[發(fā)明專利]利用鈦基二氧化鉛復(fù)合電極去除廢水COD和氨氮的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210244491.5
• 申請日: 2012-07-16
• 公開（公告）號: CN102774932A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王家德;陳建孟;何旭斌;楊初引;陶建國;蘇建軍;陳飛翔
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/72;C02F1/58
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;王兵

（一）技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，特別涉及一種利用鈦基二氧化鉛復(fù)合電極的電催化氧化同時去除廢水中COD和氨氮的方法，適用于工業(yè)廢水COD和氨氮同時去除。

（二）背景技術(shù)

COD和氨氮去除技術(shù)一直是工業(yè)廢水污染控制領(lǐng)域的一個重點。《國家環(huán)境保護“十二五”規(guī)劃》也明確將化學(xué)需氧量（COD）、氨氮(NH₃-N)納入總量控制指標(biāo)體系，“十二五”期間，COD和NH₃-N總減排量達到5%、10%，“難降解COD的深度處理和氨氮的穩(wěn)定去除技術(shù)”已成為環(huán)保技術(shù)專項的主攻方向。因此，有效的COD和氨氮處理減排控制技術(shù)開發(fā)符合當(dāng)前的形勢需求。

剖析現(xiàn)有廢水處理工程，基本以生化處理工藝為主體、物理化學(xué)方法為輔助，如王喜全等采用A²/O，即在一級厭氧流程上加以缺氧好氧流程，處理焦化廠生物脫酚后的污水，達到同步脫除污水中的COD與氨氮的效果。劉飛等采用“加藥混凝沉淀法+生物接觸氧化法”的復(fù)合工藝處理腈綸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含氰廢水，其中氨氮、COD由處理前的39.5mg/L、679.5mg/L降為4.0mg/L與79.5mg/L，去除率分別為89.9%、88.2%，可以達到污水綜合排放一級標(biāo)準(zhǔn)。孫猛等采用超聲波作用去除垃圾滲濾液中COD和氨氮。其處理工藝為：先利用超聲空化效應(yīng)和超聲波作用中的巨大剪切力來去除污染物，前者可產(chǎn)生增強化學(xué)反應(yīng)的活性自由基（如H₂O₂、·OH等）以氧化污染物，后者可裂解污染物，再結(jié)合活性炭吸附作用徹底去除廢水中的污染物。該綜合工藝可使COD去除率達63.7%，氨氮去除率達80.24%。這類方法大多采用延時曝氣技術(shù)來實現(xiàn)COD和氨氮同步去除，構(gòu)筑物占地大，對于難降解的COD效果不大，且化學(xué)法除氨氮產(chǎn)生化學(xué)污泥。

電催化化學(xué)技術(shù)因其環(huán)境友好性被作為新型水處理技術(shù)提出。Mook等描述了使用電氧化技術(shù)去除水產(chǎn)廢水中的TN、硝態(tài)氮及TOC（Desalination，2012，285：1-13）的可行性，介紹了采用Ti/IrO2-Pt和Ti/RuO2-Pt等電極對廢水中含氮有機物的去除效果，其中電化學(xué)專用反應(yīng)器皆為序批式反應(yīng)器，并沒有在實際工程中應(yīng)用。王昊等采用電化學(xué)氧化法對北京市某河道污染河水進行處理（環(huán)境工程學(xué)報，2011,4（5）：731-734），實驗室條件下，電極采用Ti/RuO₂-IrO₂板作為陽極，不銹鋼板為陰極，極板間距1cm，氨氮和總氮的去除率分別達到了50.2%和45.6%。Ti/RuO₂-IrO₂電極是個析氧析氯電極，易產(chǎn)生氧氣和氯氣，降低電氧化的電流效率。

（三）發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種利用鈦基二氧化鉛復(fù)合電極同時去除工業(yè)廢水COD和氨氮的電催化氧化技術(shù)，本發(fā)明方法在處理過程中，污染物氧化徹底，效率高，能耗損失小，造價低，適于工業(yè)廢水處理的應(yīng)用。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種利用鈦基二氧化鉛復(fù)合電極去除廢水COD和氨氮的方法，所述方法為：以COD500~1000mg/L、氨氮50~200mg/L、pH值6~9、色度為50~500的廢水為電解液，在電解槽中進行電解反應(yīng)，所述電解槽以鈦基二氧化鉛復(fù)合電極板兼作陽極板和陰極板，所述復(fù)合電極板依次排列構(gòu)成若干個槽體單元，相鄰復(fù)合電極板陽極和陰極相對，每間隔3~10個復(fù)合電極板設(shè)置1塊與電解槽槽壁留有空隙的擋板，每兩個相鄰擋板與電解槽槽壁留有的空隙位置交錯，所述的電解槽一端的上方設(shè)有進水口，另一端的下方設(shè)有出水口；所述復(fù)合電極板是由鈦基二氧化鉛陽極板和鈦板陰極板之間夾有絕緣板復(fù)合制成，所述的陽極板和陰極板均為網(wǎng)狀板；所述廢水從電解槽進水口流入，以推流模式流經(jīng)電解槽各個槽體單元，在電流密度為5~15mA/cm²、水力停留時間為30~120min的條件下進行電解反應(yīng)，實時監(jiān)測電解槽出水水質(zhì)，通過調(diào)整廢水的水力停留時間使電解反應(yīng)出水的pH值為6~9，COD濃度小于300mg/L，氨氮濃度小于25mg/L，色度小于20時達標(biāo)排放，從而實現(xiàn)電催化氧化同時去除廢水COD和氨氮的目的。

進一步，所述相鄰復(fù)合電極板之間間距為2~5cm。

進一步，所述復(fù)合電極板中陰極板和陽極板的網(wǎng)孔均為10~20目。

進一步，所述電解槽首尾端的復(fù)合電極板可以分別用陰極板或陽極板替代。