專利名稱：一種處理含氮有機廢水的電化學(xué)反應(yīng)器及應(yīng)用及處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于含氮有機廢水處理領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種處理含氮有機廢水的電化學(xué)反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
近年來，由于農(nóng)藥和化肥的使用，硝酸鹽已成為水體的一種主要污染物。研究表明，使用高硝酸鹽含量的飲用水，可導(dǎo)致嬰兒血紅蛋白增高，也可以引起成年人發(fā)生與此相關(guān)的癌病。水體硝酸鹽脫除的方法和工藝，有膜過濾、離子交換、生物反硝化、電化學(xué)脫氮等，其中電化學(xué)脫氮，由于其脫氮效率快，脫氮效果好，沒有二次污染，并對COD有一定去除效果，因而得到了較多研究者的關(guān)注。然而，電化學(xué)脫氮方法的能耗高，操作成本大這一缺陷卻限制了其進一步的發(fā)展以及實際應(yīng)用的可能性，為了降低其能耗，研究者開始改進電化學(xué)脫氮技術(shù)。電化學(xué)脫氮技術(shù)的研究主要有兩個方向:(I)開發(fā)新的電極材料:具有較強氧化能力的尺寸、形狀穩(wěn)定的氧化物涂層電極(DSA)如Ti/Ir02，Ti/RuO2, Ti/PbO2, Ti/BDD 等(Engracia Lacasa, Javier Llanos, et al.Electrochemicaldenitrification with chlorides using DSA and BDD anodes, Chemical EngineeringJournal: 184 (2012) 66_71.)，和具有還原硝氮能力的陰極如銅鈀電極，銅錫電極，銅鋅電極等(J.Trawczynski, P.Gheek.et al.Reduction of nitrate on active carbonsupported pd_cu catalysts.Applied Catalysis A:General:409-410 (2011)39-47.)。(2)電化學(xué)反應(yīng)器的開發(fā):研究者對于電極材料的研究已經(jīng)較為成熟，為了得到更好的處理效果，研究者對三維電極電化學(xué)反應(yīng)器的研究和開發(fā)已經(jīng)成為現(xiàn)在的研究重點。通過新的電極材料在新三維電極電化學(xué)反應(yīng)器中的使用，填料的篩選，以及反應(yīng)器的構(gòu)型和運行方式的研究，最終開發(fā)出一系列的具有實際應(yīng)用潛力的三維電極電化學(xué)反應(yīng)器(Zhen yin, Wuzhou.et al.Supported pd-cu Bimetallic Nanoparticles That Have High Activityfor the Electrochemical Oxidation of Methanol, chem.201103674.X目前，雖然對于三維電極電化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計和開發(fā)上已取得較豐富的成果，但是三維電極電化學(xué)反應(yīng)器的應(yīng)用卻主要集中在有機廢水尤其是含難降解有機物廢水的處理方面。2002年，中山大學(xué)熊亞等人設(shè)計了以光催化，利用陽極的偏壓有效地捕獲光生電子，提高二氧化鈦的光催化氧化效率，而且能利用三維陰極現(xiàn)場產(chǎn)生強氧化劑H2O2的間接電化學(xué)氧化和此H2O2的光催化氧化的三維電極反應(yīng)器(專利名稱:三相三維電極光催化反應(yīng)器；中國專利號:02225247.9)。2010年沈陽建筑大學(xué)班福忱等人設(shè)計了利用電芬頓法，用網(wǎng)狀環(huán)形陽極和空心柱狀陰極，并采用圓形設(shè)計，使反應(yīng)器內(nèi)混合均勻、無死角，且電解效率高，可實現(xiàn)對難降解有機廢水進行處理的目的(專利名稱:三維電極/電芬頓反應(yīng)器；中國專利號:2010101 68426.X)。2006年，北京工業(yè)大學(xué)魏剛等人設(shè)計了用饋電電極和粒子電極導(dǎo)流斗處理難降解有機廢水的三維電極反應(yīng)器(專利名稱:一種處理難降解有機廢水的三維電極反應(yīng)器；中國專利申請?zhí)?200610081233.4)。
