[发明专利]一种去除氨碱废水中氨氮的电解装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电解技术领域，尤其是一种去除氨碱废水中氨氮的电解装置和方法。

背景技术

氨碱法制造纯碱生产过程中产生蒸氨废液及杂水，经预处理后获得清废液。清废液主要成分为CaCl₂、NaCl及NH₃-N等，水温约为70-75℃，排放量约为800-1000m³/h，氨氮含量约为40-80mg/L，NaCl含量约为55g/L，CaCl₂含量约为120g/L，属于典型的超高盐度、低氨氮废水。清废液中氨氮主要是以游离氨(NH₃)和铵离子(NH₄⁺)形式存在于水中的氮。氨氮是导致水体富营养化的主要因素，会引起水体中的藻类及微生物大量繁殖，使水体中的溶解氧急剧下降，导致鱼类及其他水生生物缺氧死亡，对水质造成严重影响。另外，氨氮在水体中经过硝化作用会产生亚硝酸盐和硝酸盐，长期饮用这类水会诱发高铁血红蛋白症；当水中的亚硝酸盐氮含量过高时，能够与蛋白质结合形成一种强致癌物质——亚硝胺，对人体造成严重危害。过量的氨氮对废水的处理及回用造成了严重影响，寻求经济高效的去除氨氮方法对人类生活及生产具有重大意义。

目前，常用的氨氮脱除方法主要有生物法、吹脱法、化学沉淀法、折点氯化法、膜分离法、离子交换法、氧化法等。氨氮脱除新工艺技术，微波-活性炭法和机械蒸汽再压缩(MVR)法。

由于清废液中含盐量高，蒸氨废液不适合采用生物法处理；化学氧化法可以分为折点氯化、电化学氧化等，具有处理处理效率高的优点，但部分氧化剂价格高昂且存在余氯二次污染的问题；化学沉淀法主要理由磷酸根、镁离子及铵离子反应生成磷酸铵镁沉淀的原理实现氨氮的去除，具有处理效率高、沉淀物可资源化利用的优点，但该工艺存在处理不彻底、钙离子干扰及磷酸根二次污染等问题；物理法主要包括吹脱法、膜分离法、离子交换法等虽然效果较好，但工艺操作复杂，吸附剂再生频繁，处理成本偏高，且存在吹脱气的二次污染问题。而氨氮处理新技术，工艺技术不够成熟，工艺条件还需进一步研究。

发明内容

基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种可简化工艺、降低成本和能源消耗的二水石膏结晶装置。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种去除氨碱废水中氨氮的电解装置，包括电解槽、阳极板、阴极板、阳极固定装置和阴极固定装置，所述电解槽内设有至少3组依次排列的电极插槽，相邻的所述电极插槽之间设有将电解液的流动方向限制为S形的挡板，所述电极插槽包括平行设置的阳极插槽和阴极插槽，所述阳极插槽内设有阳极板，所述阴极插槽内设有阴极板，所述阴极板与所述阴极固定装置连接，所述阳极板与所述阳极固定装置连接。由此，电解液的流动方向呈S形，以及多组电极可以提高氨碱废水的电解效率。

优选地，所述阳极固定装置包括阳极吊耳、2个母排、2个母排座和母排支架，所述母排与所述阳极吊耳连接，所述母排座上设有母排，所述母排座与所述母排支架固定连接，所述母排支架与所述电解槽的侧壁固定连接。由此，2组母排和母排座上下平行设置可以保证阳极稳定地固定在母排支架。

优选地，所述母排和所述母排座之间设有绝缘板，所述母排、母排座和绝缘板中间设有通孔，所述通孔上设有绝缘套，所述母排和母排座之间通过螺栓固定连接，所述螺栓穿过所述绝缘套。由此，绝缘板和绝缘套可以保证母排和母排座之间绝缘。

优选地，所述阳极固定装置与所述阴极固定装置的结构相同。应当说明的是，阳极固定装置与阴极固定装置的结构可以是相同的，也可以不同，只要阳极固定装置与阴极固定装置能将阳极和阴极固定在电解槽中即可；优选地，阳极固定装置与阴极固定装置还可以保证母排和母排座之间绝缘。

优选地，所述电解槽内设有24组电极插槽。应当说明的是，电极插槽数量可以根据电解的效率需要进行调整，可以是3组、4、5组、8组、11组、15组、19组、22组等。

优选地，所述挡板与所述电解槽的侧壁固定连接，相邻的所述挡板的顶端高度不同，间隔的所述挡板的顶端高度一致。由此，可以增加电解液的流动距离，进而延长电解的时间，提高电解效率。

优选地，所述电解装置还包括液泵，所述液泵的进液口与所述依次排列的电极插槽后端的电解液连通，所述液泵的出液口设于所述依次排列的电极插槽的前端。由此，可以将部分电解液循环电解，使得氨碱废水中氨氮浓度更低。

优选地，所述母排为铜板。由此，可以减少导线内阻，同时，降低导线发热量。