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工业废水的化学处理

高频彩官网电化学氧化法处理低浓度氨氮污水的

添加时间:2020/07/10

  ,欺骗正交实习的格式探究了 Ph、电流密度、氯离子增添量、电化学氧化时候、板极类型对氨氮去除效益的影响。结果外白,最优秤谌组合为 pH=7,电解时候为 90min,氯离子浓度为 2000mg/L,电流密度 为 20mA/cm2,电极板组合为铱钽钛板-316 不锈钢。

  氨氮是水体中的养分素,可导致水富养分化地步发作,是水体中的厉重耗氧污染物,对水中生物及人类都有较大危险性。目前,邦外里氨氮废水的治理格式厉重有气浮法、折点加氯法、电化学氧 化法、离子交流法、物理吸附法和生物脱氨法等。此中,电化学氧化 法因为具有占地面积少、操作大略、绿色洁净等便宜而惹起普通闭 注。

  电化学氧化历程遵守效力机理的分歧,可分为直 接电化学氧化和间接电化学氧化。最终产品厉重为氮气,含少量NO2-,NO3-。

  2.1.1.1 氨氮直接正在阳极皮相落空电子被氧化去除。此历程中,氨氮先吸附正在阳极皮相,后直接与阳极之间爆发三电子改变反映。 如公式(1)所示。

  氨氮爆发直接电化学氧化务必满意两个需要要求:一是须要碱性介质要求,以担保个人氨氮以逛离态 NH3 存正在;二是适宜的阳 极电位。

  当操纵电催化职能 较强的金属氧化物阳极时,吸附正在电极皮相的水分子与阳极氧化 物空穴反映天生吸附的羟基自正在基(·OH),如公式(2)所示。氨氮被吸附的羟基自正在基有用地氧化成氮气和水,如公式(3)所示。

  该历程是通过阳极反映先天生强 氧化剂,然后强氧化剂与氨氮反映,使氨氮降解脱除。氨氮的间接 电化学氧化,依据氯离子(Cl-)的存正在景遇可分成有氯离子存正在和无氯离子存正在两种事势。

  2.1.2.1 废水中存正在氯离子时,氨氮的电化学氧化反映靠拢于 “折点加氯除氮”的反映历程。水中的氯离子先爆发阳极反映天生 活性氯(Cl2、HOCl、Cl O-等),其氧化电位睹外 1,然后氧化性很强的活性氯再与氨氮反映,高频彩官网从而到达去除氮的宗旨,如图 1 所示。 将氯气或者次氯酸钠通入污水中将此中的氨氮氧化成氮气的 格式叫做折点氯化法。法氯气正在水中不但会融解还会爆发反映,当 氯气通入污水中到达必然剂量时水中逛离氯的含量有一最低值, 此时可能将氨氮齐备降解。当氯气列入量胜过该点时,水中逛离氯 含量增大而对去除效益没有更动,这个能到达最好去除效益而又不酿成氯气糜掷的最佳剂量点即是折点。

  其它,活性氯与氨氮的反映历程中也会有少许副反映的爆发, 如析氧反映、析氢反映以及消磨活性氯的反映等,如下列公式。

  2.1.2.2 氨氮废水不含氯离子时,氨氮厉重是被电化学反映历程中发作的羟基自正在基氧化而去除。羟基自正在基可能由水或OH(- 碱 性要求下)正在阳极氧化发作,其电极反映如下:

  羟基自正在基一种很强的氧化剂,其氧化电极电位高达 2.8V(vs.SHE),辞别比 H2O2的 1.76 V 和 O3的 2.07 V 高 59%和 35%,也比 其它少许常用的强氧化剂如 KMnO4、Cl2和 Cl O2的氧化电极电位高。同时,羟基自正在基的电子亲和才华为 569.3KJ,具有很高的电负性或亲电性,可能对氨氮举行有用的氧化。氨氮可能被羟基自正在基氧化为氮气和水。

  实习原水采用模仿氨氮污水,每次实习用水量为1L,采用硫酸铵配制模仿氨氮污染液,浓度为为 8mg/L(以 NH4计)。氨氮的测定采用《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法(HJ535—2009)》,pH 的测定操纵酸度计。

  以 1 号实习为例。a.用硫酸铵配制 8mg/L 的模仿氨氮污水,倒入电解槽中)。b.增添 0.825g 氯化钠(500mg/L Cl-),调理pH=5。c.安设电极板至电解槽两侧,毗邻电线至直流稳压电源。d.配置稳压直流电源的电流为 0.5A,掀开电源并纪录起首时候点解时 间为 15min。e.电解完了后,测试水样的 pH,并取样测试氨氮含量,纪录结果。f.调理参数,反复 a-e,举行下一组实习。

  氯离子浓度和氨氮去除的相闭。正在 做正交实习之前,对氯离子的增添量做了一组探索性实习。实习结 果如睹外 5。初始氨氮浓度 8.96 mg/L,电流密度 5mA/cm2,极板间距10cm,电解时候 30min,pH=5.68。

  实习外白,氯离子含量对氨氮的去除具有紧要的旨趣。氯离子 浓度400mg/L 时,氨氮含量不降反增,其原故初阶说明如下: 氯离子含量过低,电解液中厉重反映为式(15),次要反映为 (16)和(17)。

  此时,大批水被电解,仅有极少个人氯气天生,用以氧化氨氮。 也即是说,电解水的量大于氨氮的治理量,酿成了氨氮被“浓缩”,含 量不降反增。当氯离子浓度到达必然值此后,厉重反映为(16)和 (17),此时有足够的氯气融解于水氧化氨氮。从这点来说,氯离子浓 度越高,治理效益越好。但氯离子浓渡过高,则会导致电流结果低 下、能源糜掷的题目,乃至会有氯气逸出,酿成和平隐患。是以,该当 合理操纵氯离子浓度,规则是正在保险氨氮去除效益的同时,尽量消浸氯离子浓度。

  正交试验的结果采用方差说明法,分 析结果睹外 6。从正交实习的极差说明中咱们可能确定各因子对氨氮去除效益的主次递次为:时候、氯离子浓度、pH、电流密度、极板 类型。最优秤谌组合为 pH=7,电解时候为 90min,氯离子浓度为2000mg/L,电流密度为 20mA/cm2,电极板组合为铱钽钛板-316 不锈钢。同时依据说明结果可能得出,电解时候越长、氯离子浓度越 高、电流密度越大,治理的效益越好。然则也应当注意,电解时候过 长和电流密渡过高,会酿成电流结果低下、能耗高的题目;氯离子 浓渡过高有能够会使过量的氯气逸出,酿成和平隐患。

  注:《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法(HJ 535—2009)》中氨氮检测下限为0.1mg/L,此处浓度为低于检测下限。

  依据正交实习的结果,可能确定正在必然的工艺要求下,可能将出水氨氮含量削减至 0.2mg/L 及其以下。阳极资料须要选用珍奇金 属涂层钛电极,阴极可能选用防侵蚀职能较好的 316 不锈钢板。

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