三維電極反應(yīng)器在廢水脫氮應(yīng)用方面，通常利用反應(yīng)器陰極將水體中的硝酸根離子還原為氮氣來去除硝酸鹽水體中的氮素以及將三維電極反應(yīng)器與生物脫氮技術(shù)耦合，構(gòu)造成三維電極-生物膜反應(yīng)器來進行脫氮(專利名稱:電化學(xué)自養(yǎng)集成脫硝方法及其反應(yīng)器；中國專利申請?zhí)?01130845.1。中科院劉會娟等，專利名稱:膜電解電化學(xué)氫自養(yǎng)反硝化去除硝酸鹽的方法和反應(yīng)器催化電化學(xué)生物氫自養(yǎng)反硝化去除硝酸鹽的方法和反應(yīng)器；中國專利申請?zhí)?200810132733.5)。在這類反應(yīng)器中，陽極的作用主要為產(chǎn)生CO2,陰極作用主要為產(chǎn)生H2,以此為反應(yīng)器，負載在填料上的自養(yǎng)反硝化細菌提供無機碳源和氫源，利用反應(yīng)器中的自養(yǎng)反硝化菌去除水體中的硝酸鹽。對含氨氮、硝氮以及低COD的廢水處理方面，通常會同時考慮陰極的還原作用和陽極的氧化作用(南京大學(xué)范念文等，專利名稱:一種復(fù)三維電極反應(yīng)器及其在含氮有機廢水處理中的應(yīng)用；中國專利申請?zhí)?201110007347.5)。這類反應(yīng)器主要用于含氨氮、硝氮以及低COD廢水的處理，但陰極電板對硝氮還原的選擇性不高以及陰極附近硝酸根離子濃度和陽極附近氨離子濃度較低的缺陷，限制了進一步實踐應(yīng)用和發(fā)展。綜上所述，現(xiàn)在電化學(xué)脫氮技術(shù)存在成本高，脫氮效果不理想的問題。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的問題
針對現(xiàn)有處理含氮有機廢水所采用的電化學(xué)脫氮技術(shù)存在成本高，脫氮效果不理想的問題，本發(fā)明提供一種處理含氮有機廢水的電化學(xué)反應(yīng)器及應(yīng)用及處理方法，本發(fā)明在保證原有三維電極氧化效果且不增加能耗的前提下，選用具備較強脫硝能力的陰極，具有較強氧化氨氮和COD能力的DSA類氧化物涂層電極一Ti/Ir02 - PtO2為陽極，采用活性炭顆粒和粒徑相似的磁鐵顆?；旌衔镒鳛樘盍?，裝置間歇式運行，是一種兼具高效脫除硝氮、氨氮和COD的能力且能耗低的間歇式運行三維電極反應(yīng)器。技術(shù)方案
為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種處理含氮有機廢水的電化學(xué)反應(yīng)器，包括反應(yīng)容器、電源、出氣管、出水管、出水管閥門和進水系統(tǒng)，所述的進水系統(tǒng)由集水器、蠕動泵、進水管閥門和進水管依次順連組成；所述的進水管與反應(yīng)容器的中下部相連；所述的出氣管連接在反應(yīng)容器的頂部；所述的出水管連接在反應(yīng)容器的中下部，出水管由出水管閥門控制，還包括填料、陰極板和陽極板，所述的填料由活性炭和磁鐵粒子混合組成；所述的陰極板與電源的負極相連；所述的陽極板與電源的正極相連；所述的一個陰極板和一個陽極板構(gòu)成一個電極組，電極組共有1-10組；所述的電極組在反應(yīng)容器中依次等間隔分布；所述的陰極板為二氧化硅板負載銅鈀涂層電極，其涂層材料組成質(zhì)量比為Pd:CU=6:l ;所述的陽極板為DSA氧化物涂層電極一Ti/IrO2-PtO20電極組在反應(yīng)容器中依次等間隔分布；此反應(yīng)容器中電極組共有1-10組，使得反應(yīng)容器內(nèi)部構(gòu)成“ S ”型流向，使反應(yīng)溶液能夠在反應(yīng)容器中充分地被氧化還原，提高反應(yīng)效率。