成品油庫廢水具有排水不連續和水量、水質波動大等特點，石化企業成品油庫往往不配備專業汙水處理工人，所以傳統的生物處理法無法滿足現實需要。採用活性炭三維電極法對成品油庫廢水進行了試驗研究，分別考察了電解時間、曝氣強度、進水PH值和電解電壓對成品油庫廢水處理效果的影響，最終確定了可以得到最佳處理效果的工藝條件為：電解時間為90min，曝氣強度為15L/min，進水PH值為3，電解電壓為20V。在該實驗條件下，廢水中COD去除率可以達到82%以上。
成品油庫主要用來儲存汽油和柴油，成品油庫汙面水主要包括油罐切水、油罐清洗水、地衝洗水、受汙染的初期雨水和卸、髮油區沖洗水等，具有排水不連續和水量、水質波動大等特點。因為成品油庫具有上述特點，加之石化企業成品油庫往往不配備專業汙水處理工人，所以傳統的生物處理法無法應用於成品油庫廢水處理。
三維電極法是在傳統的二維電解槽的陰、陽極間填充顆粒狀工作電極材料，與二維電極法相比，其電解槽中的每一個工作電極粒子均成為一個獨立的立體電極，粒子兩端同時發生電化學氧化、還原反應，極大縮短了傳質距離，提高了電流效率。同時，粒子之間構成的大量微電解池可以產生具有強氧化性的羥基自由基·OH，提高水處理效果。本研究採用活性炭三維電極法對成品油庫廢水進行處理。
1實驗部分
1.1實驗材料與設備
實驗用水採集自某成品油庫隔油池出口，廢水中COD為1000mg/L，石油類為31.7mg/L，PH值為6.5~7.5。三維電極反應器電解槽採用有機玻璃製成，尺寸為16cm×12cm×23cm， 陽極採用RuO2-IrO2-TiO2/Ti板電極，陰極採用石墨板電極，電極板規格為20 cm×11 cm。極板間填充粒徑1~3mm顆粒活性炭。電解採用直流穩壓恆流電源，電壓為0~35V，電流為0~10A。採用小型空壓機曝氣，空氣由電解槽底部經多孔板均勻散佈。實驗前將極板和活性炭在原水中浸泡至吸附飽和，消除吸附作用對實驗結果的影響，用鹽酸調節原水PH值至酸性。
1.2分析方法
COD採用重鉻酸鉀法測定；PH採用玻璃電極法測定。
2結果與分析
2.1電解時間對COD去除率的影響
在PH為3.0、極板間距為5cm，電壓為20V、Fe2+投加量為1.0g/L、曝氣強度為15L/min的實驗條件下，考察電解時間對COD去除率的影響，結果如圖1所示。
圖1 電解時間對COD去除率的影響
從圖1可以看出，在其他參數一定的條件下，COD去除率隨電解時間的增加而增加。電解前60分鐘，COD去除速率較快，90分鐘時COD去除率達到82.1%，之後COD去除率基本趨於平緩。反應初期，因為水中COD濃度較高，電解過程中不斷產生的·OH與水中有機物發生反應，加之進水中的有機物迅速分散到大量活性炭顆粒之間，在活性炭顆粒形成的微電解池中被降解，極大提高了COD的去除速率。隨著反應的不斷進行，水中有機物濃度不斷下降，水中PH不斷升高，Fe2+在水中不斷形成絮狀物，影響了活性炭顆粒的懸浮狀態，減少了工作電極數量，覆蓋了部分活性中心，減弱了有機物在顆粒電極表面的降解作用，從而使COD去除率變緩。從實驗結果來看，電解時間應控制在90min為宜。
2.2曝氣強度對COD去除率的影響
在PH為3.0、極板間距為5cm、電壓為20V、Fe2+投加量為1.0g/L、電解時間為90min的條件下，考察曝氣強度對COD去除率的影響，結果如圖2所示。
圖2曝氣強度對COD去除率的影響
從圖2可以看出，隨著曝氣強度的不斷增大，水中COD的去除率呈現出先增後減的走勢，這是因為合適的曝氣強度可以使廢水均勻分佈於活性炭顆粒之間，促進水中有機物向微電極的傳質，有利於有機物的降解。同時，曝氣產生的氣泡可以促進活性炭顆粒的擾動和摩擦，有利於去除顆粒表面的鈍化膜，加快有機物向顆粒表面的傳質速率。當曝氣強度不斷增大，有機物無法有效分散到活性炭顆粒表面，微電極的電解作用減弱，有機物無法被有效降解，所以過高的曝氣強度不但增加處理成本，也不利於COD的去除。因此，本實驗確定的合理曝氣強度為15L/min。
2.3進水PH值對COD去除率的影響
調節進水PH在1~6的範圍內、極板間距為5cm、電壓為20V、Fe2+投加量為1.0g/L、電解時間為90min的條件下，考察進水PH對COD去除率的影響，結果如圖3所示。
圖3進水PH值對COD去除率的影響
由圖3可以看出，進水PH值由1到6增長的過程中，水中COD去除率呈現出先增加後降低的走勢，PH值在3左右時，COD去除率最高。這是因為電解槽中廢水的酸鹼度直接影響極板表面·OH產生。PH值過低，水中H+離子濃度過高，陰極產生的H2O2捕獲水中的質子形成的H3O2+顯示出親電子性，減弱了H2O2與Fe2+反應生成·OH的效果。PH值較高時，Fe2+會生成Fe(OH)3沉澱，Fe2+濃度降低，影響了·OH的生成，同時，較高的PH值會導致H2O2無效分解，影響處理效果。所以，本實驗確定的最佳PH值為3。
2.4電解電壓對COD去除率的影響
在PH為3.0、極板間距5cm、Fe2+投加量為1.0g/L、曝氣強度為15L/min的實驗條件下，考察電解槽電壓的變化對COD去除率的影響，結果如圖4所示。
圖4極板間距對COD去除率的影響
從圖4可以看出，電解電壓由10V增加至30V的過程中，水中COD去除率呈現出先增加後降低的走勢，電壓為20V時，去除率最高。這是因為隨著電壓的增大，電解槽內電壓梯度上升，電流密度增加，活性炭顆粒極化程度增加，·OH產生速率增加，有機物處理效率提高。但隨著電壓的繼續增大，電極電勢超過析氧、析氫電勢後，活性炭顆粒微電極上的副反應增多，產生大量氣泡，導致有機物無法在活性炭顆粒上有效吸附，氣膜使活性炭顆粒隔開，增大了電阻率，電流密度降低，·OH產生速率下降，造成處理效率下降。所以實驗表明，電解電壓選擇20V為宜。
3結論
使用活性炭三維電極法處理成品油庫廢水，COD去除率可以達到82%以上。電解時間、曝氣強度、進水PH值和電解槽電壓均對廢水處理效果有顯著影響。實驗結果表明，最佳工藝條件為：電解時間為90min，曝氣強度為15L/min，進水PH值為3，電解電壓為20V。採用活性炭三維電極法處理汙水，佔地面積小，能耗低，操作簡單，產泥量少，活性炭顆粒再生週期長，對於不適用傳統生物處理法處理廢水的成品油庫，是一種優選的處理方法。
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