（1.中国石油大学（华东）化学化工学院，山东东营，257061；
论文关键词：2.东营市环境保护局,山东东营,257061
关键词：腈纶废水；微电解；电极材料
[中图分类号]X703 [文献标识码] A
Study on the Treatment of Polyacrylonitrile Fiber Wastewater by Micro-electrolysis Process Using Various Electrode Materials
Wang Zhi-wei 1, Zhao Chao-cheng 1, Hou Yan-mei 1, Luo Hong-bo 2
(1.College of Chemistry & Chemical Engineering, China University of Petroleum, Dongying, Shandong, 257061; 2. Environmental Protection Agency, Dongying, Shandong, 257061)
Abstract: Different electrode materials were used to investigate the treatment effect on dry-spun polyacrylonitrile fiber wastewater by micro-electrolysis process. The experimental results showed that the interaction of electrodes and the treatment effects of wastewater could be changed if different materials of electrodes were chose, and the wastewater treatment effects would be improved if the potential difference between electrodes was increased, but the effects did not only depend on the potential difference. The optimal combination of electrodes couple was aluminum alloy -activated carbon among many different electrode couples in this study.
Key words: Polyacrylonitrile Fiber Wastewater; Micro-electrolysis; Electrode materials
随着国家对环境保护的日益重视，企业环保达标势在必行。干腈纶废水的处理已成为环保领域中的一大难题，腈纶生产过程中产生的废水水质复杂，尽管外观无色、透明，但低聚物含量高，生物降解性差，属难生物降解废水。通过现有的混凝、气浮等预处理及各种生化处理工艺后，目前大都不能满足达标排放的处理要求[1-3]。
20世纪80年代微电解技术引入我国以来，在染料、石油化工、重金属、制药、农药等废水的处理中有广泛应用。内电解法中应用最为广泛的主要是铁屑炭法，它是采用铁、炭作为电极，应用电解原理，对废水进行处理，其具体作用机制包括电极反应，电场作用，氧化还原反应，铁离子的络合作用，物理吸附作用以及电子传递作用等[4-7]，同济大学陆斌[8]、沈阳工业学院魏守强[9]等学者采用铁屑内电解工艺对腈纶废水进行预处理，取得了较好的实验结果。内电解法作为腈纶废水的预处理方法，可基本保留原有废水处理系统特点，具有改造投资省、运行费用低、效果好等优点，具有较高的应用价值和推广意义。
本文基于微电解的工作原理，选取不同的微电解材料，使其产生不同的电极电位差，从而加快电极的反应速度，考察各种微电解材料对腈纶废水的处理效果。
1实验方法与材料
1.1废水水质
实验所用废水为山东淄博某单位的干法腈纶生产工艺的废水，原废水中含有一定的悬浮物，静置一段时间使悬浮物下沉，浊度明显降低，废水颜色接近无色。
表1 腈纶废水水质
pH
CODcr
(mg/L)
悬浮物 (mg/L)
氨氮
(mg/L)
BOD5
(mg/L)
3.5~6
1100~1800
＜200
50~80
400~500
1.2实验装置与方法
微电解实验装置如图1所示。本装置为一静态实验装置，反应器主体为1000ml的量筒。反应器底部放置一砂芯曝气头，并与空气压缩机相连；反应器内放置一铁质支架，支架上为橡胶垫片和电极反应材料。
图1 微电解实验反应器
在废水中加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺进行凝聚絮凝，去除废水中的悬浮物和部分有机物，然后加酸调节pH值，使水样为酸性条件。取废水1000ml，加入到微电解反应器中，反应一段时间后，将水样取出，加碱调节pH值到8～9，然后静置、沉淀、过滤，除去极细小的杂质和絮凝体。测定COD值，考察处理效果。
1.3分析测试方法
化学耗氧量（CODCr）采用重铬酸钾法(GB 11914 - 89 ) 测定；BOD5 采用稀释与接种法(GB 7488-87)测定；氨氮浓度采用纳氏试剂光度法(GB7479-87)测定；pH 采用玻璃电极法(GB6920-86)测定。
2 结果与分析
2.1铸铁屑－活性炭电极效果
将反应材料进行预处理：铸铁屑经过碱洗、酸洗，去除表面油渍及氧化物，活性炭用腈纶废水浸泡，使其达到吸附饱和。取60g铸铁屑，体积约为50ml，按铁炭体积比为1.0加入活性炭，干法腈纶废水1000ml，进水COD约为1410mg/L，温度为25℃，进水pH＝4.97，考察曝气和未曝气情况下处理效果随时间的变化情况。实验结果如表2所示。
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