進一步地，還包括反沖洗系統(tǒng)，所述的反沖洗系統(tǒng)由空壓機、空壓機閥門和進氣管依次連接組成；所述的進氣管連接在反應(yīng)容器的底部。 進一步地，所述的填料為活性炭顆粒和磁鐵粒子的混合物，其中活性炭和磁鐵粒子的質(zhì)量比為6:1-36。更進一步地，所述的活性炭顆粒的平均粒徑/磁鐵粒子的平均粒徑=1±20%。更進一步地，所述的反應(yīng)容器頂部內(nèi)側(cè)還設(shè)有溢流板，當(dāng)廢水在反應(yīng)容器內(nèi)部反應(yīng)后，由溢流板溢出，再由出水管流出。反應(yīng)過的廢水經(jīng)溢流板溢出，這樣保證了所有廢水在經(jīng)過反應(yīng)區(qū)的凈化后再排出反應(yīng)容器，避免了未反應(yīng)廢水的排出。更進一步地，所述的反應(yīng)容器頂部的上蓋為可拆卸結(jié)構(gòu)。反應(yīng)容器運行前將頂蓋揭開有利于反應(yīng)容器的組裝及反應(yīng)容器組件如主電極，填料的更換。頂蓋上開孔，反應(yīng)容器運行時，頂蓋固定，有利于反應(yīng)容器生成氣體如N2等的排出，反沖洗時保證空氣能順利排出的同時又能保證一定的氣體沖刷力。一種處理含氮有機廢水的電化學(xué)反應(yīng)器在處理生活污水和工業(yè)廢水中的應(yīng)用。進一步地，其處理的生活污水和工業(yè)廢水的硝氮濃度范圍是小于等于80mg/L，氨氮濃度范圍是小于等于60mg/L, COD濃度范圍是小于等于600mg/L。一種處理含氮有機廢水的電解方法，電解時陰極板采用二氧化硅板負載銅鈀涂層電極，其涂層材料組成質(zhì)量比為Pd:Cu=6:l ;陽極板采用DSA氧化物涂層電極一Ti/Ir02 -PtO2 ;填料由活性炭和磁鐵粒子混合組成，其中活性炭和磁鐵粒子的質(zhì)量比為6:1-36。本發(fā)明陰極板為二氧化硅板負載銅鈀涂層電極，其涂層材料組成質(zhì)量比為Pd:Cu=6:l，對廢水脫氮轉(zhuǎn)化率高、電流效率高、還原能力強；陽極板為DSA氧化物涂層電極一TiArO2-PtO2，對COD氧化能力強、對氨氮選擇性氧化能力強。本發(fā)明的陰極板和陽極板構(gòu)成反應(yīng)器的主電極對；在兩個電極板之間填充活性炭顆粒與粒徑接近的磁鐵粒子混合物作為填料，構(gòu)造成三維電極反應(yīng)器。對反應(yīng)器施加一定電壓，主電極陰極發(fā)生硝酸根離子的還原反應(yīng)，將硝酸根離子轉(zhuǎn)化為氮氣及少量的副產(chǎn)物氨氮和亞硝酸根離子。陽極產(chǎn)生OH.或HC10_、C10_ (加入氯化鈉時)等強氧化性物質(zhì)，發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化氨氮和COD ;反應(yīng)器采用穩(wěn)壓電源和蠕動泵間歇式運行，在反應(yīng)容器中磁鐵粒子產(chǎn)生的磁場作用下，硝酸根離子能順利到達陰極被還原，銨根離子順利到達陽極被氧化，達到含氮有機廢水中去除氮素和COD的目的。電極組與填料構(gòu)造成一種電流效率高、脫氮速率快、脫氮效果好、能同時去除COD和氨氮、操作簡單，已經(jīng)成為應(yīng)用范圍廣的廢水脫氮裝置。本電極組中陰極的選擇，用于硝氮還原時，具有轉(zhuǎn)化率高以及能力強的優(yōu)點，可將809Γ90%的硝酸根離子選擇性轉(zhuǎn)化為Ν2。而且采用的Ti/Ir02 - PtO2電極具有較強的COD氧化能力，尤其可以選擇性的將氨氮氧化為氮氣，當(dāng)在使用的時候，如果向水中添加氯化鈉，轉(zhuǎn)化率更高。有益效果 相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:
