[实用新型]一种带有阳离子交换膜的电化学脱氮设备

说明书

本实用新型公开了一种带有阳离子交换膜的电化学脱氮设备，包括直流电源、蠕动泵和底座，所述底座的顶端安装有罐体，所述底座的内腔底端左右两侧均放置有磁力搅拌器，且磁力搅拌器的顶端与罐体的底端接触，所述罐体的内腔左右两侧均放置有与磁力搅拌器磁性相吸的磁力搅拌子，所述罐体的内腔左右两侧顶端均安装有连接板，两个所述连接板的内侧分别安装有阳极板和阴极板，所述阳极板和阴极板均与直流电源电性连接。该带有阳离子交换膜的电化学脱氮设备，在脱氮时，能将罐体分隔成阳极区和阴极区，可防止阴极区中的NO₃^‑以及NO₂^‑等阴离子迁移到阳离子表面，避免再次被氧化为NO₃^‑，脱氮时间短，提高脱氮效率。

技术领域

本实用新型涉及脱氮技术领域，具体为一种带有阳离子交换膜的电化学脱氮设备。

背景技术

现今，国内外常用的硝酸盐氮处理工艺主要分为物化法、生物技术、催化还原技术以及渗透反应墙这四种工艺。由于物化法对氮气的生成选择率较低，仅仅将水体中的污染物进行转移、分离，而并未真正降解，因此后期二次处理成本较高，从而使其投入实际应用受到限制。此外，当污水中存在毒害性较大且化学性质稳定的污染物时，微生物的繁殖会受到抑制，从而限制了生物脱氮技术的深入应用；而渗透反应墙工艺则对硝酸盐氮的降解效果不太稳定，无法持续高效的对其进行去除。相对于前面这些工艺技术，电催化还原技术则因其高效的硝酸盐氮去除率、二次污染小、设备占地面积小以及降解彻底等突出优势，逐渐受到国内外研究者的青睐。

目前，催化还原技术虽然能有效脱氮，但是不能将反应区分隔成阳极区和阴极区，阴极区中的NO₃^-以及NO₂^-等阴离子容易迁移到阳离子表面，从而导致再次被氧化为NO₃^-，脱氮时间较长，脱氮效率低下，难以满足电化学脱氮的需求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种带有阳离子交换膜的电化学脱氮设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种带有阳离子交换膜的电化学脱氮设备，包括直流电源、蠕动泵和底座，所述底座的顶端安装有罐体，所述底座的内腔底端左右两侧均放置有磁力搅拌器，且磁力搅拌器的顶端与罐体的底端接触，所述罐体的内腔左右两侧均放置有与磁力搅拌器磁性相的磁力搅拌子，所述罐体的内腔左右两侧顶端均安装有连接板，两个所述连接板的内侧分别安装有阳极板和阴极板，所述阳极板和阴极板均与直流电源电性连接，所述罐体的内腔底端中心位置沿前后方向安装有阳离子交换膜，所述蠕动泵的输出端压合有进液管，所述进液管的一端与罐体的右侧壁底端固定连接，所述进液管的另一端与总氮溶液槽内的水泵连接，所述罐体的左侧壁顶端安装有出液管的一端，所述出液管的另一端延伸至蓄水槽内。

优选的，所述阳极板与直流电源的正极电性连接，所述阴极板与直流电源的负极电性连接。

优选的，所述阳极板为TiO2 纳米管制成，所述阴极板为铁板。

优选的，所述磁力搅拌子位于磁力搅拌器的顶端中心位置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该带有阳离子交换膜的电化学脱氮设备，通过蠕动泵可使总氮溶液泵入罐体中，通过阴极板不断将NO³⁻离子转化为NH⁺，NH⁺通过阳离子交换膜到阳极板区域，再将NH⁺转化为N₂，最后可使经过一段时间电解的溶液从出液管流入蓄水槽中，从而在脱氮时，能将罐体分隔成阳极区和阴极区，可防止阴极区中的NO₃^-以及NO₂^-等阴离子迁移到阳离子表面，避免再次被氧化为NO₃^-，脱氮时间短，提高脱氮效率，大大的满足了电化学脱氮的需求。