电催化氧化法降解炼油二级出水CODCr的研究

林海波，张恒彬，孙治权，姬长征 (吉林大学 化学学院，吉林 长春 130023) 　　摘　要：以炼油厂二级出水回用为目的，研究了电催化氧化法降解炼油厂二级出水CODCr的方法。实验结果表明，电催化氧化法可在炼油厂二级出水回用中降解CODCr。当废水处理后ρ(CODCr)小于30mg/L时，处理每吨废水的电能消耗在1 kW·h左右。CODCr的降解效果依赖于废水性质、电解时间、电极材料、电流密度、电极间距、电解槽结构、废水流量等因素。 　　关键词：电催化；电化学；废水处理；化学需氧量 　　中图分类号：X742　　文献标识码：A　　文章编号：1009—2455(2004)06—0031—04 A Study of Degradation of COD of Secondary Effluent Water from Refinery by Electrocatalytic Oxidation Method LIN Hai-bo，ZHANG Heng-bin，SUN Zhi-quan，JI Chang-zheng (College of Chemistry，Jilin University, Changchun 130023，China) 　　Abstract：The degradation of the CODCr of the secondary effluent water from refinery by electrocatalytic oxidation method has been studied with the purpose of reusing the secondary effluent water from refineries.The experimental results indicated that electrocatalytic oxidation method can be used for degrading CODCr in reusing the secondary effluent water from refineries.When the ρ(CODCr) of the waste water is below 30mg/L after treatment，the electric energy consumption for the treatment of one ton of the waste water is around 1kWh.The result of the degradation of CODCr depends on the nature of the waste water，the time of electrolysis，the materials of electrode，the current density，the electrode spacing，the construction of electrolytic cell，the flowrate of waste water，etc. 　　Key words：electrocatalysis；electrochemistry；wastewater treatment；CODCr 　　石化企业水资源供求矛盾尖锐，水资源浪费现象严重，加工吨油耗水量大、排污水多。如果采用污水回用技术可以大幅度降低水耗、减少污水外排、降低企业的生产成本。目前，炼油厂外排污水在经过常规的物理和生物二级处理后，水质基本可以达到国家废水排放二级标准，如果回用，二级出水中CODCr，BOD5，氨氮，溶解性固体，悬浮物以及细菌群落数等指标则明显高于回用水标准。其浓度根据各厂的运行状况而变化，如ρ(BOD5)为30mg/L，ρ(CODCr)为100mg/L，ρ(SS)为30 mg/L，p(NH3-N)为25 mg/L，ρ(P)为10mg/L，不能满足回用水的要求[1]。外排污水中的CODCr值高，循环水异养菌总数较高，微生物控制难度大，可能在循环系统内大量繁殖，进而产生微生物粘垢，如粘垢附在管壁或换热器壁上，会产生局部的腐蚀。降低二级出水中的CODCr，是解决炼油厂外排污水回用的关键问题之一。 　　废水回用中低质量浓度的CODCr(小于200mg/L)的去除主要采用化学法加药、臭氧法等，成本高，处理效果不好。近年来发展起来的高级氧化技术如光化学催化氧化法、湿式氧化法等虽然有某些优越性，但是由于工艺和技术原因还不能工业化[2]。电化学催化氧化法为污水处理提出了新的思路，该方法不需要添加氧化剂，无二次污染，条件温和，兼具气浮、絮凝、杀菌作用，被认为是适合于低CODCr质量浓度废水处理的最好方法之一[3-4]。 　　本工作以炼油厂二级出水回用为目的，研究电催化氧化法降解炼油厂二级出水CODCr的方法以及影响因素，探讨电催化法应用的可行性。 