(I)本發(fā)明包括填料、陰極板和陽極板，所述的填料由活性炭和磁鐵粒子混合組成，陰極板與電源的負極相連，陽極板與電源的正極相連，一個陰極板和一個陽極板構(gòu)成一個電極組，電極組共有1-10組，電極組在反應(yīng)容器中依次等間隔分布，陰極板為二氧化硅板負載銅鈀涂層電極，其涂層材料組成質(zhì)量比為Pd:Cu=6:l，陽極板為DSA氧化物涂層電極一Ti/Ir02 - PtO2,具有較強氧化氨氮和COD的能力，采用活性炭顆粒和磁鐵顆粒混合物作為填料，本發(fā)明是一種兼具高效脫除硝氮、氨氮和COD的能力且能耗維持在可接受水平的間歇式運行三維電極反應(yīng)器；(2)本發(fā)明反應(yīng)容器中填充活性炭和磁鐵顆粒，在磁場的作用下，防止陰極和陽極出現(xiàn)離子濃度極化現(xiàn)象，即能夠使廢水中的硝酸根離子能夠順利到達陰極被還原以及銨根離子順利到達陽極被氧化，增加反應(yīng)速率；
(3)本發(fā)明的電極組在反應(yīng)容器中依次等間隔分布，廢水在反應(yīng)容器中逐步進入多個反應(yīng)區(qū)，與電極板以及活性炭顆粒接觸完全，增強了混合效果和傳質(zhì)效果；
(4)本發(fā)明還包括反沖洗系統(tǒng)，反沖洗系統(tǒng)由空壓機、空壓機閥門和進氣管依次連接組成，進氣管連接在反應(yīng)容器的底部，能方便的對反應(yīng)容器進行清洗；
(5)本發(fā)明反應(yīng)容器頂部內(nèi)側(cè)還設(shè)有溢流板，當(dāng)廢水在反應(yīng)容器內(nèi)部反應(yīng)后，由溢流板溢出，再由出水管流出，反應(yīng)過的廢水經(jīng)溢流板溢出，這樣能夠保證所有廢水在經(jīng)過反應(yīng)區(qū)的凈化后再排出反應(yīng)容器，避免了未反應(yīng)廢水的排出，提高了廢水處理效率；
(6)本發(fā)明的處理對象為生活污水和工業(yè)廢水，應(yīng)用范圍廣；
(7)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，便于推廣使用。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的實施例1硝酸根離子處理效果 圖3為本發(fā)明的實施例2硝酸根離子處理效果 圖4為本發(fā)明的實施例3中氨氮處理效果 圖5為本發(fā)明的實施 例4中氨氮處理效果 圖6為本發(fā)明的實施例5中COD處理效果 圖7為本發(fā)明的實施例6中COD處理效果 圖8為本發(fā)明的實施例7中COD處理效果圖。圖中:1、電源；2、出氣管；3、出水管閥門；4、空壓機；5、空壓機閥門；6、填料；7、進水管；8、進水管閥門；9、蠕動泵；10、集水器；11、陰極板；12、陽極板。
具體實施例方式下面結(jié)合具體附圖對本發(fā)明進行詳細描述。實施例1
如圖1所示，一種處理含氮有機廢水的電化學(xué)反應(yīng)器，包括反應(yīng)容器、電源1、出氣管2、出水管、出水管閥門3和進水系統(tǒng)，進水系統(tǒng)由集水器10、蠕動泵9、進水管閥門8和進水管7依次順連組成；進水管7與反應(yīng)容器的中下部相連；出氣管2連接在反應(yīng)容器的頂部；出水管連接在反應(yīng)容器的中下部，出水管由出水管閥門3控制，還包括填料6、陰極板11和陽極板12，填料由活性炭和磁鐵粒子混合組成；陰極板11與電源I的負極相連；陽極板12與電源I的正極相連；一個陰極板11和一個陽極板12構(gòu)成一個電極組，電極組共有1-10組；電極組在反應(yīng)容器中依次等間隔分布；陰極板11為二氧化硅板負載銅鈀涂層電極，其涂層材料組成質(zhì)量比為Pd:Cu=6:1 ;陽極板為DSA氧化物涂層電極一Ti/Ir02 - Pt02。