分析生产电池级碳酸甲乙酯废水处理工艺

摘要：文章采用“水解酸化工艺+接触式厌氧工艺+CAST工艺”处理在生产电池级碳酸甲乙脂产生的废水，废水水质为CODcr≤20000mg/L时，处理出水CODcr≤500mg/L。该处理工艺具有处理效果稳定、运行费用较低、占地面积较小的优点。

关键词：生产电池级碳酸甲乙脂废水;废水处理;水解酸化工艺+接触式厌氧工艺+CAST工艺

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：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

某公司在生产电池级碳酸甲乙脂过程中产生了一定的生产废水和车间冲洗水。废水的排放量为480m3/d，废水经过处理后达到当地园区接管标准。现场的实际数据见表1。

园区接管标准见表2。

1 废水处理工艺

1.1 项目自身特点

废水来自车间的生产工艺废水、清洗废水等，主要含有环氧乙烷、二乙酯、二甲酯、乙二酸及丙二醇。

1.2 项目的工艺流程

根据项目自身特点并查找相关资料，本项目工艺定为原水—集水池—水解酸化工艺—接触式厌氧工艺—CAST工艺—排放池—接园区管网。

1.2.1 水解酸化工艺

由于本项目废水比较难生化降解，宜采用水解酸化处理工艺作为预处理工艺，进一步提高废水的B/C，为后续厌氧和好氧处理创造较好条件。特别是停留时间长（超过72h）的大水解，能够对杂环、长链的有机物开环断链，提高废水的可生化性。

工艺特点：（1）经过长时间的厌氧水解，废水中BOD5/CODCr比值可提高0.1以上，甚至超过0.2;（2）废水的有机物平均去除率为30%左右、废水的悬浮物处理率为40%左右;（3）不需要额外设备（比如三相分离器、布水系统等），工程投资得到了降低;（4）气味较少，现场环境较好;（5）第一、第二阶段反应迅速，故水解池体积小，节省基建费用;（6）水解池具有消化池的功能，不需要中温消化池，剩余污泥少。

因此本工程采用水解酸化处理工艺对废水进行生化预处理，进一步对废水中难降解的物质进行开环断链，进一步提高废水的B/C，为后续的厌氧+好氧提供更好的处理条件。为了保证生化处理的效率，尤其是冬天仍能有很好降解效率，可利用工厂的蒸汽余热进行加热，并增加污泥沉淀区，回流系统，保证系统的稳定运行。

1.2.2 接触式厌氧工艺

厌氧生物处理是利用厌氧性微生物的特殊性能，在外部不提供外源能量的情况下，以被还原有机物作为受氢体，在去除了废水中的有机物的同时产生了有利用价值的甲烷气体。

厌氧系统有以下特点：（1）使用范围较广，适用于高浓度有机废水（进水COD浓度可达50 000mg/l），也能处理低浓度有机废水，比如市政污水、城镇污水等城;（2）只需要回流泵、不需要大功率的风机进行曝气，所以能耗低;（3）反应器的设计有机容积负荷高，是好氧的2倍以上，常规中温厌氧为3～5kgCOD/m3·d;（4）反应器产生剩余污泥量少，是好氧反应所产污泥的0.1～0.5倍，减少了污泥的处置费用;（5）去除COD同时产生的沼气可作为能源再次使用;（6）反应器运行需要营养较少;（7）比好氧处理能降解的有机物种类更多，更能承受较大的负荷变化和水质变化。

反应器特点是：反应器设对应的折板，将反应器分隔成串联的几个反应室，每一个反应室都是一个相对独立的厌氧系统，并在最后的反应室设内循环系统，保证反应器内的合理的上升流速和其泥水混合的效果，厌氧污泥以颗粒、絮状或二者都有的形式存在。综合起来，有如下特征：（1）较好的泥水混合条件。反应器的泥水条件是处理效果保证的关键因素，有较好的泥水混合能力，是保证高效稳定的反应器的条件之一。在此工艺中，由于有挡板的存在，使进水与底部污泥迅速接触并上升，并在池子中间设有填料，能形成很好的截留能力，使泥水充分混合。第二、第三格进水通过折板的导流作用，进水直接引到池底，同样使得泥水混合并上升。因此，接触式厌氧池具有良好的泥水混合條件。（2）高效的生物固体截留能力。从其内部工艺构造可以看出，池中布满弹性填料，一般长度为2 000mm～3 000mm，为微生物提供的生长的载体，微生物在弹性填料上可以更好地繁殖，进行新陈代谢，保证其活性，可以稳定去除废水中的有机物。（3）菌群的合理分布及颗粒污泥的形成。由于接触式厌氧池分多个单元，并有合理的上升流速等条件，因此，在反应器正常运行的过程中可以在各反应室形成具有更好处理效果的颗粒污泥。在进水的前部反应室，由于处理浓度较高的有机物，形成的颗粒污泥粒径大、呈灰色，且由于反应器的有机负荷较高，污泥代谢快，生成也会较快。从中部反应室开始到最后出水反应室，由于废水的有机物浓度逐渐下降，形成的颗粒污泥粒径呈下降趋势，颜色呈加深趋势，逐渐变黑。

