電催化處理二甲胺廢水技術(shù)

有機(jī)氮(organicnitrogen，ON)一直是化工廢水處理過程中的難點(diǎn)。目前大多通過物理法、化學(xué)法、物化法、生物處理法或上述方法的綜合應(yīng)用將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成氨氮或*去除。物理吸附法的效果取決于廢水中含氮有機(jī)物的分子立體結(jié)構(gòu)和吸附材料的性質(zhì)，但吸附材料的再生性不是很好。高級氧化法不僅能氧化廢水中的大分子有機(jī)氮還能氧化生化出水中或受污染水體中的小分子有機(jī)氮，但其投資高也會在氧化過程中產(chǎn)生其他副產(chǎn)物。超臨界水氧化法不僅體積小、使用范圍廣還在處理過程中處于全封閉狀態(tài)，但是準(zhǔn)備過程繁復(fù)，成本高。絮凝等物化法能有效去除部分有機(jī)氮，但需要投加絮凝劑及其它聯(lián)合化學(xué)藥劑才能達(dá)到預(yù)期效果，而且其處理效果在較大程度上受環(huán)境因素影響，因此不是去除廢水中有機(jī)氮的理想選擇。生化技術(shù)是目前處理污水*經(jīng)濟(jì)有效的方法，然而過高的有機(jī)氮被降解產(chǎn)生大量氨氮會抑制微生物的生長，從而進(jìn)一步抑制COD(化學(xué)需氧量)的去除。如果廢水中的TKN較高，則需要將生化池的水力停留時(shí)間大大延長，造成投資成本的增加。

　　電催化氧化法因其具有效率高、無污染等特點(diǎn)越來越受到人們的關(guān)注。研究表明電催化氧化法對廢水中的無機(jī)氮有較好的去除效果。然而關(guān)于電催化氧化法去除有機(jī)氮的研究很少報(bào)道。因此本文以二甲胺溶液為模擬的實(shí)驗(yàn)廢水，考察電解時(shí)間、初始pH、電流密度以及Cl-濃度等對電催化去除TKN的影響。

　　1、實(shí)驗(yàn)

　　1.1 實(shí)驗(yàn)材料

　　實(shí)驗(yàn)試劑：硫酸(分析純)、NaOH(分析純)、二甲胺(分析純)和氯化鈉(分析純)。

　　電解系統(tǒng)：電解系統(tǒng)為自制電解系統(tǒng)，主要組成部分包括：(1)電源：直流穩(wěn)壓電源;(2)電解槽(有效容積250mL);(3)電極板：陽極材料為TiO2/Ru-Lr-Sn，陰極為鈦板。極板長14cm，寬4cm，有效面積63.2cm2，極板間距1cm。

　　1.2 實(shí)驗(yàn)方法

　　電催化氧化的原理是廢水中的有機(jī)物在電極表面直接被降解或者是有機(jī)物在電場作用下產(chǎn)生的氧化性物質(zhì)的作用下被降解。電化學(xué)反應(yīng)可大致分為陽極氧化、陰極還原以及兩者的協(xié)同作用。本文主要討論陽極的氧化作用，陽極的氧化可分為直接氧化和間接氧化。直接氧化也可稱為電化學(xué)燃燒，有機(jī)物在陽極極板表面直接被降解成CO2、H2O和N2，間接氧化是陽極氧化廢水中的某基團(tuán)產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑，廢水中的有機(jī)物在此氧化劑的作用下被降解。本文電催化氧化處理有機(jī)氮廢水除了陽極表面的直接氧化作用外還有陽極氧化廢水中Cl-產(chǎn)生氧化性物質(zhì)Cl2和活性氯，廢水中的二甲胺在這些氧化性物質(zhì)的作用下被降解。

　　實(shí)驗(yàn)采用二甲胺水溶液來模擬某化工廠產(chǎn)生的高有機(jī)氮廢水，采用去離子水對二甲胺溶液進(jìn)行稀釋配制溶度為1500mg·L-1的水溶液，通過NaCl調(diào)節(jié)廢水中Cl-濃度。TKN含量為450mg·L-1。重點(diǎn)探究電流密度、Cl-濃度、初始pH及電解時(shí)間對有機(jī)氮去除率的影響。

　　取250mL配制好的二甲胺溶液，用稀H2SO4或稀NaOH溶液調(diào)節(jié)pH后倒入電解槽，進(jìn)行電催化氧化處理。每隔30min取樣測定TKN含量。

　　在考察電催化時(shí)間的影響時(shí)，設(shè)置初始pH=6~7，Cl-濃度4000mg·L-1，電流密度15mA·cm-2。在考察初始pH影響時(shí)，設(shè)置電解時(shí)間3h，Cl-濃度4000mg·L-1，電流密度15mA·cm-2。在考察電流密度影響時(shí)，設(shè)置初始pH6-7，Cl-濃度4000mg·L-1，電解時(shí)間3h。在考察初始Cl-濃度的影響時(shí)，初始pH6-7，電解時(shí)間3h，電流密度15mA·cm-2。