電極組在反應(yīng)容器中依次等間隔分布；此反應(yīng)容器內(nèi)部通道形成“S”型流向，能夠使反應(yīng)溶液在反應(yīng)容器中充分地被氧化還原，提高反應(yīng)效率。本發(fā)明還包括反沖洗系統(tǒng)，反沖洗系統(tǒng)由空壓機4、空壓機閥門5和進氣管依次連接組成，進氣管連接在反應(yīng)容器的底部。填料為活性炭顆粒和磁鐵粒子的混合物，其中活性炭和磁鐵粒子的質(zhì)量比為6:1。填料為活性炭顆粒的平均粒徑/磁鐵粒子的平均粒徑=1，即活性炭顆粒的平均粒徑等于磁鐵粒子的平均粒徑。反應(yīng)容器頂部內(nèi)側(cè)還設(shè)有溢流板，當(dāng)廢水在反應(yīng)容器內(nèi)部反應(yīng)后，由溢流板溢出，再由出水管流出。反應(yīng)過的廢水經(jīng)溢流板溢出，這樣能夠保證所有廢水在經(jīng)過反應(yīng)區(qū)的凈化后再排出反應(yīng)容器，避免了廢水未反應(yīng)就排出。反應(yīng)容器頂部的上蓋為可拆卸結(jié)構(gòu)，反應(yīng)容器運行前將頂蓋揭開有利于反應(yīng)容器的組裝及反應(yīng)容器組件如主電極、填料的更換。頂蓋上開孔，反應(yīng)容器運行時，頂蓋固定，有利于反應(yīng)容器內(nèi)生成的氣體如N2等的排出，反沖洗時保證空氣能順利排出的同時又能保證一定的氣體沖刷力。本發(fā)明的處理對象為生活污水、工業(yè)廢水。采用圖1所示的本發(fā)明，一種處理含氮有機廢水的電化學(xué)反應(yīng)器的工作流程如下:
I)預(yù)處理活性炭，去除活性炭中的雜質(zhì)，尤其是確保其不會釋放“三氮”和有機質(zhì)，將質(zhì)量比為6:1的活性炭顆粒和磁鐵粒子混合均勻，其中活性炭顆粒的平均粒徑等于磁鐵粒子的平均粒徑。2) 組裝反應(yīng)容器系統(tǒng)；步驟主要如下:插入主電極對，用導(dǎo)線將其分別與直流穩(wěn)壓電源的正負極相連，裝填混合好的活性炭和磁鐵顆粒。3) 運行本發(fā)明一種處理含氮有機廢水的電化學(xué)反應(yīng)容器。打開直流穩(wěn)壓電源，調(diào)節(jié)電壓，使兩個主電極獲得所需的電極電勢，并設(shè)置繼電器，控制反應(yīng)間歇時間。陰極的電極電勢有利于硝酸根離子還原反應(yīng)的發(fā)生，陽極有利于反應(yīng)0H_ — OH *+e,Cr — Cl *+e,(OH.標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢為2.8v VS甘汞電極(SHE))的發(fā)生。打開進水管閥門8，開啟蠕動泵9，進水，進水從集水器10通過蠕動泵9和進水管閥門8進入反應(yīng)容器；向廢水中添加氯化鈉，使得氯化鈉的含 量為0.5g/L。當(dāng)進水污染物質(zhì)濃度升高，導(dǎo)致處理后出水不達標(biāo)時，則關(guān)閉進水管閥門8和蠕動泵，調(diào)節(jié)反應(yīng)容器相關(guān)操作參數(shù)，直至出水達標(biāo)后恢復(fù)正常處理流程。4)填料的反沖洗。反應(yīng)容器運行一段時間后，如果處理量明顯下降，處理效果降低，關(guān)閉直流穩(wěn)壓電源、進水管閥門8、出水管閥門3和蠕動泵，開啟空壓機和空壓機閥門5，開始填料的反沖洗，沖洗時間為15min。沖洗完后，關(guān)閉空壓機4和空壓機閥門5，打開進水管閥門8、出水管閥門3和蠕動泵，運行IOmin后，開啟直流穩(wěn)壓電源1，恢復(fù)反應(yīng)容器正常運行。本實施例中每組電極組中電極間距2cm，將含有硝酸根離子濃度為80mg/L，NaCl濃度為0.5g/L的廢水通過蠕動泵9由進水口進入反應(yīng)容器中，調(diào)節(jié)進水流量，使得水力停留時間為4h，施加電流密度為20mA/cm2，反應(yīng)時間和間歇時間為1:1，每隔Ih測定出水硝氮濃度。處理效果如附圖2所示，4小時后出水硝氮濃度為8.llmg/L，去除率為89.87%。實施例2
