丙烯酸丁酯生產(chǎn)廢水處理三維電極法

———丙烯酸丁酯生產(chǎn)廢水處理三維電極法目前，常見(jiàn)的工業(yè)處理方法有焚燒處理法、生化處理法。焚燒處理是丙烯酸丁酯廢水目前最常見(jiàn)的處理方法，簡(jiǎn)潔、直接、有效且不受廢水組成影響。缺點(diǎn)：首先焚燒需要消耗大量燃料氣或燃油，燃料成本相對(duì)較高。本人所在裝置目前采納此法;生化處理由于丙烯酸丁酯廢水鹽含量高、丙烯酸對(duì)細(xì)菌具有肯定的毒性，因此需要大量清水?dāng)v兌，以滿(mǎn)意微生物的處理要求，且生化處理工藝不穩(wěn)定，處理效果一般。所以，本文針對(duì)三維電極法處理CH2CHCOOC4H9生產(chǎn)廢水做出了如下分析。

1、試驗(yàn)方法與材料

(1)試驗(yàn)廢水

CH2CHCOOC4H9生產(chǎn)出來(lái)的廢水來(lái)自丙烯酸丁酯生產(chǎn)過(guò)程中的醇回收塔塔釜，廢水當(dāng)中的COD含量高達(dá)65g/l，使用自來(lái)水對(duì)其進(jìn)行稀釋之后，使用在電解試驗(yàn)設(shè)施中。其中，完成稀釋之后的廢水PH=5。

(2)試驗(yàn)裝置

試驗(yàn)使用的裝置為有機(jī)玻璃電解槽1.5L，在該裝置當(dāng)中，分別放置了陽(yáng)極極板以及陰極極板、活性炭填料，共同構(gòu)成了三維電極。如圖1所示。

(3)試驗(yàn)步驟

該試驗(yàn)應(yīng)用的為靜態(tài)試驗(yàn)設(shè)備，先在電解槽中將陽(yáng)極板以及陰極板固定好，將曝氣管放入其中，取提前預(yù)備好的試驗(yàn)廢水1L，將其加入到電解槽當(dāng)中，并在陽(yáng)極板和陰極板中對(duì)電極夾進(jìn)行固定，調(diào)整好直流電源，使其為恒流輸出的狀態(tài)。在開(kāi)頭試驗(yàn)之后，定時(shí)在取樣口進(jìn)行取樣。在電解之前，陰極電極碳纖維氈與活性炭填料，在試驗(yàn)濃度相同的廢水中進(jìn)行浸泡，使其處于吸附飽和的狀態(tài)。

(4)分析方法

對(duì)于廢水當(dāng)中的C3H3NaO2以及對(duì)甲基苯磺酸鈉成份濃度，可使用離子色譜儀實(shí)施相關(guān)的測(cè)定。使用化學(xué)需氧量速測(cè)儀對(duì)COD成份進(jìn)行測(cè)定。

2、結(jié)果與爭(zhēng)論

(1)二維與三維電機(jī)處理效果比對(duì)分析

在試驗(yàn)當(dāng)中，針對(duì)丙烯酸丁酯廢水在二維平板電極以及三維電極反應(yīng)設(shè)備中，對(duì)產(chǎn)生的最終處理效果進(jìn)行了具體的比對(duì)分析，其結(jié)果如圖2所示。通過(guò)對(duì)圖2的分析可知，三維電極去COD的效果要比二維平板電極去除的效果要好。在何國(guó)建等學(xué)者的相關(guān)討論中也得出了相同的結(jié)論，三維電極去除污染物的力量比二級(jí)電極明顯是由于：與二維電極進(jìn)行比較，存在于三維電極反應(yīng)器內(nèi)部的活性炭填料，將單位槽體積的電極表面積進(jìn)行了增加，使其反應(yīng)速度有了明顯的提升。此外，在三維電極反應(yīng)器當(dāng)中存在的粒子間距比較小，傳質(zhì)效果與二維電極進(jìn)行比較，有了非常明顯的改善，所以電流效率更高，去除COD的效果也更加明顯。

(2)COD濃度對(duì)廢水處理效果的影響

如圖3所示，在恒流的條件下，COD的濃度會(huì)對(duì)三維電極電流的效率產(chǎn)生很大的影響。通過(guò)對(duì)圖3的分析可知，COD的初始值不同，電流效率會(huì)隨著詳細(xì)停留的時(shí)間增加而降低，假如停留的時(shí)間相同，COD的初始濃度與平均電流效率的關(guān)系為正比，初始的濃度越高，其中的電流效率也會(huì)越高。在0-3小時(shí)的時(shí)間當(dāng)中，電流的平均效率會(huì)到達(dá)最高點(diǎn)，其COD的實(shí)際濃度為1200mg/l、2400mg/l、9600mg/l的時(shí)候，其中的電流效率平均為50%、83%以及154%。

