[发明专利]一种采用铑电极进行电解脱氮的系统及方法

摘要

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。 1

主权项

1.一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(1)、NaCl加药装置、电源(16)、电解槽(11)；

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(1)内，进水在所述原水箱(1)内加热混合均匀后，通过进水计量泵(4)输送至所述电解槽(11)内；所述电解槽(11)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(11)两端分别设置有进水口和出水口，底部设置有排水口(14)；所述电解槽(11)内装填有颗粒活性炭填料(13)，所述颗粒活性炭填料(13)内固定设置有阳极(7)和阴极(8)；所述电解槽(11)中间设置有隔膜(9)，用于将所述阳极(7)和阴极(8)分隔开来；所述阳极(7)采用经过氧化钌涂层处理过的钛棒，所述阴极(8)采用铑电极；所述阳极(7)和所述阴极(8)分别与所述电源(16)的正负极相连接。

2.根据权利要求1所述的采用铑电极进行电解脱氮的系统，其特征在于：所述原水箱(1)采用PE材质，有效容积200L，其内设置有搅拌器(2)和加热器(3)；所述加热器(3)直接放置于所述原水箱(1)底部，提升系统进水温度至25‑35℃之间；所述搅拌器(2)采用支架固定于所述的原水箱(1)的顶部，使浆叶位于液面以下。

3.根据权利要求1所述的采用铑电极进行电解脱氮的系统，其特征在于：所述电解槽(11)长、宽、高分别为35cm、20cm、30cm，材质为有机玻璃，所述电解槽(11)距底部5cm处设置有支架(12)，用于固定所述颗粒活性炭填料(13)、所述阳极(7)和阴极(8)；所述颗粒活性炭填料(13)装填高度为15cm；所述电解槽(11)内设有所述的温度计(10)。

4.根据权利要求1所述的采用铑电极进行电解脱氮的系统，其特征在于：所述NaCl加药装置包含NaCl药液桶(5)和蠕动泵(6)。

5.根据权利要求1‑4任意一项所述的采用铑电极进行电解脱氮的系统，其特征在于：所述阳极(7)和阴极(8)均为圆柱形，直径0.8cm，长度20cm，通过支架(12)固定于所述的颗粒活性炭填料(13)内，所述阳极(7)和阴极(8)的顶部均浸入液面以下，所述支架(12)及连接管阀均为耐腐蚀材质。

6.一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(1)内，开启加热器(3)和浆式搅拌器(2)，加热混合均匀后开启进水计量泵(4)，将进水输送至所述电解槽(11)内；

步骤2：开启NaCl加药装置，按进水比例投加NaCl溶液；

步骤3：开启电源(16)，原水流经颗粒活性炭填料(13)，颗粒活性炭之间会形成微小的电解池，原水在所述的电解槽(11)内发生电解反应，NO₃^‑‑N被还原为NH₄⁺离子和N₂，实现硝酸盐氮的去除，同时，Cl^‑被氧化生成强氧化物质HClO，进一步将水中的NH₄⁺离子氧化成N₂，实现总氮的去除；

步骤4：处理后的污水通过出水蠕动泵(15)排出系统。

7.根据权利要求6所述的采用铑电极进行电解脱氮的方法，其特征在于：步骤1中，所述进水装填容积为100～150L，其中NO₃^‑离子含量为50～100mg/L；所述进水计量泵(4)流量设定为10.0‑12.0L/h。

8.根据权利要求6所述的采用铑电极进行电解脱氮的方法，其特征在于：步骤2中NaCl配制浓度为1％，蠕动泵(6)流量设定为100～150mL/h，使投加的NaCl与进水硝酸盐氮的含量比设定为2:1～3:1。

9.根据权利要求6所述的采用铑电极进行电解脱氮的方法，其特征在于：步骤3中所述颗粒活性炭填料(13)使用前进行预处理以确保最佳的使用效果，首先取500g颗粒活性炭至于1L烧杯内加入10％HCl溶液300mL，加热煮沸10min并超声处理30min，倒掉废液以去离子水冲洗3次；加入10％NaOH溶液300mL并超声处理30min，倒掉废液以去离子水冲洗3次；加入去离子水300mL并超声处理30min，重复最后1个步骤直至烧杯中上层液体无明显悬浮物，将颗粒活性炭取出于烘箱内100℃烘干。

10.根据权利要求6‑9任意一项所述的采用铑电极进行电解脱氮的方法，其特征在于：步骤3中，所述电解槽(11)内运行时电流密度为8～10mA/cm²，电解反应时间为1.5～2.0h。