同實施例1，所不同的是:填料中活性炭顆粒和磁鐵顆粒比例為6:1，活性炭顆粒的平均粒徑/磁鐵粒子的平均粒徑=120%，將含有硝酸根離子濃度為30mg/L，NaCl濃度為0.5g/L的廢水通過蠕動泵9由進水管7進入反應(yīng)容器中，調(diào)節(jié)進水流量，使得水力停留時間為4h，施加電流密度為20mA/cm2，每隔Ih測定出水硝氮濃度。處理效果如附圖3所示，4小時后出水硝氮濃度為1.82mg/L，去除率為93.93%。實施例3
同實施例1，所不同的是:填料中活性炭顆粒和磁鐵顆粒比例為2:1，活性炭顆粒的平均粒徑/磁鐵粒子的平均粒徑=110%，將含有氨氮濃度為60mg/L，NaCl濃度為0.5g/L的廢水通過蠕動泵9由進水管7進入反應(yīng)容器中，調(diào)節(jié)進水流量，使得水力停留時間為4h，施加電流密度為20mA/cm2，每隔Ih測定出水硝氮濃度。處理效果如附圖4所示，4小時后出水氨氮濃度為7.12mg/L，去除率為88.13%。實施例4
同實施例1，所不同的是:填料中活性炭顆粒和磁鐵顆粒比例為1:3，將含有氨氮濃度為30mg/L，NaCl濃度為0.5g/L的廢水通過蠕動泵9由進水管7進入反應(yīng)容器中，調(diào)節(jié)進水流量，使得水力停留時間為4h，施加電流密度為20mA/cm2，每隔Ih測定出水硝氮濃度。處理效果如附圖5所示，4小時·后出水氨氮濃度為3.llmg/L，去除率為89.63%。實施例5
同實施例1，所不同的是:每組電極組中電極間距3cm，填料中活性炭顆粒和磁鐵顆粒比例為1:6，活性炭顆粒的平均粒徑/磁鐵粒子的平均粒徑=90%，將含有苯酚，COD值為600mg/L, NaCl濃度為0.5g/L的廢水通過蠕動泵9由進水管7進入反應(yīng)容器中，調(diào)節(jié)進水流量，使得水力停留時間為4h，施加電流密度為20mA/cm2，反應(yīng)時間和間歇時間為1: 1，每隔Ih測定出水硝氮濃度。處理效果如附圖6所示，4小時后出水COD值為147.23mg/L，去除率為 75.46%ο實施例6
同實施例1，所不同的是:以活性炭為填料，填料中活性炭顆粒和磁鐵顆粒的質(zhì)量比為1:3，將含有苯酚，COD值為100mg/L，NaCl濃度為0.5g/L的廢水通過蠕動泵9由進水管7進入反應(yīng)容器中，調(diào)節(jié)進水流量，使得水力停留時間為4h，施加電流密度為20mA/cm2，反應(yīng)時間和間歇時間為1:1，每隔Ih測定出水硝氮濃度。處理效果如附圖7所示，4小時后出水COD 值為 2.llmg/L，去除率為 97.89%。實施例7
同實施例1，所不同的是:以活性炭為填料，填料中活性炭顆粒和磁鐵顆粒比例為1:1，將含有苯胺，COD值為400mg/L，硝氮50mg/L，氨氮濃度20mg/L，NaCl濃度為0.5g/L的廢水通過蠕動泵9由進水管7進入反應(yīng)容器中，調(diào)節(jié)進水流量，使得水力停留時間為4h，施加電流密度為20mA/cm2，反應(yīng)時間和間歇時間為1:1，每隔Ih測定出水COD值，氨氮，硝氮濃度。處理效果如附圖8所示，4小時后出水COD濃度為10.12mg/L,去除率為97.47%，氨氮濃度為
0.21 mg/L，去除率為98.95%，硝氮濃度為3.34 mg/L，去除率為93.32%。
權(quán)利要求
1.一種處理含氮有機廢水的電化學(xué)反應(yīng)器，包括反應(yīng)容器、電源(1)、出氣管(2)、出水管、出水管閥門(3)和進水系統(tǒng)，所述的進水系統(tǒng)由集水器(10)、蠕動泵(9)、進水管閥門(8)和進水管(7)依次順連組成；所述的進水管(7)與反應(yīng)容器的中下部相連；所述的出氣管(2)連接在反應(yīng)容器的頂部；所述的出水管連接在反應(yīng)容器的中下部，出水管由出水管閥門(3)控制，其特征在于:還包括填料(6)、陰極板(11)和陽極板(12)，所述的填料由活性炭和磁鐵粒子混合組成；所述的陰極板(11)與電源(1)的負極相連；所述的陽極板(12)與電源(1)的正極相連；所述的一個陰極板(11)和一個陽極板(12)構(gòu)成一個電極組，電極組共有1-10組；所述的電極組在反應(yīng)容器中依次等間隔分布；所述的陰極板(11)為二氧化硅板負載銅鈀涂層電極，其涂層材料組成質(zhì)量比為Pd:Cu=6:1 ;所述的陽極板為DSA氧化物涂層電極一 Ti/Ir02-Pt02。