1.2.3 CAST工艺

CAST工艺是循环式活性污泥法的简称，是近年来在传统SBR工艺上发起来的一种新型工艺，综合了常规活性污泥法和SBR工艺的优点，又避免了它们的一些缺点，提高了系统的稳定性和处理效率。综合起来，有如下特征：（1）由于有回流系统，好氧系统的末端，有机负荷低，部分废水通过回流系统回流至CAST系统前端，和原水一起混合，起到了缓冲水质的作用，使出水水质更加稳定;（2）设置了独立的缺氧段，强化了微生物的脱氮效果，通过混合液回流，保证其工艺的脱氮效果;（3）排水的时候，整个反应器作为沉淀池，表面负荷低，污泥沉降性能好，出水水质较好，自动化程度较为简单且效率高;（4）避免了不能连续进水的缺点，通过检测池内的指标，达标后可以一边排水一边进水，提高了运行效率;（5）曝气系统设可提升曝气装置，曝气系统更换的时候不需要抽空好氧池，定点更换曝气系统即可，便于维护;（6）整体工艺可以不设二次沉淀池，减少了基建面积和费用;（7）可以采用组合式模块结构设计，方便分期建设和扩建工程，提供业主的多方面选择。

2 主要处理构筑物及其工艺参数

2.1 集水池

功能：主要用于收集废水，均化水质水量。详见表3。

2.2 水解酸化池

功能：去除废水的部分COD，并提高废水可生化性。详见表4。

2.3 接触式厌氧池

功能：去除废水的部分COD。详见表5。

3 电气控制及其他

3.1 概述

本设计范围为废水处理工艺的控制系统及废水处理工艺的仪表，根据工艺和业主的要求，控制系统采用现场设手动控制箱，单路控制，便于操作。

3.2 电气

3.2.1 供电系统

（1）供电系统中设置了低压配电和电气保护系统，其中动力电缆为三相五线制，进电气配电柜（由建设单位负责接入）。（2）电气设备选型。电气设备选用国内一线品牌（正泰或等同），低压电气采用国内一线品牌（正泰或等同），电缆采用国内一线品牌（江南或等同）。

3.2.2 电气保护

电气设备必须设有相应的自动保护装置，设备出现各种故障的时候，必须进行保护（停止运行或者报警警示）。

3.2.3 电气操作

电气操作为手动操作，单路控制。

3.3 自动控制

3.3.1 概述

本设计的废水处理工艺为生化工艺，根据业主对控制要求，本方案控制采用手动控制方案。

3.3.2 控制功能

集水池高低液位检测及连锁，当系统检测到液位高时，自动开启提升水泵，当系统检测到液位低时，自动关闭提升水泵。

3.3.3 仪表设备

集水池液位测量采用浮球液位控制器。

pH仪表采用合资品牌，带4-20mA信号。

3.4 废水站保温及防腐

碳钢钢管防腐采用环氧煤沥青+面漆防腐。

4 总结

（1）本工程主体工艺是“水解酸化工艺+接触式厌氧工艺+CAST工艺”，处理构筑物紧凑，运维方便，运行费用较低，出水稳定;（2）考虑废水可生化性较差，设置停留时间较长的水解酸化工艺，提高其B/C比，为后续生化处理提高较好的条件;（3）考虑废水水量不大，为了提高其运维的机动性和灵活性，好氧工艺采用CAST工艺。

参考文献

[1]高廷耀，等.水污染控制工程（下册）[M].北京：高等教育出版社，1999.

[2]张自杰.排水工程（下册）[M].北京：高等教育出版社（第一版），2000.

[3]北京水環境技术与设备研究中心，北京市环境保护科学研究院，国家城市环境污染控制工程技术研究中心.三废处理工程技术手册（废水卷）[M].北京：化学工业出版社，2000.

[4]奚旦立，等.废水处理工艺设计及实例分析[M].北京：高等教育出版社，2002.

收稿日期：2020-09-27

作者简介：张登华（1983-），男，汉族，本科，中级职称，研究方向为废水处理。