江苏国松环境科技开发有限公司 何旭红，周国峰

一、前言

NMP是一种对生育能力有害的物质。铁锂正极设备清洗过程中，部分NMP聚合物及杂质进入锂电池正极废水系统。

水样水质检测结果如表1。

表1 水样水质检测结果单位：PH为无量纲；其他为mg/L

从监测结果可以看出，铁锂正极设备清洗废水属于高浓度、高总氮废水，总氮来源于NMP杂环，其性质相对稳定，只有开环断链，才能将其去除，开环断链的方法有物化法和生化法两种。

二、NMP的去除方法

（一）物化法

1.铁碳微电解法铁碳微电解是将还原铁粉和柱状活性炭颗粒同时浸没在酸性废水中时，由于铁和碳之间的电极电位差，废水中会形成无数个微原电池。阳极还原铁被氧化生成二价铁，阴极氢离子还原成氢气，在电化学反应过程中，有机污染物的长链和NMP聚合物的杂环被破坏，生成容易生化降解短链有机物，通过空气曝气将二价铁离子氧化成三价铁离子，再他经过中和池加碱调节pH，将三价铁离子和碱反应生成具有絮凝作用的氢氧化铁，氢氧化铁吸附絮凝悬浮来实现对NMP废水的预处理。（见图1）

图1 曝气工艺处理废水污水处理池

由于铁碳微电解反应是在酸性条件下进行，而铁锂正极设备清洗废水的pH在8以上，偏碱性，如果采用铁碳微电解技术，需要来回调节pH，增大了运行费，同时也提高废水中的盐分，不利于后续生化处理。（见图3）

图3 废水污染

2.光催化氧化法

光催化氧化法是一种水处理新技术，是用催化剂，通过紫外线照射，发引氧化还原反应氧化分解NMP废水中有机和无机污染物。光催化氧化过程中生成的羟基自由基，可以破坏NMP的杂环，断开有机物长链。光催化适用范围广、无二次污染、能耗低、成本低，但由于紫外灯管长时间运行后，透光性能下降，催化剂也会流失，需要及时维护和补充。

（二）生化法

由于NMP废水COD和总氮浓度均较高，将生活污水和NMP废水在生化处理段混合，生活污水为生化污泥提供营养，同时也稀释了NMP废水，降低了高浓度对微生物的冲击。通过兼氧和好氧反复交替处理，来减少大比例回流反硝化，水解酸化池设置搅拌系统，提高污水和污泥的传质作用，同时设置简易沉淀系统，最大限度留住兼氧污泥，提高处理效率。

厌氧反应器选择较低的容积负荷，采用钢结构设备，高径比大于2.5，获得较高上升流速，设置污泥回流，最大限度留住厌氧污泥，冬季适当调高污泥浓度等技术保障措施，能够保证厌氧反应池常年的COD稳定去除效果。

内部设置布水器系统、三相分离系统和沼气收集系统。沼气收集后高空排放或回收利用。若回收利用可以加压后供出，沼气输送泵扬程需满足沼气燃烧器压力及控制要求，沼气管道接至界区外1m。同时站内应设置火炬燃烧系统，以备在焚烧炉检修时使用。

反应池外部壁上设置不同高度的污泥取样口，随时对厌氧污泥性质进行检查鉴定，确保厌氧系统正常稳定运行。通过实验厌氧反应器处理工段可去除污水中80%以上有机物（COD）。

经过厌氧处理后，NMP杂环打开，原来杂环上的N转化为硝基氮、亚硝基氮和氨氮。然后通过活性污泥池和MBR池的好氧菌（硝化菌和亚硝化菌）的作用，将C和H转化成CO2和H2O，将NH4+转化成NO2-、NO3-和H2O，再通过反硝化池和A池的兼氧菌（反硝化菌和反亚硝化菌）的作用，将NO2-、NO3-转化成氮气排放，达到降解COD和总氮的作用。

综上所述，物化法和生化法都能达到开环断链的作用，鉴于生化法去除率稳定，运行费用低廉，因此，采用生化法。

三、处理工艺流程（见图2）

图2 处理工艺流程图

四、处理单元运行数据（见表2）

表2 处理单元运行数据单位：PH为无量纲；其它为mg/L

五、出水水质要求（见表3）

表3 排放水要求单位：pH无量纲，其余mg/L。

污水处理后排放水要求：

六、结论

实践证明，采用生化法处理NMP废水，运行稳定，处理费用低，处理后各项指标能够满足处理要求。