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理含氮有機廢水的電化學(xué)反應(yīng)器，其特征在于:還包括反沖洗系統(tǒng)，所述的反沖洗系統(tǒng)由空壓機(4)、空壓機閥門(5)和進氣管依次連接組成；所述的進氣管連接在反應(yīng)容器的底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理含氮有機廢水的電化學(xué)反應(yīng)器，其特征在于:所述的填料中活性炭和磁鐵粒子的質(zhì)量比為6:1-36。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種處理含氮有機廢水的電化學(xué)反應(yīng)器，其特征在于:所述的活性炭顆粒的平均粒徑/磁鐵粒子的平均粒徑=1 ±20%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項所述的一種處理含氮有機廢水的電化學(xué)反應(yīng)器，其特征在于:所述的反應(yīng)容器頂部內(nèi)側(cè)還設(shè)有溢流板，當(dāng)廢水在反應(yīng)容器內(nèi)部反應(yīng)后，由溢流板&出，再由出水管流出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種處理含氮有機廢水的電化學(xué)反應(yīng)器，其特征在于:所述的反應(yīng)容器頂部的上蓋為可拆卸結(jié)構(gòu)。
7.—種處理含氮有機廢水的電化學(xué)反應(yīng)器在處理生活污水和工業(yè)廢水中的應(yīng)用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種處理含氮有機廢水的電化學(xué)反應(yīng)器的應(yīng)用，其特征在于:其處理的生活污水和工業(yè)廢水的硝氮濃度范圍是小于等于80mg/L，氨氮濃度范圍是小于等于60mg/L, COD濃度范圍是小于等于600mg/L。
9.一種處理含氮有機廢水的電解方法，其特征在于，電解時陰極板采用二氧化硅板負載銅鈀涂層電極，其涂層材料組成質(zhì)量比為Pd:Cu=6:1 ;陽極板采用DSA氧化物涂層電極一Ti/Ir02-PtO2;填料由活性炭和磁鐵粒子混合組成，其中活性炭和磁鐵粒子的質(zhì)量比為6:1-36。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種處理含氮有機廢水的電化學(xué)反應(yīng)器及應(yīng)用及處理方法，屬于含氮有機廢水處理領(lǐng)域。該裝置包括反應(yīng)容器、電源、出氣管、出水管、出水管閥門和進水系統(tǒng)，還包括填料、陰極板和陽極板，所述的填料由活性炭和磁鐵粒子混合組成；所述的陰極板與電源的負極相連；所述的陰極板為二氧化硅板負載銅鈀涂層電極，其涂層材料組成質(zhì)量比為Pd:Cu=6:1；所述的陽極板為DSA氧化物涂層電極—Ti/IrO2–PtO2。采用活性炭顆粒和粒徑相似的磁鐵顆?；旌衔镒鳛樘盍希且环N兼具高效脫除硝氮、氨氮和COD，且能耗低的間歇式運行三維電極反應(yīng)器，能達到對含氮有機廢水中去除氮素和COD的目的。
文檔編號C02F1/48GK103193301SQ20131015183
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者楊光俊, 葉忠香, 夏遠芬 申請人:國電環(huán)境保護研究院, 南京大學(xué)