1 实验部分 1.1 电化学氧化法降解CODCr的原理 　　有机废水进入电解系统以后，在电极上发生如下反应： 　　在高的阳极电位条件下，可产生羟基自由基。 　　H20→-OH＋H+＋e- (1) 　　如果溶液中存在Cl-离子，则有氯生成，与阴极上产生的氢氧离子发生反应，生成次氯酸盐。 　　2Cl-→Cl2+2e- (2) 　　Cl2＋2OH-→Cl-＋ClO-＋H2O (3) 　　有机物在阳极表面上或Helmhotz层内发生氧化断链反应，或者与有强氧化能力的自由基发生氧化反应，氧化成CO2和H2O以及一些小分子的有机物，这些断链产物在本体溶液中进一步被NaClO氧化。 　　同时在阳极有副反应发生，生成氧气，降低电氧化效率。 　　H2O→2H+＋1/2O2＋2e- (4) 1.2 实验方法与装置 　　如图1所示，电化学氧化实验在带有电磁搅拌的无隔膜电解槽中进行。阳极使用DSA型高氧超不溶性氧化物涂层电极，阴极使用带孔金属材料，电极表面积为3 cm × 3 cm，两极间距可调。待处理废水为250cm3，电解系统可进行恒电压电解或恒电流电解，可调节电流密度和电压。为了考察溶液电导、pH值、氯离子浓度、电流密度、电极间距、电解时间、CODCr初始质量浓度等参数对氧化过程的影响，可对上述参数进行改变。电解实验在室温下进行。 　　图2为连续流动电解实验示意图。待处理废水置于高位槽中，调节阀门控制流速，当待处理废水充满电解槽后，给定电流，记录电量，定时测定流出液CODCr的质量浓度。 1.3 废水来源及特点 　　水样取自炼油厂二级出水，水质状况见表1。除特殊说明，实验所使用的原水未加入任何组分。 表1 炼油厂二级出水水质 ρ(CODCr)/(mg·L-1) ρ(NH3-N)/(mg·L-1) pH值 ρ(油)/(mg·L-1) ρ(Cl-)/(mg·L-1) ρ(酚)/(mg·L-1) 60～150 0 6.0～7.0 2.2 100～150 微量 1.4 分析方法 　　CODCr值用重铬酸钾标准方法测定；溶液电导用电导率仪测定。 1.5 能耗计算公式 　　W＝I·U·t 　　式中：W为能耗，kW·h；I为电流强度，A；U为槽电压，V；t为电解时间，h。 2 结果与讨论 2.1 电催化氧化法去除二级出水CODCr效果 　　为了考察电催化氧化法降解二级出水CODCr的效果，用恒电流电解法进行间歇电解实验。 　　图3显示，在不加任何添加剂的情况下，当电解电量达到0.12 A·h/L时，p(CODCr)下降到20～41 mg/L；当电解电量达到0.20 A·h/L时，ρ(CODCr)进一步下降到18～39mg/L；当电解电量达到0.28A·h/L时，户(CODCr)接近或小于30mg/L；当电解电量达到0.44 A·h/L时户(CODCr)下降到10mg/L以下。不同批次的原水CODCr初始质量浓度以及其组成的差别影响CODCr去除效果。 　　电催化氧化法可以有效降低炼油废水中的CODCr的质量浓度，经过一段时间电解后，废水ρ(CODCr)可降到30mg/L或10mg/L，远远低于我国现行的废水回用标准以及美国对电厂和循环冷却水的推荐标准闭； 2.2 主要工艺参数的研究 2.2.1 电流密度的影响 　　实验初步考察了电流密度对CODCr去除效果的影响，原水CODCr的质量浓度60.8mg/L，电导率1730μS/cm。图4示出废水CODCr与电解时间的关系曲线，曲线a，b，c，d分别为电流密度5，10，20，30mA/cm2时CODCr的电解去除效果，表2列出不同电流密度下电解实验结果。 　　结果表明，电流密度增大导致槽电压升高、使能耗上升。电解时间缩短有利于降低能耗。电流密度的提高，意味着总反应速度的提高。电流密度对电流效率的影响取决于电流密度增大以后析氧反应耗用电流的比例是否提高。在实践中，确定电流密度应综合考虑电流效率、电压效率以及电极寿命等因素。 表2 不同电流密度条件的电解效果 序号 电流密度/(mA·cm-2) 槽压/(A·h·L-1) 单位耗电量/(A·h·L-1) 单位能耗/(W·h·L-1) 1 5 5.16 0.16 0.87 2 10 5.72 0.16 0.92 3 20 7.51 0.28 2.10 4 30 9.12 0.24 2.19 2.2.2 阳极材料的影响 　　我们利用现有的两种被认为性能优良的DSA型，在相同条件下(原水电导率1870 μS/cm，电流密度10mA/cm2，电极间距5mm)，比较了上述两种阳极材料对CODCr去除效果的影响，如表3。结果表明，Ti/PbO2和Ti/SnO2相比，处理效果相近，但使用前者槽压和能耗较低。 