通過(guò)對(duì)圖3、圖4以及圖5的分析可知，COD的初始濃度能夠?qū)﹄妷?、電流效率以及單位廢水能耗等產(chǎn)生影響，假如電解時(shí)間相同，初始值的濃度越高，電流產(chǎn)生的效率就會(huì)越高，電壓值便會(huì)越低。產(chǎn)生這一問(wèn)題的主要緣由為：CH2CHCOOC4H9生成的廢水當(dāng)中，有機(jī)物主要為C3H3NaO2以及對(duì)甲基苯磺酸鈉，污染物自身便是電解質(zhì)，假如COD的初始濃度比較高，在廢水當(dāng)中的電解質(zhì)濃度也會(huì)很高，導(dǎo)電性能越好，電流相等的條件下，電解槽電壓也會(huì)越低。這樣便使副反應(yīng)的發(fā)生氣率進(jìn)行了降低，并削減了能耗。但是，COD的濃度假如過(guò)高，便會(huì)提升污染物與電解質(zhì)中-OH等一些活性物質(zhì)之間產(chǎn)生碰撞的幾率，使利用率有所提升。

(3)極板間距對(duì)處理效果的影響

圖6為三維電極極板間距對(duì)去除COD所產(chǎn)生的影響。假如存在的電流強(qiáng)度相同，那么停留的時(shí)間為5個(gè)小時(shí)，隨著極板之間的間距加大，去除的效率會(huì)先增大之后減小。停留1個(gè)小時(shí)的時(shí)間，其極板之間的間距距離為3cm，去除COD的效率最抱負(fù)。消失這種狀況的緣由為：極板間距距離的加大，導(dǎo)致了歐姆電阻的增大，在相同的電流強(qiáng)度下，電壓逐步加大。利用電化學(xué)當(dāng)中的學(xué)問(wèn)可以得出，電解反應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力為電解液相與粒子電極之間產(chǎn)生的電位差，當(dāng)粒子當(dāng)中的電壓比分解電壓大時(shí)，反應(yīng)電流才會(huì)通過(guò)，并且產(chǎn)生的差值越大，其中的反應(yīng)速率便越大，這樣去除COD的效果便會(huì)越明顯。假如達(dá)到肯定的電壓值之后，在電壓連續(xù)增大之后，主電位以及感應(yīng)粒子電極電位會(huì)增加與四周電解液相之間的電位差，可以被降解的有機(jī)物會(huì)明顯增加，但消失的副反應(yīng)也會(huì)增加，例如產(chǎn)生的陽(yáng)極析氧反應(yīng)等，降低了去除COD的效果，并增加了能耗。

3、結(jié)束語(yǔ)

總之，電流強(qiáng)度和電解時(shí)間相同，對(duì)于生產(chǎn)廢水的處理，使用三維電極處理的效果會(huì)更加抱負(fù);三維電極電流效率，會(huì)受到污染濃度的影響，污染的濃度越高，其電流效率便會(huì)越高，能耗變會(huì)越低，去除COD的效果便會(huì)更加抱負(fù)。

目前，常見(jiàn)的工業(yè)處理方法有焚燒處理法、生化處理法。焚燒處理是丙烯酸丁酯廢水目前最常見(jiàn)的處理方法，簡(jiǎn)潔、直接、有效且不受廢水組成影響。缺點(diǎn)：首先焚燒需要消耗大量燃料氣或燃油，燃料成本相對(duì)較高。本人所在裝置目前采納此法;生化處理由于丙烯酸丁酯廢水鹽含量高、丙烯酸對(duì)細(xì)菌具有肯定的毒性，因此需要大量清水?dāng)v兌，以滿(mǎn)意微生物的處理要求，且生化處理工藝不穩(wěn)定，處理效果一般。所以，本文針對(duì)三維電極法處理CH2CHCOOC4H9生產(chǎn)廢水做出了如下分析。

1、試驗(yàn)方法與材料

(1)試驗(yàn)廢水

CH2CHCOOC4H9生產(chǎn)出來(lái)的廢水來(lái)自丙烯酸丁酯生產(chǎn)過(guò)程中的醇回收塔塔釜，廢水當(dāng)中的COD含量高達(dá)65g/l，使用自來(lái)水對(duì)其進(jìn)行稀釋之后，使用在電解試驗(yàn)設(shè)施中。其中，完成稀釋之后的廢水PH=5。

(2)試驗(yàn)裝置

試驗(yàn)使用的裝置為有機(jī)玻璃電解槽1.5L，在該裝置當(dāng)中，分別放置了陽(yáng)極極板以及陰極極板、活性炭填料，共同構(gòu)成了三維電極。如圖1所示。

(3)試驗(yàn)步驟

該試驗(yàn)應(yīng)用的為靜態(tài)試驗(yàn)設(shè)備，先在電解槽中將陽(yáng)極板以及陰極板固定好，將曝氣管放入其中，取提前預(yù)備好的試驗(yàn)廢水1L，將其加入到電解槽當(dāng)中，并在陽(yáng)極板和陰極板中對(duì)電極夾進(jìn)行固定，調(diào)整好直流電源，使其為恒流輸出的狀態(tài)。在開(kāi)頭試驗(yàn)之后，定時(shí)在取樣口進(jìn)行取樣。在電解之前，陰極電極碳纖維氈與活性炭填料，在試驗(yàn)濃度相同的廢水中進(jìn)行浸泡，使其處于吸附飽和的狀態(tài)。

