丙烯酸丁酯生产废水处理三维电极法
目前，常见的工业处理方法有焚烧处理法、生化处理法。焚烧处理是丙烯酸丁酯废水目前最常见的处理方法，简单、直接、有效且不受废水组成影响。缺点：首先焚烧需要消耗大量燃料气或燃油，燃料成本相对较高。本人所在装置目前采用此法;生化处理由于丙烯酸丁酯废水盐含量高、丙烯酸对细菌具有一定的毒性，因此需要大量清水搀兑，以满足微生物的处理要求，且生化处理工艺不稳定，处理效果一般。所以，本文针对三维电极法处理CH2CHCOOC4H9生产废水做出了如下分析。
1、实验方法与材料
(1)实验废水
CH2CHCOOC4H9生产出来的废水来自丙烯酸丁酯生产过程中的醇回收塔塔釜，废水当中的COD含量高达65g/l，使用自来水对其进行稀释之后，使用在电解实验设施中。其中，完成稀释之后的废水PH=5。
(2)实验装置
实验使用的装置为有机玻璃电解槽1.5L，在该装置当中，分别放置了阳极极板以及阴极极板、活性炭填料，共同构成了三维电极。如图1所示。
(3)实验步骤
该实验应用的为静态实验设备，先在电解槽中将阳极板以及阴极板固定好，将曝气管放入其中，取提前准备好的实验废水1L，将其加入到电解槽当中，并在阳极板和阴极板中对电极夹进行固定，调节好直流电源，使其为恒流输出的状态。在开始实验之后，定时在取样口进行取样。在电解之前，阴极电极碳纤维毡与活性炭填料，在实验浓度相同的废水中进行浸泡，使其处于吸附饱和的状态。
(4)分析方法
对于废水当中的C3H3NaO2以及对甲基苯磺酸钠成份浓度，可使用离子色谱仪实施相关的测定。使用化学需氧量速测仪对COD成份进行测定。
2、结果与讨论
(1)二维与三维电机处理效果比对分析
在实验当中，针对丙烯酸丁酯废水在二维平板电极以及三维电极反应设备中，对产生的最终处理效果进行了详细的比对分析，其结果如图2所示。通过对图2的分析可知，三维电极去COD的效果要比二维平板电极去除的效果要好。在何国建等学者的相关研究中也得出了相同的结论，三维电极去除污染物的能力比二级电极明显是因为：与二维电极进行比较，存在于三维电极反应器内部的活性炭填料，将单位槽体积的电极表面积进行了增强，使其反应速度有了明显的提升。此外，在三维电极反应器当中存在的粒子间距比较小，传质效果与二维电极进行比较，有了十分明显的改善，所以电流效率更高，去除COD的效果也更加明显。
(2)COD浓度对废水处理效果的影响
如图3所示，在恒流的条件下，COD的浓度会对三维电极电流的效率产生很大的影响。通过对图3的分析可知，COD的初始值不同，电流效率会随着具体停留的时间增加而降低，如果停留的时间相同，COD的初始浓度与平均电流效率的关系为正比，初始的浓度越高，其中的电流效率也会越高。在0-3小时的时间当中，电流的平均效率会到达最高点，其COD的实际浓度为1200mg/l、2400mg/l、9600mg/l的时候，其中的电流效率平均为50%、83%以及154%。
通过对图3、图4以及图5的分析可知，COD的初始浓度能够对电压、电流效率以及单位废水能耗等产生影响，如果电解时间相同，初始值的浓度越高，电流产生的效率就会越高，电压值便会越低。产生这一问题的主要原因为：CH2CHCOOC4H9生成的废水当中，有机物主要为C3H3NaO2以及对甲基苯磺酸钠，污染物自身便是电解质，如果COD的初始浓度比较高，在废水当中的电解质浓度也会很高，导电性能越好，电流相等的条件下，电解槽电压也会越低。这样便使副反应的发生机率进行了降低，并减少了能耗。但是，COD的浓度如果过高，便会提升污染物与电解质中-OH等一些活性物质之间产生碰撞的几率，使利用率有所提升。
(3)极板间距对处理效果的影响
图6为三维电极极板间距对去除COD所产生的影响。如果存在的电流强度相同，那么停留的时间为5个小时，随着极板之间的间距加大，去除的效率会先增大之后减小。停留1个小时的时间，其极板之间的间距距离为3cm，去除COD的效率最理想。出现这种情况的原因为：极板间距距离的加大，导致了欧姆电阻的增大，在相同的电流强度下，电压逐步加大。利用电化学当中的知识可以得出，电解反应的驱动力为电解液相与粒子电极之间产生的电位差，当粒子当中的电压比分解电压大时，反应电流才会通过，并且产生的差值越大，其中的反应速率便越大，这样去除COD的效果便会越明显。如果达到一定的电压值之后，在电压继续增大之后，主电位以及感应粒子电极电位会增加与周围电解液相之间的电位差，可以被降解的有机物会明显增加，但出现的副反应也会增加，例如产生的阳极析氧反应等，降低了去除COD的效果，并增加了能耗。
3、结束语
总之，电流强度和电解时间相同，对于生产废水的处理，使用三维电极处理的效果会更加理想;三维电极电流效率，会受到污染浓度的影响，污染的浓度越高，其电流效率便会越高，能耗变会越低，去除COD的效果便会更加理想。(来源：中海油惠州石化有限公司)