[发明专利]一种电化学同步除碳脱氨氮的装置及方法

说明书

本发明是关于一种电化学同步除碳脱氨氮的装置及方法，该装置包括壳体，所述壳体内连接有多数个极组；所述极组包括依次间隔设置的阴极、第一阳离子交换膜、阳极及第二阳离子交换膜；所述阴极与第一阳离子交换膜之间的空间形成阴极室，所述第一阳离子交换膜与阳极之间的空间形成第一阳极室，所述阳极及第二阳离子交换膜之间的空间形成第二阳极室；所述第一阳极室上设有阳极室进水总管，所述阳极室进水总管上设有氯化钠投加管。所述方法包括以下步骤：将含有机物及氨氮的废水与NaCl溶液混合均匀，进行电化学氧化处理。本发明的电化学同步除碳脱氨氮的装置及方法，具有COD_Cr降解率高、可以同步去除氨氮及无二次污染的优点。

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及电化学处理方法及装置，特别涉及一种电化学同步除碳脱氨氮的装置及方法。

背景技术

电化学氧化法是利用阳极直接氧化作用和电极表面产生的强氧化性物质的间接氧化作用。阳极直接氧化是反应物在阳极失去电子被氧化，间接氧化利用电极表面产生的强氧化性物质(如过氧化氢、臭氧、羟基自由基)氧化有机物。例如溶液中氯离子氧化生成强氧化剂次氯酸。具体电极反应如下：

电化学阳极反应：

生成氧气 4OH^-(aq)→O₂(g)+2H₂O(l)+4e^-

游离氯 Cl^ˉ(aq)–e^ˉ→Cl⁰

氯气 2Cl^-(aq)→Cl₂(g)+2e^-

次氯酸 Cl₂+H₂O→HOCl+HCl

臭氧 O₂(g)+2OH^-(aq)–2e^-→O₃(g)+H₂O(l)

自由基 OH^-(aq)–e^-→HO·(aq)

过氧化氢 2H₂O(l)–2e^-→H₂O₂(l)+2H⁺(aq)

氧自由基 H₂O(l)–2e^-→O·(aq)+2H⁺(aq)

电化学阳极氧化有机物反应：

有机物+HO·(aq)→CO₂+H₂O

电化学阳极氧化氨氮反应：

2NH₃+6HO·(aq)→N₂+6H₂O

HOCl+NH₄⁺→NH₂Cl+H₂O+H⁺

NHCl₂+H₂O→NOH+2H₂+2Cl^–

NHCl₂+NOH→N₂+HOCl+H⁺+Cl^–

电化学阴极反应：

2H₂O(l)+2e-→H₂(g)+2OH^-(aq)