表3 不同阳极材料对CODCr去除效果的影响 电解时间/min Ti/PbO2阳极 Ti/SnO2阳极 ρ(CODCr)/(mg·L-1) 槽压/V 单位能耗/(W·h·L-1) ρ(CODCr)/(mg·L-1) 槽压/V 单位能耗/(W·h·L-1) 0 81.8 81.8 20 48.4 5.58 0.70 41.7 6.59 0.79 40 31.9 5.53 1.11 30.8 6.82 1.36 60 20.5 5.49 1.76 21.4 6.92 2.21 90 ＜10 5.33 2.77 ＜10 7.07 3.67 2.2.3 阴极材料的影响 　　在阴极发生氢气析出反应。在不同阴极材料上析氢过电位不同，直接影响电解槽电压，也就影响废水处理能耗。本实验分别用3种不同阴极材料A，B，C，在其他因素不变的条件下考察了阴极材料的影响，见表4。可见，3种阴极材料，除C效果较差外，A与B效果接近。 表4 不同阴极材料的电解效果 阴极材料 COD去除率/% 槽压/V 单位耗电量(A·h·L-1) 单位能耗/(W·h·L-1) Ti(A) 46.7 6.18 0.30 1.854 Fe(B) 45.3 6.10 0.30 1.830 不锈钢(C) 40.3 6.21 0.30 1.905 2.2.4 电极面积的影响 　　电极面积对电解效果的影响，如表5所示。通过电解槽总电流不变，增大电极面积使电流密度降低，导致槽压下降，能耗降低。 2.2.5 电极间距的影响 　　电极间距对槽压影响很大，图5给出槽压与电极间距的关系曲线。对于废水处理体系，槽压随电极间距近似于线性关系。电极间距越小，槽电压越低，能耗也越低。尤其是电导率较低的溶液，其影响更显著。 表5 电极面积对电解效果的影响 电极面积/cm2 电流强度/A 电流密度/(A·cm-2) 槽压/V 18 90 5 5.60 9 90 10 6.30 ρ(CODCr)＜30mg/L ρ(CODCr)＜10mg/L 单位耗电量(A·h·L-1) 单位能耗/(W·h·L-1) 单位耗电量(A·h·L-1) 单位能耗/(W·h·L-1) 0.16 0.896 0.52 2.91 0.18 1.02 0.52 3.32 2.3 模拟连续电解实验 　　图6给出连续电解实验结果。原水ρ(CODCr)为44.6mg/L，电导率大于1000μS/cm，pH=2，流量17 mL/rain，电流0.49 A，电解槽阳极面积49cm2。最初电解槽用原水充满，然后通电，控制高位槽阀门，经电解处理的废水从电解槽出口流出，电解40min后，ρ(CODCr)已经降到30mg/L，90min已经接近极限值18 mg/L。如果ρ(CODCr)为30mg/L已经满足要求，那么40min可认为是电解处理液的排放起始时间，ρ(CODCr)18mg/L为该电化学处理体系的稳态值。 2.4 经济技术初步分析 　　为了考察电催化氧化法去除CODCr的可行性，表6列出CODCr的质量浓度为131.9mg/L、电导率980μS/cm、NaCl浓度2.5 mmol/L(ρ(NaCl)=146.0mg/L)、pH值为6的炼油厂实际外排二级出水，在电极间距5 mm，电流密度10mA/cm2条件下的典型电解实验结果。结果表明，电解法去除CODCr可取得良好的效果。在给定的条件下，如果处理1 L原水，使其CODCr的质量浓度达到小于30 mg/L，直流电消耗约为1.04 W·h；达到小于10mg/L，直流电消耗约为3.0W·h。 表6 CODCr去除实验效果 电解时间/min ρ(CODCr)/(mg·L-1) 槽压/V 单位能耗/(W·h·L-1) 30 ＜30 5.8 1.04 90 ＜10 5.8 3.00 3 结论 　　利用电催化氧化技术降解低浓度、难处理的炼油厂二级出水CODCr是可行的。 　　①电催化氧化法可以应用于低盐、低氯离子质量浓度的水质，不需要添加药剂。 　　②根据实验数据对废水处理费用初步分析，如果要求ρ(CODCr)<30mg/L，处理每吨废水的电能消耗可以在1 kW·h左右。 　　③降低电流密度有利于提高去除CODCr效果，提高电流密度使能耗升高。 参考文献： ［1］陈洪斌，庞小东，李建忠，等.炼油废水的处理和回用进展[J].给水排水，2002，28(2)：52-56. ［2］齐军，顾温国，李劲.水中难降解有机物氧化处理技术的研究现状和发展趋势[J].环境保护，2000，(3)：17-19. ［3］常玉，刁慧芳，施汉昌.电化学消毒法处理回用水的可行性研究[J].环境污染治理技术与设备，2002，3(12)：46-50. ［4］高琼，余志荣，徐竟成，等.电解法在回用水处理中的应用初探[J].化学世界，2002，(增刊)：117-118. ［5］周彤.污水回用决策与技术[M].北京：化学工业出版社，2002.196-220. 作者简介：林海波(1963-)，男，吉林白城市人，副教授，电话(0431)8499221，lhb910＠jlu.edu.cn。

