[發(fā)明專利]一種三維電極尿液脫色的電解方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010144182.5
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111115924A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張小敏
• 申請（專利權(quán)）人: 金陵科技學(xué)院
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06;C02F1/461;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32360
• 代理人: 姜露露

本發(fā)明公開了一種三維電極尿液脫色的電解方法，屬于尿液脫色領(lǐng)域。包括尿液水解，過濾沉淀，電解，分離四個步驟。本發(fā)明通過采用三維電極去除尿液中的有色成分，達到了較好的電解效率；通過添加反滲透水，提高尿液的水解效率，快速達到穩(wěn)定體系，減小由于尿液組分變化對電解過程的影響。另外，通過對三維電解的填料進行改進，以解決三維電極中填料分層和填料溶出的問題，提高了三維電極的電解效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于尿液脫色領(lǐng)域，尤其是一種三維電極尿液脫色的電解方法。

背景技術(shù)

尿液中含有大量的磷元素和氮元素，有關(guān)資料表明尿液中，8000～10000mg/L的氮元素和700～2000mg/L磷元素。生活污水中質(zhì)量分數(shù)分別約80％的氮、50％的磷、60％的鉀來源于尿液，而尿液的排放量僅為生活污水總量的約1％左右，因此，對于體積小、含量高的源分離尿液進行處理，更容易實現(xiàn)資源化和污染物的控制，近些年來，對尿液、糞便、生活排水基于源頭進行分離并分別進行處理生活污水理念已經(jīng)得到有關(guān)部門的重視和實施。

其中，尿液處理或資源化利用技術(shù)目前研究得比較多的是磷酸氨鎂沉淀法、厭氧氨氧化脫氮等技術(shù)。但由于尿液中氨氮含量遠高于常規(guī)生活污水，而且上述化學(xué)手段均為可逆反應(yīng)，存在反應(yīng)平衡，因此只能夠降低氨氮含量，但是遠達不到排放標準和凈水標準。利用電化學(xué)方法去除生活污水、垃圾滲濾液和工業(yè)廢水中氮在國內(nèi)外已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用于，具有高效、穩(wěn)定、方便、兼容性好等優(yōu)點，特別適合在小型的分散式污水處理設(shè)施中應(yīng)用。但是，對源分離尿液中的氮利用電化學(xué)氧化進行去除的研究在國內(nèi)外的研究鮮有報道。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：提供一種三維電極尿液脫色的電解方法，以解決上述背景技術(shù)中所涉及的問題。

技術(shù)方案：一種三維電極尿液脫色的電解方法，包括如下步驟：

步驟一、水解，將尿液放置在儲水池儲存3～8天，待其水解至pH值、濃度和總磷（TP）含量穩(wěn)定，其中，尿液pH值大于8.5，濃度為初始濃度3～5倍，總磷（TP）含量小于初始濃度一半；

步驟二、過濾，將上述尿液通過蠕動泵依次通過過濾設(shè)備和反滲透膜元件，然后取少量尿液樣品，測試尿液的電導(dǎo)率；

步驟三、電解，將上述尿液送入填滿填料的三維電極用電解槽中，并采用直流電源使得所述電解槽保持一定電流強度，在電解槽中停留預(yù)定時間，使得所述填料吸附游離的氨氮、磷和蛋白，完成脫色過程；

步驟四、分離，采用集水箱收集處理后的尿液，可以直接排入城市雨水循環(huán)系統(tǒng)。

作為一個優(yōu)選方案，所述水解過程中添加含有鈣、鎂離子的反滲透水，且鈣離子、鎂離子的總濃度大于500mg/L，。

作為一個優(yōu)選方案，所述反滲透水為含有大量鈣、鎂離子的工業(yè)廢水，按照尿液與工業(yè)廢水10：（1～3）的配比。

作為一個優(yōu)選方案，所述三維電極中陰極為Ti/RuO₂，陽極為銅。

作為一個優(yōu)選方案，所述三維電極電解前，通過添加氯化鈉調(diào)節(jié)尿液電導(dǎo)率至25～40mS/cm，控制所述三維電極的電流密度為45～60mA/ cm²；火力提留時間為0.5～2小時。

作為一個優(yōu)選方案，所述填料以質(zhì)量百分數(shù)計，包括如下組分： 45～50%活性炭，45～50%改性膨潤土顆粒，1～10%以鐵、鎳的氧化物顆粒按照2:1的摩爾比組成的金屬催化劑；其中，所述金屬催化劑搭載所述活性炭上。

作為一個優(yōu)選方案，所述金屬催化劑搭載在活性炭上的制備方法如下：將可溶性鐵、鎳的鹽溶液按照2:1的摩爾比混合，然后浸漬活性炭，最后在氮氣保護下，將活性炭于200～300℃，烘焙1～2小時。

作為一個優(yōu)選方案，所述改性膨潤土顆粒的制備方法包括如下步驟：