[发明专利]一种采用铑电极进行电解脱氮的系统及方法

说明书

本发明公开了一种采用铑电极进行电解脱氮的系统及方法，系统包括原水箱、NaCl加药装置、电源、电解槽；以含有一定硝酸盐浓度的污水作为进水置于原水箱内，进水在原水箱内加热混合均匀后，通过进水计量泵输送至电解槽内；电解槽入口处设置有NaCl加药装置，用于按进水比例投加NaCl溶液；电解槽内装填有颗粒活性炭填料，颗粒活性炭填料内固定设置有阳极和阴极；电解槽中间设置有隔膜，用于将阳极和阴极分隔开来；阳极采用经过氧化钌涂层处理过的钛棒，阴极采用铑电极；阳极和阴极分别与电源的正负极相连接。本发明反应速度快、脱氮效率高、加药量小、无二次污染、工艺简单、容易操作、占地面积小。硝酸盐氮去除率可达到80％以上，总氮去除率可达到65％以上。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及一种脱氮的系统及方法，具体涉及一种采用铑电极进行电解脱氮的系统及方法。

背景技术

随着社会工业的发展，水体氮污染日趋严重，氮污染引起的主要危害有：干扰水体正常的溶解氧平衡；加速富营养化过程；对人和生物产生毒害作用等。氮以有机氮和无机氮两种形态存在于水体中，有机氮有蛋白质、多肽、氨基酸和尿素等，它们经微生物分解后转为无机氮，水中无机氮指氨氮、亚硝态氮和硝态氮。各种形态氮的相对含量，根据污水的性质而有所不同。

目前，污水脱氮常用的工艺有：物理吹脱法、电渗析和反渗透法、化学混凝法、化学电解法、离子交换法、生物硝化反硝化法等，吹脱法处理时PH过高易产生水垢，游离氨逸散造成二次污染；电渗析法和反渗透法虽然脱氮效果好，但对水质要求高，处理成本高，较少使用；混凝法产生的污泥量较大，脱氮效果不理想，一般不单独采用；离子交换法脱氮成本高、不经济，还存在再生液处理等问题；生物硝化反硝化法虽然技术成熟稳定，但存在停留时间长、碳源不足的问题，且部分工业废水中含有的重金属、有毒有害的有机污染物会对反硝化菌种的生长有一定影响，从而影响脱氮效率。而化学电解法凭借操作易、效率高等优势成为该领域的研究热点。

采用化学电解法脱氮是在外加直流电压条件下，将电流通过污水水体，在阴极和阳极上发生氧化还原反应，将污水中硝酸盐氮最终转化为N₂的过程。传统的化学电解法存在能耗大、电流效率低、成本高及易发生析氧、析氢副反应等问题。

基于传统化学电解脱氮法，通过调整合适的电源条件、筛选催化活性较好的电极、选取合适的填料、调整进水含盐量、合理控制电解反应时间等因素，可形成一套脱氮效率高、能耗低、反应快速、比传统电解法更具有优势的电解脱氮系统。

发明内容

为了解决传统化学电解脱氮法工艺中存在的技术问题，本发明提供了一种采用铑电极进行电解脱氮的系统及方法。

本发明的系统所采用的技术方案是：一种采用铑电极进行电解脱氮的系统，其特征在于：包括原水箱、NaCl加药装置、电源、电解槽；

以含有一定硝酸盐浓度的污水作为系统进水置于所述的原水箱内，进水在所述原水箱内加热混合均匀后，通过进水计量泵输送至所述电解槽内；所述电解槽入口处设置有所述NaCl加药装置，用于按进水比例投加NaCl溶液；

所述电解槽两端分别设置有进水口和出水口，底部设置有排水口；所述电解槽内装填有颗粒活性炭填料，所述颗粒活性炭填料内固定设置有阳极和阴极；所述电解槽中间设置有隔膜，用于将所述阳极和阴极分隔开来；所述阳极采用经过氧化钌涂层处理过的钛棒，所述阴极采用铑电极；所述阳极和所述阴极分别与所述电源的正负极相连接。

本发明的方法所采用的技术方案是：一种采用铑电极进行电解脱氮的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：以含有一定硝酸盐浓度的污水作为系统进水置于所述的原水箱内，废水装填容积为100～150L，其中NO₃^-离子含量为50～100mg/L，开启加热器和浆式搅拌器，加热混合均匀后开启进水计量泵，将进水输送至所述电解槽内；