申请日2019.01.18
公开(公告)日2019.04.02
IPC分类号C02F1/461; C02F9/06; C02F101/16
摘要
本发明公开了一种电解处理高氨氮废水的方法，包括以下步骤：1)将高氨氮废水注入电解池中进行电解;2)电解过程中，将电解池阴极处的液体产物抽出，然后将液体产物加入到电解池的阳极处。利用该方法能够有效提高高氨氮废水中氨氮的去除率。
权利要求书
1.一种电解处理高氨氮废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将高氨氮废水注入电解池(1)中进行电解;
2)电解过程中，将电解池(1)阴极(2)处的液体产物抽出，然后将液体产物加入到电解池(1)的阳极(3)处。
2.根据权利要求1所述的一种电解处理高氨氮废水的方法，其特征在于，步骤1)中，将高氨氮废水注入电解池(1)前，先利用碳酸盐沉淀出高氨氮废水中具有结垢倾向的离子，并调节高氨氮废水PH值至碱性。
3.根据权利要求2所述的一种电解处理高氨氮废水的方法，其特征在于，高氨氮废水中具有结垢倾向的离子的去除方法为：
11)将高氨氮废水注入到反应池中，加入碳酸钠，并计量PH值，使高氨氮废水PH值在8-9范围内;
12)将出现沉淀的高氨氮废水转移到沉淀池中，沉淀并分离出具有结垢倾向的离子的沉淀物;
13)将沉淀后所得的高氨氮废水进行过滤，除去悬浮物。
4.根据权利要求3所述的一种电解处理高氨氮废水的方法，其特征在于，步骤12)中，将得到的沉淀物返回到烟气脱硫塔的浆料调配池中。
5.根据权利要求1所述的一种电解处理高氨氮废水的方法，其特征在于，步骤2)中，液体产物从阴极(2)抽出后，预先去除H2，然后再加入到电解池(1)阳极(3)处。
6.根据权利要求5所述的一种电解处理高氨氮废水的方法，其特征在于，液体产物通过一根抽水管(4)抽出，抽出的液体产物通过气液分离器(5)去除H2，然后经循环泵(6)泵入到电解池(1)阳极(3)处。
7.根据权利要求6所述的一种电解处理高氨氮废水的方法，其特征在于，所述电解池(1)包括底板(11)、四个侧板(12)和盖板(13)，电解池(1)的阴极(2)和阳极(3)穿过盖板(13)至于电解池(1)内腔中，在阴极(2)和阳极(3)间的电解池(1)内设有隔膜(14)，所述抽水管(4)穿过盖板(13)置于阴极(2)远离阳极(3)的一侧，抽水管(4)另一端依次与所述气液分离器(5)和所述循环泵(6)连接，并最终穿过盖板(13)置于阳极(3)远离阴极(2)的一侧。
8.根据权利要求7所述的一种电解处理高氨氮废水的方法，其特征在于，所述电解池(1)顶板设有进液管(7)。
9.根据权利要求7所述的一种电解处理高氨氮废水的方法，其特征在于，所述电解池(1)盖板(13)靠近阴极(2)的一侧设有一个排气管(8)，排气管(8)通过导管(81)与一个气体收集装置(9)相连。
10.根据权利要求1所述的一种电解处理高氨氮废水的方法，其特征在于，所述电解池(1)内的电流密度为30-50mA/cm2，电解时间为1-2h。
说明书
一种电解处理高氨氮废水的方法
技术领域
本发明涉及高氨氮废水处理领域，具体涉及一种电解处理高氨氮废水的方法。
背景技术
随着工业化的发展，工业高氨氮废水排放量越来越大，带来的的危害也日趋严重，近年来随着环保要求的增大，对排放废水中的氨氮含量的要求越来越严格。针对高氨氮废水，为了达到将氨氮有效的去除，国内外很多专家都对其进行了多方面的研究，主流技术有：氨吹脱法、化学沉淀法、离子交换法、折点加氯法、生物脱氮法等。
以上这些方法处理轻工业、农业或者生活污水等能够达到很好的效果，但处理电厂的高氨氮的脱硫废水其效果较差。这是由于电厂的脱硫废水中，不仅氨氮含量较高，而且盐含量高，其中Ca2+、Mg2+、Fe2+/Fe3+等结垢性倾向的离子含量高，采用以上方法处理电厂高氨氮脱硫废水时，存在各种问题：氨吹脱法容易在吹脱塔里出现结垢，且能耗高;鸟粪石法受到Ca2+等盐的影响，导致无法将NH4+完全沉淀;离子交换导致频繁的换洗树脂，折点加氯所消耗的氧化剂含量过高;过高的盐含量也使微生物无法存活。
随着电解技术的发展，实现了电解技术在处理高氨氮废水的应用，但至今也未应用在电厂脱硫废水的处理中，这是由于电厂脱硫废水的特点所造成的：高结垢倾向的废水容易在电极表面结垢，影响电解的持续进行;电厂脱硫废水氨氮含量高，现有的电解工艺对于氨氮的去除率低，处理后的废水无法达到排放标准。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明公开一种电解处理高氨氮废水的方法，利用该方法能够有效提高高氨氮废水中氨氮的去除率。
本发明通过下述技术方案实现：
一种电解处理高氨氮废水的方法，包括以下步骤：
1)将高氨氮废水注入电解池中进行电解;
2)电解过程中，将电解池阴极处的液体产物抽出，然后将液体产物加入到电解池的阳极处。
