[發明專利]一種復三維電極反應器及其在含氮有機廢水處理中的應用

無效

• 申請號: 201110007347.5
• 申請日: 2011-01-14
• 公開（公告）號: CN102020342A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 李正魁;范念文;周莉;潘靜赟;王易超;馮露露;周濤;吳寧梅;趙琳;吳凱;陳祈春;王月明
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 胡錫瑜

技術領域

本發明屬于環境工程技術領域，具體涉及一種廢水處理的裝置，確切的說，是一種可有效降解含氮有機廢水的三維電極反應器裝置和工藝，及其在含氮有機廢水處理中的應用。

背景技術

近年來，隨著人類生產和生活活動的逐步擴大，排入水體中氮素總量的不斷增加，造成水體富營養化，導致藻類的過渡繁殖等現象不斷加劇，在嚴重影響水生生態系統的同時，超標的亞硝酸鹽和硝酸鹽也嚴重威脅著人類健康。面對越來越嚴重的水體氮污染狀況，加強和深化廢水脫氮技術的研究，尤其是開發新型脫氮技術具有實際意義和價值。近年來，電化學脫氮，因其脫氮速率快，脫氮效果好，能從根本上脫氮，并且對COD具有一定的去除效果越來越受到研究者的關注和重視。然而，該法因其能耗高，操作成本大這一缺陷，限制了其進一步發展和應用，為降低其能耗，研究者開始設法改進電化學脫氮技術。

電化學脫氮技術改進的方向主要有兩個方面：1）開發新的電極材料；2）電化學反應器的設計和開發。改進的成果主要有：1）開發出了一系列具有較強氧化能力的尺寸穩定（DSA）類氧化物涂層電極如Ti/IrO₂，Ti/RuO_2,?Ti/PbO₂等，和較佳硝氮還原能力的陰極如銅鈀電極，銅錫電極，銅鋅電極等（楊雅雯，2006，中國地質大學；Ying?Wang，2006，Water?research；王曉梅，2007，浙江大學；孫曉靜，2008，浙江大學；Miao?Li，2009，Electrochimica?Acta；?Miao?Li，2009，?Journal?of?Hazardous?Materials；????M.?Dortsiou，2009，Journal?of?Electroanalytical?Chemistry?；Miao?Li，2009，Electrochemistry?Communications；Miao?Li，2010，Bioresource?Technology）；2）通過反應器結構和填料的優化，或與其他技術耦合等方法，開發了許多不同構型的三維電極電化學反應器。目前，對于電極材料的開發和改進研究的已經較為豐富和成熟，研究者的重點主要集中在新的三維電極電化學反應器的設計和開發上。上述實驗研究試圖通過應用新的電極材料，構造不同的電極對組合，篩選新的填料，設計不同的反應器構型，最終達到研發出具有一定實踐應用潛力和范圍的一系列三維電極電化學應器（崔艷萍，2004，華中科技大學；林海波，2005，吉林大學；王時雨，2006，哈爾濱大學；范經華，2006，環境科學；陳金鑾，2008，清華大學；?Neti?Nageswara?Rao，2009，Chemosphere）。?

目前，雖然對于三維電極電化學反應器的設計和開發上已取得較豐富的成果，但是三維電極電化學反應器的應用卻主要集中在有機廢水尤其是含難降解有機物廢水的處理方面。如2002年，中山大學的朱錫海等人電能為激發能，空氣為原料，含有引發劑的粒子電極為填料，開發了一種能產生H₂O₂和OH??等強氧化性物質，可用于高濃度和生物難降解有機物廢水處理的三維電極反應器（專利名稱：三維電極反應器及其用于處理有機廢水；專利申請號：02114740.X）；2003年，中科院廣州地化研究所安太成等人以鈦板為主電極，以涂布了納米TiO₂的納米SiO₂顆粒為填料，再引入紫外燈，開發了一種將電催化和光催化技術結合，用于處理有機廢水的連續循環流式固定床三維電極光催化反應器，該反應器能充分發揮光和電二者協同氧化效率（專利名稱：連續循環流式固定床三維電極光催化反應器及其處理有機廢水的方法；專利申請號：03146904.3）；2004年，上海交通大學的朱南文等人開發了一種三維電極電解裝置用于污泥的穩定化處理（專利名稱：污泥穩定化電化學處理方法；專利申請號：200410084745.7）。另外，還有2006年北京工業大學的魏剛等人（專利名稱：一種處理難降解有機廢水的三維電極反應器；專利申請號：200610081233.4），2009年，中南大學的柴立元等人（專利名稱：一種三維電極反應器及其在難降解有機廢水處理中的應用，專利申請號：200910043019.3），2010年，中國環科院的周岳溪等人（專利名稱：三相三維電化學反應器，專利申請號：201010168663.6）開發的一系列三維電極反應器用于難降解有機廢水的處理。