污水处理厂中电化学脱氮技术的应用(共3964字).doc

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1、污水处理厂中电化学脱氮技术的应用(共3964字)摘要：为了解决我国的城市污水，同时强化我国的生态环境，相关企业部门借助电化学脱氮技术对污水进行及时处理，文章就电化学脱氮技术在污水处理厂的尾水处理为研究对象，展开一系列讨论，以便为类似工程提供参考学习经验。关键词：电化学脱氮技术；污染处理厂废水；应用当前我国的生活污水处理中的有机物和氨氮去除成为一大难点问题。对城市污水进行二级处理之后，其污水尾水中的有机物含量较低，但依旧存有含量较高的总氮（TN），若直接将该污水排进河流，会引发河流的富营养化，基于此，关于污水处理厂尾水的脱氮技术变得迫在眉睫。对污水厂尾水中的TN分析，发现尾水中的C/N比例低，在

2、低C/N的前提下，会对深入的脱氮处理技术带来干扰。当前我国采取超滤膜、反渗透膜分离以及臭氧活性炭等方式对尾水中的氮含量进行清除，即使获得了比较好的成效，但还是不能被广泛运用于污水处理厂的处理之中。1电化学脱氮技术的产生原理所谓电化学处理技术，指的是在电极或者外加电场的辅助下，在专业的反应容器内发生的一系列物理化学反应，最终实现对废水污染物的降解效果。电化学处理技术过程中不需要添加任何药物试剂，同时也不会对环境带来污染，故被称为“环境友好型”技术。电解脱氮的时候，溶液内会产生-OH，羟基自由基本身具备很强的氧化性，可以高效去除污水中的杂物。除此之外，溶液中还会产生Cl-，Cl-会发生氧化反应变成

3、Cl2和次氯酸根离子ClO-，Cl2以及ClO-都具有强氧化性，可将污水中的氨氮进行直接氧化去除。电解-生物法组合进行处理时，会在电解产生的H2和污水中NH3的作用下进行反硝化，其中NH3-N是电子供体，NO3-N是电子受体，产物为无毒无味的N2。2电化学脱氮技术的试验器材及方法为了更深层次的对电化学脱氮技术在污水处理厂中的处理进行分析，文章选取试验的形式展开全面讨论。首先，试验用水的合理择取，选择某城市的污水处理厂为试验基地，该污水处理厂的尾水为试验用水，需要注意，一定要保证该污水处理厂的出水满足国家相关标准，才能具备试验的资格。其次，试验器材的合理选取，通常情况下选择材质为PE的试验器材，

4、要求器材所用电极要具备较强的电催化能力和氧化力，同时将该试验器材的内部电极电位调整到1.51.8V范围内，适当延长该试验器材的使用时间。把电极板交错放置，控制各电极板阴阳极留有一定距离，在阴阳极之间填充活性炭、金属颗粒等物质，会加大电极板的催化效果，具体应用在污水处理厂的过程中，污水会穿过反应器的下部缓慢进入电极板后再流出。电化学脱氮技术的试验过程是一个连续过程，要求试验期间不可以出现间断，保障试验效果的最佳性。基于此，在试验之前，保持试验用水量为510m3 d-1，并且把试验器材放置在指定位置，同时把催化剂放在原水中浸泡片刻，避免催化剂对脱氮技术产生干扰。之后，再接通器材电源，要求电源的电压

5、为直流电压、稳定电压，输出电压的大小依据实际污水情况进行对应调整。尾水在通过水泵之后，对其流量进行调整记录，观察催化-电氧反应现象，及时读取反应器的显示数据，再取出试验样品，如此一来就能计算尾水中的总氮含量，并且在电化学脱氮技术处理之后计算出尾水中的总氮含量，对比分析电化学脱氮技术的处理效果是否达标。不同的水质特征，要选取对应的处理方式，其中使用频率最高的当属纳氏试剂光度法。3分析试验结果3.1电流密度通过对某市的城市污水处理厂的尾水进行电化学脱氮技术操作后，本文先就电化学脱氮技术应用中电流密度的变化特征进行分析讨论，以尾水中的TN含量为标准，控制试验用水的pH=6.0、尾水进水流量为7m3