本发明高氨氮废水电解过程中，电极的阳极产生Cl2，阴极产生H2和OH_，阳极的产生Cl2与废水反应生成HCL和HCLO，ClO-离子与废水中的NH4+反应生成N2，实现废水中氨氮的去除;在阳极处去除氨氮的反应进行一段时间后，阳极处的pH值会降低;抽出阴极处的液体产物，加入到电解池的阳极处，阴极液体产物中的OH_能够与HCL和HCLO反应，从而提高阳极处的pH值，进而减少Cl2的逸出，促进Cl2持续与废水反应生成ClO-离子，进而ClO-离子持续将NH4+转换成N2，提高阳极产物Cl2的利用率，提高废水中氨氮的去除率;并且OH_的加入还能提高阳极处废水的PH值，氨氮的反应活性提高，使得NH3与ClO-反应在较为稳定的pH值条件下进行，进一步提高NH4+的转化率，同时阴极的液体产物进入阳极处，使得原聚集在阴极处的未反应的部分氨氮NH3/NH4+能完全反应，进而效提高高氨氮废水中氨氮的去除率。
其中，步骤1)中，将高氨氮废水注入电解池前，先利用碳酸盐沉淀出高氨氮废水中具有结垢倾向的离子，并调节高氨氮废水PH值至碱性。
高氨氮废水中具有结垢倾向的离子的去除方法为：
11)将高氨氮废水注入到反应池中，加入碳酸钠，并计量PH值，使高氨氮废水PH值在8-9范围内;
12)将出现沉淀的高氨氮废水转移到沉淀池中，沉淀并分离出具有结垢倾向的离子的沉淀物;
13)将沉淀后所得的高氨氮废水进行过滤，除去悬浮物。
本发明中，预先利用碳酸钠将高结垢倾向的离子如Ca2+、Mg2+沉淀，避免这些离子进入电解池在电解池内结垢，污染电极，影响电解反应的进行，碳酸钠能够提高废水的PH值，利于Cl2溶解在水中，从而促进废水中的NH4+反应与ClO-离子反应。
进一步的，步骤12)中，将得到的沉淀物返回到烟气脱硫塔的浆料调配池中。可减少烟气脱硫中CaCO3的用量：脱除易结垢倾向的Ca2+、Mg2+离子后，形成的CaCO3、MgCO3和Mg(OH)2可以回收用于烟气脱硫，提高Ca2+、Mg2+离子的利用率。
进一步的，步骤2)中，液体产物从阴极抽出后，预先去除H2，然后再加入到电解池阳极处。
阴极的液体产物不仅含有OH_，还溶解有H2，在液体产物注入阳极前，预先去除H2，能够避免液体产物注入阳极后H2与Cl2发生反应甚至爆炸，提高废水电解的安全性。
具体的，液体产物通过一根抽水管抽出，抽出的液体产物通过气液分离器去除H2，然后经循环泵泵入到电解池阳极处。
所述电解池包括底板、四个侧板和盖板，电解池的阴极和阳极穿过盖板至于电解池内腔中，在阴极和阳极间的电解池内设有隔膜，所述抽水管穿过盖板置于阴极远离阳极的一侧，抽水管另一端依次与所述气液分离器和所述循环泵连接，并最终穿过盖板置于阳极远离阴极的一侧。
本发明中，抽水管一端穿过盖板置于阴极远离阳极的一侧，因而抽出的液体中反应得到的OH_浓度更大，未反应的NH4+浓度更小。
进一步的，所述电解池顶板设有进液管。进液管用于加注高氨氮废水。
进一步的，所述电解池盖板靠近阴极的一侧设有一个排气管，排气管通过导管与一个气体收集装置相连。气体收集装置用于收集从排气管逸出的氢气和氮气，将二者分离，得到的氢气可用于工业生产。
进一步的，所述电解池内的电流密度为30-50mA/cm2，电解时间为1-2h。
电解池的阴极和阳极施加外接电源，在电解池内产生的电流的电流密度为30-50mA/cm2，由于本发明阳极产生的Cl2能够被充分用于NH4+的转化，氨氮的去除效率高，电解时间由现有技术中的2-7h缩短为1-2h，能耗大大降低，氨氮的除去率达到99.3%，而目前现有电解技术在1-2h内对除氨氮的去除率仅为70%-80%。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种电解处理高氨氮废水的方法，电极的阳极产生Cl2，阴极产生H2和OH_，阳极的产生Cl2与废水反应生成HCL和HCLO，ClO-离子与废水中的NH4+反应生成N2，实现废水中氨氮的去除;在阳极处去除氨氮的反应进行一段时间后，阳极处的pH值会降低;抽出阴极处的液体产物，加入到电解池的阳极处，阴极液体产物中的OH_能够与HCL和HCLO反应，从而提高阳极处的pH值，进而减少Cl2的逸出，促进Cl2持续与废水反应生成ClO-离子，进而ClO-离子持续将NH4+转换成N2，提高阳极产物Cl2的利用率，提高废水中氨氮的去除率;并且OH_的加入还能提高阳极处废水的PH值，氨氮的反应活性提高，使得NH3与ClO-反应在较为稳定的pH值条件下进行，进一步提高NH4+的转化率，同时阴极的液体产物进入阳极处，使得原聚集在阴极处的未反应的部分氨氮NH3/NH4+能完全反应，进而效提高高氨氮废水中氨氮的去除率;
2、本发明一种电解处理高氨氮废水的方法，电解池的阴极和阳极施加外接电源，在电解池内产生的电流的电流密度为30-50mA/cm2，由于本发明阳极产生的Cl2能够被充分用于NH4+的转化，氨氮的去除效率高，电解时间由现有技术中的2-7h缩短为1-2h，能耗大大降低，氨氮除去率达到99.3%。
