[發(fā)明專利]一種電化學(xué)氨氮消解裝置及消解方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910178077.0
• 申請(qǐng)日: 2019-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109775817A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳文雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 箭牌環(huán)保水務(wù)江蘇有限公司
• 主分類號(hào): C02F1/467
• 分類號(hào): C02F1/467;C02F101/16
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，特別涉及一種通過(guò)電極材質(zhì)變化進(jìn)而實(shí)現(xiàn)隨處理濃度的梯度變化保證處理效果的電化學(xué)氨氮消解裝置，包括第一反應(yīng)單元、第二反應(yīng)單元、第三反應(yīng)單元、第四反應(yīng)單元和第五反應(yīng)單元，進(jìn)水口設(shè)于第一反應(yīng)單元底部，第一反應(yīng)單元通過(guò)溢流板一與第二反應(yīng)單元連通，所述第二反應(yīng)單元通過(guò)底部開(kāi)口與第三反應(yīng)單元連通，所述第三反應(yīng)單元通過(guò)溢流板二與第四反應(yīng)單元連通，所述第四反應(yīng)單元通過(guò)底部開(kāi)口與第五反應(yīng)單元連通，所述第一反應(yīng)單元內(nèi)設(shè)有陰極一，所述第二反應(yīng)單元內(nèi)設(shè)有陽(yáng)極一，所述第三反應(yīng)單元內(nèi)設(shè)有陰極二，所述第四反應(yīng)單元內(nèi)設(shè)有陽(yáng)極二，所述第五反應(yīng)單元內(nèi)設(shè)有陰極三。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，特別涉及一種電化學(xué)氨氮消解裝置及消解方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前，日益嚴(yán)峻的水環(huán)境污染和水資源短缺問(wèn)題嚴(yán)重制約了我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。將城市污水作為城市的“第二水源”已逐漸成為全球性的共識(shí)，而如何實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的深度凈化是城市污水成為“第二水源”的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其中，在污水的深度凈化處理過(guò)程中，氮、磷、氟、氯等陰離子以及有機(jī)物等是水體治理中較難處理的污染物。

對(duì)于去除污水中的氮、磷和有機(jī)物，廣泛應(yīng)用的處理技術(shù)主要以生物法和化學(xué)沉淀法為主；對(duì)于水體中的氟、氯等陰離子，實(shí)際常用的方法就是稀釋處理。但是這些技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在著種種缺點(diǎn)，如水力停留時(shí)間長(zhǎng)，占地面積大，處理深度不夠，產(chǎn)生大量難以處置的污泥，生物處理過(guò)程的穩(wěn)定性較差，常規(guī)的反硝化過(guò)程需要添加碳源或化學(xué)藥劑，成本較高，操作復(fù)雜管理繁瑣等，

為了克服上述技術(shù)的弊端，CN1986435A提出利用電絮凝和微濾的組合工藝，即采用鋁板或鐵板為電極電解產(chǎn)生鋁鹽或鐵鹽，結(jié)合水中的氟離子和有機(jī)物形成較大的絮體，然后將形成的絮體在后續(xù)的微濾膜組件中被過(guò)濾去除，從而達(dá)到從飲用水中去除氟和有機(jī)物的目的。該工藝需結(jié)合微濾裝置增加處理成本，電極表面易形成氧化膜而鈍化，能處理的污染物種類單一，水體中目標(biāo)物濃度較小，電化學(xué)效率較低。

CN101269863A提出利用電絮凝和膜生物反應(yīng)器的組合工藝，采用鐵板或鋁板為陽(yáng)極電解產(chǎn)生鐵離子或鋁離子，與污水中的氫氧根離子、磷酸根離子形成絮體，有機(jī)物有膜生物反應(yīng)器內(nèi)的微生物降解后形成污泥，經(jīng)微濾膜過(guò)濾污染物被去除，從而達(dá)到從污水中去除磷和有機(jī)物的目的。該系統(tǒng)的電化學(xué)效率較低，處理成本較大，產(chǎn)生大量難以處置的污泥，生物處理的穩(wěn)定性較差，處理污染物種類單一。

CN101549896A提出一種電化學(xué)脫氮除磷的水處理方法，采用石墨和鐵板作為電極，通過(guò)間歇調(diào)換電極極性，交替改變電解除磷和電解脫氮過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)在同一個(gè)電解槽中去除廢水中的氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽以及有機(jī)污染物。但在城市污水中這些無(wú)機(jī)鹽的濃度低，溶液的導(dǎo)電率低，電解效率低，電極間距大，能耗較大，處理成本較高。

氮仍是導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的一個(gè)主要因子。工業(yè)廢水經(jīng)一級(jí)預(yù)處理、二級(jí)生化處理后，外排廢水仍含有數(shù)量不少的氮，主要包括硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮，以及少量氨氮和微量有機(jī)氮，統(tǒng)稱為總氮(TN)，其濃度采用堿性過(guò)硫酸鉀紫外分光光度法測(cè)定。

近年來(lái)，我國(guó)在廢水深度處理方面做了大量的研究和應(yīng)用實(shí)踐，如生物濾池、膜過(guò)濾、高級(jí)氧化等，主要針對(duì)生化尾水中COD、色度、氨氮等因子處理。關(guān)于總氮(TN)去除，常規(guī)技術(shù)是生物硝化反硝化工藝，通過(guò)向二級(jí)生化出水補(bǔ)加碳源(甲醇)，實(shí)施反硝化脫氮過(guò)程。這個(gè)工藝能有效去除硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮，但對(duì)氨氮和有機(jī)氮效果不好，且耗時(shí)長(zhǎng)，需要投加額外碳源。

電化學(xué)技術(shù)因其環(huán)境友好性而成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。電化學(xué)處理廢水過(guò)程中，氨氮和有機(jī)氮(包括其他有機(jī)污染物)在陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為氮?dú)?；硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮在陰極得電子發(fā)生還原，轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑥亩鴮?shí)現(xiàn)了廢水中總氮及其他污染物有效去除。