林海波，张恒彬，孙治权，姬长征
(吉林大学 化学学院，吉林 长春 130023)

　　摘　要：以炼油厂二级出水回用为目的，研究了电催化氧化法降解炼油厂二级出水COD_Cr的方法。实验结果表明，电催化氧化法可在炼油厂二级出水回用中降解COD_Cr。当废水处理后ρ(COD_Cr)小于30mg/L时，处理每吨废水的电能消耗在1 kW·h左右。COD_Cr的降解效果依赖于废水性质、电解时间、电极材料、电流密度、电极间距、电解槽结构、废水流量等因素。
　　关键词：电催化；电化学；废水处理；化学需氧量
　　中图分类号：X742　　文献标识码：A　　文章编号：1009—2455(2004)06—0031—04

A Study of Degradation of COD of Secondary Effluent Water from Refinery by Electrocatalytic Oxidation Method
LIN Hai-bo，ZHANG Heng-bin，SUN Zhi-quan，JI Chang-zheng
(College of Chemistry，Jilin University, Changchun 130023，China)

　　Abstract：The degradation of the COD_Cr of the secondary effluent water from refinery by electrocatalytic oxidation method has been studied with the purpose of reusing the secondary effluent water from refineries.The experimental results indicated that electrocatalytic oxidation method can be used for degrading COD_Cr in reusing the secondary effluent water from refineries.When the ρ(COD_Cr) of the waste water is below 30mg/L after treatment，the electric energy consumption for the treatment of one ton of the waste water is around 1kWh.The result of the degradation of COD_Cr depends on the nature of the waste water，the time of electrolysis，the materials of electrode，the current density，the electrode spacing，the construction of electrolytic cell，the flowrate of waste water，etc.
　　Key words：electrocatalysis；electrochemistry；wastewater treatment；COD_Cr

