水的預處理。（見圖1）

圖1 曝氣工藝處理廢水污水處理池

由于鐵碳微電解反應是在酸性條件下進行，而鐵鋰正極設備清洗廢水的pH在8以上，偏堿性，如果采用鐵碳微電解技術，需要來回調節pH，增大了運行費，同時也提高廢水中的鹽分，不利于后續生化處理。（見圖3）

圖3 廢水污染

2.光催化氧化法

光催化氧化法是一種水處理新技術，是用催化劑，通過紫外線照射，發引氧化還原反應氧化分解NMP廢水中有機和無機污染物。光催化氧化過程中生成的羥基自由基，可以破壞NMP的雜環，斷開有機物長鏈。光催化適用范圍廣、無二次污染、能耗低、成本低，但由于紫外燈管長時間運行后，透光性能下降，催化劑也會流失，需要及時維護和補充。

（二）生化法

由于NMP廢水COD和總氮濃度均較高，將生活污水和NMP廢水在生化處理段混合，生活污水為生化污泥提供營養，同時也稀釋了NMP廢水，降低了高濃度對微生物的沖擊。通過兼氧和好氧反復交替處理，來減少大比例回流反硝化，水解酸化池設置攪拌系統，提高污水和污泥的傳質作用，同時設置簡易沉淀系統，最大限度留住兼氧污泥，提高處理效率。

厭氧反應器選擇較低的容積負荷，采用鋼結構設備，高徑比大于2.5，獲得較高上升流速，設置污泥回流，最大限度留住厭氧污泥，冬季適當調高污泥濃度等技術保障措施，能夠保證厭氧反應池常年的COD穩定去除效果。

內部設置布水器系統、三相分離系統和沼氣收集系統。沼氣收集后高空排放或回收利用。若回收利用可以加壓后供出，沼氣輸送泵揚程需滿足沼氣燃燒器壓力及控制要求，沼氣管道接至界區外1m。同時站內應設置火炬燃燒系統，以備在焚燒爐檢修時使用。

反應池外部壁上設置不同高度的污泥取樣口，隨時對厭氧污泥性質進行檢查鑒定，確保厭氧系統正常穩定運行。通過實驗厭氧反應器處理工段可去除污水中80%以上有機物（COD）。

經過厭氧處理后，NMP雜環打開，原來雜環上的N轉化為硝基氮、亞硝基氮和氨氮。然后通過活性污泥池和MBR池的好氧菌（硝化菌和亞硝化菌）的作用，將C和H轉化成CO2和H2O，將NH4+轉化成NO2-、NO3-和H2O，再通過反硝化池和A池的兼氧菌（反硝化菌和反亞硝化菌）的作用，將NO2-、NO3-轉化成氮氣排放，達到降解COD和總氮的作用。

綜上所述，物化法和生化法都能達到開環斷鏈的作用，鑒于生化法去除率穩定，運行費用低廉，因此，采用生化法。

三、處理工藝流程（見圖2）

圖2 處理工藝流程圖

四、處理單元運行數據（見表2）

表2 處理單元運行數據單位：PH為無量綱；其它為mg/L

五、出水水質要求（見表3）

表3 排放水要求單位：pH無量綱，其余mg/L。

污水處理后排放水要求：

六、結論

實踐證明，采用生化法處理NMP廢水，運行穩定，處理費用低，處理后各項指標能夠滿足處理要求。