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全自动自清洗过滤器电化学氧化法处理低浓度氨氮污水研究

来源: 北京莱金源水处理*有限公司

全自动自清洗过滤器电化学氧化法处理低浓度氨氮污水研究
 1 概述
  氨氮是水体中的营养素,可导致水富营养化现象产生,是水体中的主要耗氧污染物,对水中生物及人类都有较大危害性。目前,国内外氨氮废水的处理方法主要有气浮法、折点加氯法、电化学氧 化法、离子交换法、物理吸附法和生物脱氨法等。其中,电化学氧化 法由于具有占地面积少、操作简单、绿色清洁等优点而引起广泛关注。
  2 实验部分
  2.1 原理介绍
  电化学氧化过程按照作用机理的不同,可分为直 接电化学氧化和间接电化学氧化。*终产物主要为氮气,含少量NO2-,NO3-。
  2.1.1 直接电化学氧化法
  2.1.1.1 氨氮直接在阳*表面失去电子被氧化去除。此过程中,氨氮先吸附在阳*表面,后直接与阳*之间发生三电子转移反应。氨氮发生直接电化学氧化必须满足两个必要条件:*是需要碱性介质条件,以保证部分氨氮以游离态 NH3 存在;二是合适的阳 *电位。
  2.1.1.2 氨氮被吸附态羟基自由基氧化去除
  当使用电催化性能 较强的金属氧化物阳*时,吸附在电*表面的水分子与阳*氧化 物空穴反应生成吸附的羟基自由基(·OH)。氨氮被吸附的羟基自由基有效地氧化成氮气和水,
    2.1.2 氨氮间接电化学氧化
  该过程是通过阳*反应先生成强 氧化剂,然后强氧化剂与氨氮反应,使氨氮降解脱除。氨氮的间接 电化学氧化,根据氯离子(Cl-)的存在状况可分成有氯离子存在和无氯离子存在两种形式。
  2.1.2.1 废水中存在氯离子时,氨氮的电化学氧化反应接近于 “折点加氯除氮”的反应过程。水中的氯离子先发生阳*反应生成 活性氯(Cl2、HOCl、Cl O-等),然后氧化性很强的活性氯再与氨氮反应,从而达到去除氮的目的,将氯气或者*氯酸钠通入污水中将其中的氨氮氧化成氮气的 方法叫做折点氯化法。法氯气在水中不仅会溶解还会发生反应,当 氯气通入污水中达到*定剂量时水中游离氯的含量有**值, 此时能够将氨氮完全降解。当氯气加入量超过该点时,水中游离氯 含量增大而对去除效果没有改变,这个能达到*去除效果而又不造成氯气浪费的*剂量点就是折点。 
 2.1.2.2 氨氮废水不含氯离子时,氨氮主要是被电化学反应过程中产生的羟基自由基氧化而去除。羟基自由基可以由水或OH(- 碱 性条件下)在阳*氧化产生, 羟基自由基*种很强的氧化剂,其氧化电*电位高达 2.8V(vs.SHE),分别比 H2O2的 1.76 V 和 O3的 2.07 V 高 59%和 35%,也比 其它*些常用的强氧化剂如 KMnO4、Cl2 和 Cl O2 的氧化电*电位高。同时,羟基自由基的电子亲和能力为 569.3KJ,具有很高的电负性或亲电性,能够对氨氮进行有效的氧化。氨氮可以被羟基自由基氧化为氮气和水。 
 2.3 实验方法
  实验原水采用模拟氨氮污水,每*实验用水量为1L,采用硫酸铵配制模拟氨氮污染液,浓度为为 8mg/L(以 NH4计)。氨氮的测定采用《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法(HJ535—2009)》,pH 的测定使用酸度计。
3结论
  根据正交实验的结果,可以确定在*定的工艺条件下,能够将出水氨氮含量减少至 0.2mg/L 及其以下。阳*材料需要选用贵重金 属涂层钛电*,阴*可以选用防腐蚀性能较好的 316 不锈钢板。
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