　　石化企业水资源供求矛盾尖锐，水资源浪费现象严重，加工吨油耗水量大、排污水多。如果采用污水回用技术可以大幅度降低水耗、减少污水外排、降低企业的生产成本。目前，炼油厂外排污水在经过常规的物理和生物二级处理后，水质基本可以达到国家废水排放二级标准，如果回用，二级出水中COD_Cr，BOD₅，氨氮，溶解性固体，悬浮物以及细菌群落数等指标则明显高于回用水标准。其浓度根据各厂的运行状况而变化，如ρ(BOD₅)为30mg/L，ρ(COD_Cr)为100mg/L，ρ(SS)为30 mg/L，p(NH₃-N)为25 mg/L，ρ(P)为10mg/L，不能满足回用水的要求^[1]。外排污水中的COD_Cr值高，循环水异养菌总数较高，微生物控制难度大，可能在循环系统内大量繁殖，进而产生微生物粘垢，如粘垢附在管壁或换热器壁上，会产生局部的腐蚀。降低二级出水中的COD_Cr，是解决炼油厂外排污水回用的关键问题之一。
　　废水回用中低质量浓度的COD_Cr(小于200mg/L)的去除主要采用化学法加药、臭氧法等，成本高，处理效果不好。近年来发展起来的高级氧化技术如光化学催化氧化法、湿式氧化法等虽然有某些优越性，但是由于工艺和技术原因还不能工业化^[2]。电化学催化氧化法为污水处理提出了新的思路，该方法不需要添加氧化剂，无二次污染，条件温和，兼具气浮、絮凝、杀菌作用，被认为是适合于低COD_Cr质量浓度废水处理的最好方法之一^[3-4]。
　　本工作以炼油厂二级出水回用为目的，研究电催化氧化法降解炼油厂二级出水COD_Cr的方法以及影响因素，探讨电催化法应用的可行性。

1 实验部分

1.1 电化学氧化法降解COD_Cr的原理
　　有机废水进入电解系统以后，在电极上发生如下反应：
　　在高的阳极电位条件下，可产生羟基自由基。
　　H₂0→-OH＋H⁺＋e^- (1)
　　如果溶液中存在Cl-离子，则有氯生成，与阴极上产生的氢氧离子发生反应，生成次氯酸盐。
　　2Cl^-→Cl₂+2e^- (2)
　　Cl₂＋2OH^-→Cl^-＋ClO^-＋H₂O (3)
　　有机物在阳极表面上或Helmhotz层内发生氧化断链反应，或者与有强氧化能力的自由基发生氧化反应，氧化成CO₂和H₂O以及一些小分子的有机物，这些断链产物在本体溶液中进一步被NaClO氧化。
　　同时在阳极有副反应发生，生成氧气，降低电氧化效率。
　　H₂O→2H⁺＋1/2O₂＋2e^- (4)
1.2 实验方法与装置
　　如图1所示，电化学氧化实验在带有电磁搅拌的无隔膜电解槽中进行。阳极使用DSA型高氧超不溶性氧化物涂层电极，阴极使用带孔金属材料，电极表面积为3 cm × 3 cm，两极间距可调。待处理废水为250cm³，电解系统可进行恒电压电解或恒电流电解，可调节电流密度和电压。为了考察溶液电导、pH值、氯离子浓度、电流密度、电极间距、电解时间、COD_Cr初始质量浓度等参数对氧化过程的影响，可对上述参数进行改变。电解实验在室温下进行。

　　图2为连续流动电解实验示意图。待处理废水置于高位槽中，调节阀门控制流速，当待处理废水充满电解槽后，给定电流，记录电量，定时测定流出液COD_Cr的质量浓度。

1.3 废水来源及特点
　　水样取自炼油厂二级出水，水质状况见表1。除特殊说明，实验所使用的原水未加入任何组分。

表1 炼油厂二级出水水质

ρ(COD_Cr)/(mg·L^-1) ρ(NH₃-N)/(mg·L^-1) pH值 ρ(油)/(mg·L^-1) ρ(Cl^-)/(mg·L^-1) ρ(酚)/(mg·L^-1) 60～150 0 6.0～7.0 2.2 100～150 微量

