[發明專利]一種去除水中硝酸鹽氮的裝置及其使用方法

無效

• 申請號: 201410668293.0
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN104355369A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 時文歆;張志強;張瑞君
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/70;C02F1/58
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

1.一種去除水中硝酸鹽氮的裝置，其特征在于去除水中硝酸鹽氮的裝置包括直流電源(1)、pH值控制器(2)、微量蠕動泵(3)、微濾膜組件(4)、進水泵(5)、第一循環泵(6)、出水泵(7)、陰極室(8)、陰極板(9)、陽極板(10)、陽極室(11)、第二循環泵(12)、質子交換膜13和回流管(14)；所述直流電源(1)的正極連接有陽極板(10)，所述陽極板(10)設置在陽極室(11)內，所述陽極室(11)的中部設置有進水口并且與第二循環泵(12)的出水口相連，所述陽極室(11)的底部設置有出水口并且與第二循環泵(12)的進水口相連；所述直流電源(1)的負極連接有陰極板(9)，所述陰極板(9)設置在陰極室(8)內，所述陰極室(8)的上方設置有pH檢測探頭和酸液入管出口，所述pH檢測探頭與pH值控制器(2)的信號輸入端相連，所述pH值控制器(2)的信號輸出端與微量蠕動泵(3)的電源受控端相連，所述微量蠕動泵(3)的出水口與酸液入管相連；所述陰極室(8)的中部設置有污水進口，所述污水進口通過進水管與進水泵(5)的出水端相連；所述微濾膜組件(4)的凈水進水口與所述第一循環泵(6)的出水口相連，所述第一循環泵(6)的進水口與所述陰極室(8)底部的凈水出口相連；所述微濾膜組件(4)的凈水出水口與所述出水泵(7)的進口相連；所述微濾膜組件(4)的回流管(14)連接在進水管上；所述陰極室(8)和陽極室(11)之間設置有質子交換膜(13)。

2.根據權利要求1所述的一種去除水中硝酸鹽氮的裝置，其特征在于所述陰極室(8)中填充有Pd-Cu/Al₂O₃催化劑。

3.根據權利要求1所述的一種去除水中硝酸鹽氮的裝置，其特征在于所述陰極板(9)和陽極板(10)的材質為石墨。

4.根據權利要求1所述的一種去除水中硝酸鹽氮的裝置，其特征在于所述陽極室(11)中填充有濃度為40mg/L～60mg/L的無機鹽溶液。

5.根據權利要求1所述的一種去除水中硝酸鹽氮的裝置，其特征在于所述陽極室(11)中填充有濃度為40mg/L～60mg/L的KNO₃溶液、NaNO₃溶液或K₂SO₄溶液。

6.根據權利要求1所述的一種去除水中硝酸鹽氮的裝置，其特征在于所述陰極室(8)和陽極室(11)的上部分別設置有單向排氣口。

7.如權利要求1所述的一種去除水中硝酸鹽氮的裝置的使用方法，其特征在于去除水中硝酸鹽氮的裝置的使用方法是按以下步驟進行：

一、開啟進水泵(5)，向陰極室(8)中通入污染水體，使陰極板(9)在液面下后停進水泵(5)，然后向陰極室(8)中加入Pd-Cu/Al₂O₃催化劑，對陰極室(8)進行密封，在所述陽極室(11)內加入濃度為40mg/L～60mg/L的無機鹽溶液，使陽極板(10)在液面下；所述污染水體中硝酸鹽氮的濃度為40mg/L～60mg/L，所述Pd-Cu/Al2O3催化劑的質量與污染水體的體積比為1g:1L；所述無機鹽溶液具有氧化性；

二、開啟第二循環泵(12)進行水力攪拌，同時開啟第一循環泵(6)，然后通過微量蠕動泵(3)向陰極室(8)加入濃度為0.1mol/L的鹽酸溶液來控制陰極室(8)內的pH為5～6；

三、開啟直流電源(1)，電流密度為8mA/cm²～12mA/cm²，反應50min～70min后，開啟進水泵(5)和出水泵(7)，從陰極室(8)底部的凈水出口流出的水體一部分經過微濾膜組件(4)過濾，得到凈水，凈水通過出水泵(7)排出，另一部分含有催化劑的水體從微濾膜組件(4)另一端的回流管(14)回流到陰極室(8)內，即完成對水中硝酸鹽氮的去除。

8.根據權利要求7所述的一種去除水中硝酸鹽氮的裝置的使用方法，其特征在于所述陰極板(9)和陽極板(10)的材質為石墨。

9.根據權利要求7所述的一種去除水中硝酸鹽氮的裝置的使用方法，其特征在于所述無機鹽溶液為KNO₃溶液、NaNO₃溶液或K₂SO₄溶液。