6、d-1，此时对应的TN含量值位于23.6272mg L-1范围内，之后每个12h对试验用水进行取样检测，试验连续运行5天，对电极板的电流密度进行观察分析不难得出，在反应器电极板电流密度依次为10.67mA cm-2、16.00mA cm-2、32.67mA cm-2以及63.33mA cm-2时，尾水中TN含量的去除效果有显著差别，其中电流密度为1600mA cm-2时TN去除率为331，6333mA cm-2时去除率则为53.2，发现规律：电极板阳极的电流密度越高，对应尾水中TN含量去除效果越强，这主要是因为电极板阳极存在固体催化材料，使得阳极的氧化性增强。为了有效控制施工成本，提升TN含量

7、的去除效果，同时提高电流的利用率，控制最佳电流密度为32.67mA cm-2。3.2进水pH值控制尾水进水流量为7m3 d-1、电流密度为32.67mA cm-2以及进水TN平均值为26.42mg L-1时，对尾水的进水pH值进行分析处理，可以得出，进水pH值和电化学脱氮技术TN含量去除效果之间存在直接性关联，但是进水pH值对电化学脱氮技术TN含量去除效果影响较小。污水处理厂的尾水在经过电化学脱氮技术处理之后，尾水进水的pH值皆处在6.20-7.00范围内，同时当尾水进水的pH 5时，电化学脱氮技术处理后的尾水TN去除率发生轻微变化，当尾水进水的pH 5时，电化学脱氮技术处理后的尾水TN去除率

8、发生较大下降，总的来说，在尾水进水pH值变化的前提下，电化学脱氮技术处理后的尾水TN去除率的变化程度都不显著，为了高效控制施工成本，避免资源浪费，通常在进行电化学脱氮技术的时候，不会过多调整尾水进水的pH值。3.3水力停留时间控制尾水进水的pH值皆处在6.207.00范围内，尾水进水流量为7m3 d-1、电流密度为32.67mA cm-2以及进水TN平均值为26.42mg L-1，对15min、30min、60min以及90min的水力停留时间进行试验分析，结果发现，随着水力停留时间的增加，电极板中固体催化颗粒填料和尾水中的污染杂物充分接触，导致尾水在电场中的驻留时间增加，最终提高了电化学脱氮

9、技术TN含量的去除率，TN的氧化分解性能增强也是由于该原因。需要注意的是，即使增加水力停留时间会加强电化学脱氮技术的TN去除率，但水力停留时间过长，会引发一些副反应，副反应会对电化学脱氮技术的电流效率起到一定的干扰，通过对某城市污水尾水进行试验发现，当水力停留时间超过60min后，电化学脱氮技术的TN去除率变化幅度减慢，同时也会加大副反应的出现频率，为了加大尾水的除氮效率，通常选取30min为最佳水力停留时间。3.4讨论总结对以上三种要素变化进行深入分析，得出在具体应用电化学脱氮技术处理某城市污水尾水的时候，控制尾水进水的PH值皆处在6.207.00范围内，尾水进水流量为7m3 d-1、电流密

10、度为32.67mA cm-2、进水TN平均值为26.42mg L-1以及水力停留时间为30min，才能实现脱氮技术的最佳效能，其中尾水中的NH3-N的去除率为55.1%，NO3-N的去除率高达72.9%，所以说，电化学脱氮技术在污水处理厂尾水TN去除方面效果显著。除此之外，可以发现电化学脱氮技术在具体运用过程中，主要消耗大量电能，基本上1m3尾水会消耗0.32KW h的电量，对于比其他离子交换脱氮、生物脱氮技术，该技术的耗电量相对较小。由于电化学脱氮技术在污水处理厂的尾水处理中具体成本低、效能高、方式简便以及运行温度易控制等优势，因此被广泛运用于各大城市污水处理中。而且经由电化学脱氮技术处理过

11、的尾水水质呈中性，不需要调节反应器的尾水进水pH值，还能实现低C/N基础下的高校脱氮目标，总之，电化学脱氮技术具备很大的应用价值，其试验结果已被大多数城市污水处理商赞同认可，理应被推荐使用。电化学脱氮技术在污水处理厂中的应用得到了业界人员的高度关注，由于该技术在电解时会产生强氧化剂，以及电解的阴阳极会发生氧化还原反应，都能对高效去除污水的TN含量起到辅助作用。文章通过对试验结果中的电流密度、进水PH值以及水力停留时间进行分析，得出其对电化学脱氮技术去除总氮量的影响，以便其他污水处理单位借鉴学习。参考文献：1刘烈伟,赵志祥,沈晓虹，等.降解水中有机污染物的研究进展J.环境科学与技术,2003,(03).2何绪文,龚彦宇,王培京,等.电化学法用于微污染水脱氮处理实验J环境工程,2009,(01).第 7 页 共 7 页