电催化还原去除废水中硝酸盐氮的研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 14次 | 上传用户:lifengxing0628
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水体中的硝酸盐氮污染日益严重,由于其性质稳定、难以被降解,硝酸盐氮的有效治理亟待解决。电催化还原技术以其处理效率高、降解彻底、占地面积小等优势,逐渐受到人们青睐。本文采用电催化还原技术对废水中硝酸盐氮进行降解,考察了混合式及隔膜式反应器内的电化学脱氮效果,并探讨了处理流动态废水的降解效能。电化学测试及处理实验结果显示,实验条件下的最佳电极组合为Ti/Ti O2纳米管阵列电极作阳极,Fe作阴极;水体中不同离子对于NO3--N去除的促进作用依次为NH4+<K+<Na+<Mg2+、HCO3-<Cl-<PO43-<SO42-。混合式反应器内,NO3--N降解率随电流密度增大而增加,随废水初始浓度增大而降低,最佳p H值为5.0。正交实验表明:影响电催化还原脱氮的主次因素依次为电解质浓度、电流密度、p H值、初始浓度。优化后,对于250mg/L的NO3--N,2.5h内去除率高达93.8%。在设计的含阳离子交换膜的隔膜式反应器内,NO3--N降解率显著提高。对于高达1000mg/L的NO3--N,仅30min内降解率达到63.9%。最佳电流密度为15m A/cm2;酸性条件更利于NO3--N的降解;NO3--N降解率随初始浓度增加而降低。正交实验表明:影响电催化还原脱氮的主次因素依次为电流密度、电解质浓度、初始浓度、p H值。优化后,对于250mg/L的NO3--N,仅30min内去除率高达88.0%。处理流动态硝酸盐氮废水时的去除率相对较低。去除率随流速增大而减小、随电流密度增大而增大、随初始浓度增加而降低,且酸性条件更利于NO3--N的降解。混合式、隔膜式反应器内的电催化还原脱氮过程均符合一级反应动力学,相关度R2均大于0.9400,拟合方程回归性较好。
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