1.4 分析方法
　　COD_Cr值用重铬酸钾标准方法测定；溶液电导用电导率仪测定。
1.5 能耗计算公式
　　W＝I·U·t
　　式中：W为能耗，kW·h；I为电流强度，A；U为槽电压，V；t为电解时间，h。

2 结果与讨论

2.1 电催化氧化法去除二级出水COD_Cr效果
　　为了考察电催化氧化法降解二级出水COD_Cr的效果，用恒电流电解法进行间歇电解实验。
　　图3显示，在不加任何添加剂的情况下，当电解电量达到0.12 A·h/L时，p(COD_Cr)下降到20～41 mg/L；当电解电量达到0.20 A·h/L时，ρ(COD_Cr)进一步下降到18～39mg/L；当电解电量达到0.28A·h/L时，户(COD_Cr)接近或小于30mg/L；当电解电量达到0.44 A·h/L时户(COD_Cr)下降到10mg/L以下。不同批次的原水COD_Cr初始质量浓度以及其组成的差别影响COD_Cr去除效果。

　　电催化氧化法可以有效降低炼油废水中的COD_Cr的质量浓度，经过一段时间电解后，废水ρ(COD_Cr)可降到30mg/L或10mg/L，远远低于我国现行的废水回用标准以及美国对电厂和循环冷却水的推荐标准闭；
2.2 主要工艺参数的研究
2.2.1 电流密度的影响
　　实验初步考察了电流密度对COD_Cr去除效果的影响，原水COD_Cr的质量浓度60.8mg/L，电导率1730μS/cm。图4示出废水COD_Cr与电解时间的关系曲线，曲线a，b，c，d分别为电流密度5，10，20，30mA/cm²时COD_Cr的电解去除效果，表2列出不同电流密度下电解实验结果。

　　结果表明，电流密度增大导致槽电压升高、使能耗上升。电解时间缩短有利于降低能耗。电流密度的提高，意味着总反应速度的提高。电流密度对电流效率的影响取决于电流密度增大以后析氧反应耗用电流的比例是否提高。在实践中，确定电流密度应综合考虑电流效率、电压效率以及电极寿命等因素。

表2 不同电流密度条件的电解效果

序号 电流密度/(mA·cm^-2) 槽压/(A·h·L^-1) 单位耗电量/(A·h·L^-1) 单位能耗/(W·h·L^-1) 1 5 5.16 0.16 0.87 2 10 5.72 0.16 0.92 3 20 7.51 0.28 2.10 4 30 9.12 0.24 2.19

2.2.2 阳极材料的影响
　　我们利用现有的两种被认为性能优良的DSA型，在相同条件下(原水电导率1870 μS/cm，电流密度10mA/cm²，电极间距5mm)，比较了上述两种阳极材料对COD_Cr去除效果的影响，如表3。结果表明，Ti/PbO₂和Ti/SnO₂相比，处理效果相近，但使用前者槽压和能耗较低。

表3 不同阳极材料对COD_Cr去除效果的影响

电解时间/min Ti/PbO₂阳极 Ti/SnO₂阳极 ρ(COD_Cr)/(mg·L^-1) 槽压/V 单位能耗/(W·h·L^-1) ρ(COD_Cr)/(mg·L^-1) 槽压/V 单位能耗/(W·h·L^-1) 0 81.8 81.8 20 48.4 5.58 0.70 41.7 6.59 0.79 40 31.9 5.53 1.11 30.8 6.82 1.36 60 20.5 5.49 1.76 21.4 6.92 2.21 90 ＜10 5.33 2.77 ＜10 7.07 3.67

2.2.3 阴极材料的影响
　　在阴极发生氢气析出反应。在不同阴极材料上析氢过电位不同，直接影响电解槽电压，也就影响废水处理能耗。本实验分别用3种不同阴极材料A，B，C，在其他因素不变的条件下考察了阴极材料的影响，见表4。可见，3种阴极材料，除C效果较差外，A与B效果接近。