(4)分析方法

對(duì)于廢水當(dāng)中的C3H3NaO2以及對(duì)甲基苯磺酸鈉成份濃度，可使用離子色譜儀實(shí)施相關(guān)的測(cè)定。使用化學(xué)需氧量速測(cè)儀對(duì)COD成份進(jìn)行測(cè)定。

2、結(jié)果與爭(zhēng)論

(1)二維與三維電機(jī)處理效果比對(duì)分析

在試驗(yàn)當(dāng)中，針對(duì)丙烯酸丁酯廢水在二維平板電極以及三維電極反應(yīng)設(shè)備中，對(duì)產(chǎn)生的最終處理效果進(jìn)行了具體的比對(duì)分析，其結(jié)果如圖2所示。通過(guò)對(duì)圖2的分析可知，三維電極去COD的效果要比二維平板電極去除的效果要好。在何國(guó)建等學(xué)者的相關(guān)討論中也得出了相同的結(jié)論，三維電極去除污染物的力量比二級(jí)電極明顯是由于：與二維電極進(jìn)行比較，存在于三維電極反應(yīng)器內(nèi)部的活性炭填料，將單位槽體積的電極表面積進(jìn)行了增加，使其反應(yīng)速度有了明顯的提升。此外，在三維電極反應(yīng)器當(dāng)中存在的粒子間距比較小，傳質(zhì)效果與二維電極進(jìn)行比較，有了非常明顯的改善，所以電流效率更高，去除COD的效果也更加明顯。

(2)COD濃度對(duì)廢水處理效果的影響

如圖3所示，在恒流的條件下，COD的濃度會(huì)對(duì)三維電極電流的效率產(chǎn)生很大的影響。通過(guò)對(duì)圖3的分析可知，COD的初始值不同，電流效率會(huì)隨著詳細(xì)停留的時(shí)間增加而降低，假如停留的時(shí)間相同，COD的初始濃度與平均電流效率的關(guān)系為正比，初始的濃度越高，其中的電流效率也會(huì)越高。在0-3小時(shí)的時(shí)間當(dāng)中，電流的平均效率會(huì)到達(dá)最高點(diǎn)，其COD的實(shí)際濃度為1200mg/l、2400mg/l、9600mg/l的時(shí)候，其中的電流效率平均為50%、83%以及154%。

通過(guò)對(duì)圖3、圖4以及圖5的分析可知，COD的初始濃度能夠?qū)﹄妷骸㈦娏餍室约皢挝粡U水能耗等產(chǎn)生影響，假如電解時(shí)間相同，初始值的濃度越高，電流產(chǎn)生的效率就會(huì)越高，電壓值便會(huì)越低。產(chǎn)生這一問(wèn)題的主要緣由為：CH2CHCOOC4H9生成的廢水當(dāng)中，有機(jī)物主要為C3H3NaO2以及對(duì)甲基苯磺酸鈉，污染物自身便是電解質(zhì)，假如COD的初始濃度比較高，在廢水當(dāng)中的電解質(zhì)濃度也會(huì)很高，導(dǎo)電性能越好，電流相等的條件下，電解槽電壓也會(huì)越低。這樣便使副反應(yīng)的發(fā)生氣率進(jìn)行了降低，并削減了能耗。但是，COD的濃度假如過(guò)高，便會(huì)提升污染物與電解質(zhì)中-OH等一些活性物質(zhì)之間產(chǎn)生碰撞的幾率，使利用率有所提升。

(3)極板間距對(duì)處理效果的影響

圖6為三維電極極板間距對(duì)去除COD所產(chǎn)生的影響。假如存在的電流強(qiáng)度相同，那么停留的時(shí)間為5個(gè)小時(shí)，隨著極板之間的間距加大，去除的效率會(huì)先增大之后減小。停留1個(gè)小時(shí)的時(shí)間，其極板之間的間距距離為3cm，去除COD的效率最抱負(fù)。消失這種狀況的緣由為：極板間距距離的加大，導(dǎo)致了歐姆電阻的增大，在相同的電流強(qiáng)度下，電壓逐步加大。利用電化學(xué)當(dāng)中的學(xué)問(wèn)可以得出，電解反應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力為電解液相與粒子電極之間產(chǎn)生的電位差，當(dāng)粒子當(dāng)中的電壓比分解電壓大時(shí)，反應(yīng)電流才會(huì)通過(guò)，并且產(chǎn)生的差值越大，其中的反應(yīng)速率便越大，這樣去除COD的效果便會(huì)越明顯。假如達(dá)到肯定的電壓值之后，在電壓連續(xù)增大之后，主電位以及感應(yīng)粒子電極電位會(huì)增加與四周電