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《北京化工大学》 2012年
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电化学氧化法去除水中氨氮的研究

朱静  
【摘要】:我国可利用的淡水资源十分匮乏,因此将受到轻度污染的淡水处理后再次利用具有重要意义。水体常见污染物之一的氨氮是指以游离氨或铵盐形式存在的氮;常规去除氨氮的方法主要有生物法和折点氯化法,两种方法去除高中浓度的氨氮效果很好,但生物法工艺流程长、对温度敏感、占地面积大;折点氯化法需要外加大量药品且容易形成二次污染。考虑到受污染水源中氨氮常与大量氯离子共存,提出使用电化学间接氧化法去除水中氨氮。 通过对不同电极涂层组成分析、表面形貌观察、电化学测试、实际净水实验、抗氧化性能对比优选出了Ti-RuO2-lrO2电极。该电极具有析氯电位低、催化活性强、抗氧化能力强等特点,作为阳极能高效去除水中氨氮。 使用Ti-RuO2-lrO2电极做催化阳极对电化学氧化法去除氨氮的影响因素进行研究发现: (1)对去除氨氮的相关影响因素研究表明,氯离子浓度和电流密度对氨氮的去除具有决定性的影响,氯离子浓度和电流密度增加都能加快氨氮的去除速度; (2)反应在pH值4~10内都能正常进行,进水流量和氨氮初始浓度对氨氮的去除速度和能耗影响很小; (3)去除氨氮的反应属于零级反应,其去除氨氮的速率不受氨氮浓度的影响故电化学氧化法适合处理各种浓度的氨氮废水; (4)氨氮氧化过程中会产生副产物,其中亚硝酸盐氮难以稳定存在未检出,其副产物以硝酸根居多,当氨氮浓度较低时(20~40mg/L)每去除10g氨氮约有1g转变为硝态氮,当初始氨氮含量较高时,氨氮不会转变为硝酸根。 对电化学氧化法和外加次氯酸钠法去除氨氮对比研究发现: (1)电化学氧化法去除氨氮时溶液中游离氯含量很低,当溶液中氨氮全被除去后游离氯的含量快速上升; (2)两种方法去除氨氮都会生成一定量的硝酸根和氯胺,完全去除30mg的氨氮,电化学法生产8mg左右的副产物,而外加次氯酸钠法副产物高达12mg左右; (3)两种方法产生的副产物中一氯胺和二氯胺含量差别较小,但使用外加次氯酸钠法会使三氯化氮的生成量显著提高,而三氯化氮的毒性最大,因此使用电化学法能降低三氯化氮的生成,更加安全的净水。 电化学氧化法去除水中氨氮利用了废水中已有氯离子,不用外加药品且具有安全可控、装置简单、适用范围广、占地面积小、受外界环境因素制约少等诸多优点,是一种去除氨氮效率高且经济环保的处理方法,具有广阔的应用前景。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:X703

【参考文献】
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