表4 不同阴极材料的电解效果

阴极材料 COD去除率/% 槽压/V 单位耗电量(A·h·L^-1) 单位能耗/(W·h·L^-1) Ti(A) 46.7 6.18 0.30 1.854 Fe(B) 45.3 6.10 0.30 1.830 不锈钢(C) 40.3 6.21 0.30 1.905

2.2.4 电极面积的影响
　　电极面积对电解效果的影响，如表5所示。通过电解槽总电流不变，增大电极面积使电流密度降低，导致槽压下降，能耗降低。
2.2.5 电极间距的影响
　　电极间距对槽压影响很大，图5给出槽压与电极间距的关系曲线。对于废水处理体系，槽压随电极间距近似于线性关系。电极间距越小，槽电压越低，能耗也越低。尤其是电导率较低的溶液，其影响更显著。

表5 电极面积对电解效果的影响

电极面积/cm² 电流强度/A 电流密度/(A·cm^-2) 槽压/V 18 90 5 5.60 9 90 10 6.30

ρ(COD_Cr)＜30mg/L ρ(COD_Cr)＜10mg/L 单位耗电量(A·h·L^-1) 单位能耗/(W·h·L^-1) 单位耗电量(A·h·L^-1) 单位能耗/(W·h·L^-1) 0.16 0.896 0.52 2.91 0.18 1.02 0.52 3.32

2.3 模拟连续电解实验
　　图6给出连续电解实验结果。原水ρ(COD_Cr)为44.6mg/L，电导率大于1000μS/cm，pH=2，流量17 mL/rain，电流0.49 A，电解槽阳极面积49cm²。最初电解槽用原水充满，然后通电，控制高位槽阀门，经电解处理的废水从电解槽出口流出，电解40min后，ρ(COD_Cr)已经降到30mg/L，90min已经接近极限值18 mg/L。如果ρ(COD_Cr)为30mg/L已经满足要求，那么40min可认为是电解处理液的排放起始时间，ρ(COD_Cr)18mg/L为该电化学处理体系的稳态值。

2.4 经济技术初步分析
　　为了考察电催化氧化法去除COD_Cr的可行性，表6列出COD_Cr的质量浓度为131.9mg/L、电导率980μS/cm、NaCl浓度2.5 mmol/L(ρ(NaCl)=146.0mg/L)、pH值为6的炼油厂实际外排二级出水，在电极间距5 mm，电流密度10mA/cm²条件下的典型电解实验结果。结果表明，电解法去除COD_Cr可取得良好的效果。在给定的条件下，如果处理1 L原水，使其COD_Cr的质量浓度达到小于30 mg/L，直流电消耗约为1.04 W·h；达到小于10mg/L，直流电消耗约为3.0W·h。

表6 COD_Cr去除实验效果

电解时间/min ρ(COD_Cr)/(mg·L^-1) 槽压/V 单位能耗/(W·h·L^-1) 30 ＜30 5.8 1.04 90 ＜10 5.8 3.00

3 结论

　　利用电催化氧化技术降解低浓度、难处理的炼油厂二级出水COD_Cr是可行的。
　　①电催化氧化法可以应用于低盐、低氯离子质量浓度的水质，不需要添加药剂。
　　②根据实验数据对废水处理费用初步分析，如果要求ρ(COD_Cr)<30mg/L，处理每吨废水的电能消耗可以在1 kW·h左右。
　　③降低电流密度有利于提高去除COD_Cr效果，提高电流密度使能耗升高。

参考文献：
［1］陈洪斌，庞小东，李建忠，等.炼油废水的处理和回用进展[J].给水排水，2002，28(2)：52-56.
［2］齐军，顾温国，李劲.水中难降解有机物氧化处理技术的研究现状和发展趋势[J].环境保护，2000，(3)：17-19.
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作者简介：林海波(1963-)，男，吉林白城市人，副教授，电话(0431)8499221，lhb910＠jlu.edu.cn。