CN101198551B - 含有氨态氮的废水的电解处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种含有氨态氮的废水的电解处理方法及装置，其可防止电流效率的降低，使氨的分解效率提高，对于所有含有氮的废水均可实行安全且有效的处理。本发明的电解处理装置是具备以下部分的含有氨态氮的废水的电解处理装置：含有氨态氮的废水流入的调整槽(11)，在具有氯离子的条件下电解处理由该调整槽供给的废水(20)的电解槽(12)，及在上述调整槽(11)与上述电解槽(12)内使废水循环的循环泵(13)；其中上述电解槽(12)在pH值为5以上且小于8的范围内电解处理上述废水，优选在上述电解槽(12)内配置以金属材料形成的催化剂部件，促进氨态氮的分解反应。

Description

含有氨态氮的废水的电解处理方法及装置

技术领域

本发明涉及一种含有氨态氮的废水的电解处理方法及装置，其在具有氯离子的条件下电解处理含有氨态氮的废水，由此将氨态氮分解成氮气并除去。

背景技术

废水中所含的氮成份是河流、湖沼或内湾等富含营养的主要因素之一，故而需要将氮成份由废水中除去。废水中所含有的氮成份也依据该废水的种类、性状而有所不同，但大多数是以氨态氮的形式而存在，目前提出有将该氨态氮高效地分解成无害的氮气，并由废水中除去的技术，且将其实用化。

作为除去废水中的氨态氮的代表性方法有：利用微生物的分解作用进行的生物学脱氮处理、氨汽提处理、利用电解法进行的除氮处理等。

上述生物学脱氮处理在脱氮反应中需要甲醇等营养源，但在将无机体系废水作为处理对象时，需由外部添加大量营养源，从而存在成本增加的问题。此外，所添加的营养源由于添加至SS(溶液沉积)中，因而导致生成大量剩余污泥，污泥的处理较困难。

此外，通过上述氨汽提进行的处理需要大量热源，导致处理成本上升，此外，若欲维持较高的除氮率，则会导致装置大型化。

另一方面，利用上述电解法的处理，其处理速度较快，且通电即可较容易地分解氨态氮，由于以上优点，近年来该技术备受注目。

利用电解法进行氨分解是通过电解反应由废水中的氯生成次氯酸，使该次氯酸与氨态氮反应，分解成氮气。

例如日本专利特开平7-299465号公报等中提出利用如上的电解反应进行的除氮处理。在日本专利特开平7-299465号公报中揭示如下：作为电解处理用的阳极使用如下构成的阳极，在具有导电性的耐腐蚀金属材料的表面形成被覆层，作为该被覆层的必要成分，含有两种以上铂族元素和/或其氧化物，及选自Ti、Zr、Hf、Nb、Ta中的至少1种金属的氧化物，在具有氯离子的条件下将废水控制在pH 8～12，并进行电解处理。

然而，专利文献1中揭示的方法有如下问题：对于对象废水几乎无缓冲能力，为调整pH 8～12需要大量碱剂，导致运转成本增加。此外，在碱区域中，由处理体系内可见氨汽提的现象，大量氨气向排气侧移动，会导致生成臭气。进而，由于电解的能量损失而使液温上升，该情形下越发难以进行氨汽提。

此外，若废水中的次氯酸浓度发生变化，有可能导致硝酸态氮(NO₃-N)大量残留，藉此也会导致氨分解的电流效率的降低。进而，在对象废水为有机性废水时，除次氯酸、氯胺之外，也担心会残留对人体有害的三卤甲烷。

进而，现有的电解法存在以下问题：通过电解实行氨分解的反应过程中会生成H⁺，引起pH值的降低，故而氯气挥发，随之废水中的氯化物离子浓度降低，氯发生效率降低。因此，如专利文献1所揭示，在具有氯离子的条件下，控制pH值在8～12范围内，并进行电解处理，藉此抑制氯离子浓度的降低，但难以抑制硝酸的生成，故尚无法改善电流效率的降低，此为现状。

发明内容

由此，鉴于上述现有技术的问题点，本发明的目的在于提供一种含有氨态氮的废水的电解处理方法及装置，其可防止电流效率的降低，提高氨的分解效率，对于所有含有氮的废水均可实行安全且有效的处理。

因此，为解决相关课题，本发明提供一种含有氨态氮的废水的电解处理方法，其使含有氨态氮的废水在电解槽内循环，并在具有氯离子的条件下进行电解处理，使通过电解而生成的次氯酸与氨态氮反应，分解成氮气，其中：在上述电解槽中，pH值在5以上且小于8的范围内，对上述废水进行电解处理。

参照图20，就本发明的氨分解机理进行说明，首先在阳极按照下述式(1)由废水中所含有的氯离子生成氯(Cl₂)后，再按照下述式(2)由Cl₂生成次氯酸(HClO)。该次氯酸与废水中的氨反应，按照下述式(3)生成单氯胺(NH₂Cl)，进而该NH₂Cl与HClO反应，按照下述式(4)生成二氯胺(NHCl₂)。继而，所生成的NH₂Cl与NHCl₂按照下述式(5)的反应，分解成氮气。

2Cl^-→Cl₂+2e^-              ……(1)

Cl₂+H₂O→HClO+H⁺+Cl^-       ……(2)

HClO+NH₄ ⁺→NH₂Cl+H⁺+H₂O    ……(3)

NH₂Cl+HClO→NHCl₂+H₂O      ……(4)

NH₂Cl+NHCl₂→N₂+3H⁺+3Cl^-   ……(5)

此外，这里所生成的NH₂Cl与上述生成的HClO进行溶液反应，按照下述式(4)生成二氯胺(NHCl₂)。

在本发明的氨分解过程中，如上所述氯胺作为中间生成物而生成，通过该生成的NH₂Cl与NHCl₂的等摩尔反应分解成氮气。在体系内，若pH值变为5以下的酸性范围，则会生成大量无益于上述反应的三氯胺(NCl₃)，残留在处理液中。其原因在于，氯胺的存在方式依赖于溶液的pH值，故而由图18所示的表示氯胺存在概率的平衡图可知，若pH值变为5以下则三氯胺的存在概率上升且蓄积。此外，氯气的生成量也依赖于溶液的pH值，由图19所示的表示次氯酸的存在比的平衡图可知，若pH值变为5以下则生成大量的氯气，导致氨的分解效率降低。

因此，如本发明所述，通过将电解处理的废水的pH设为5以上，可以抑制氯气、三氯胺的生成，主要进行上述式(1)～(5)的反应，可有效推进氨的分解。

此外，如图18所示，也存在如下问题：在pH值在8以上时，几乎不存在二氯胺。因此，不发生上述式(4)的反应，导致单氯胺蓄积，藉此上述式(2)的反应受到抑制。若过量的次氯酸存在于处理液中，则由副反应导致生成大量的硝酸态氮。

因此，如本发明所述，使pH值小于8，藉此可抑制硝酸态氮的生成，可有效进行氨的分解反应。进而，通过使pH值小于8，也可抑制由于氨汽提导致氨气向排气侧的流出。

此外，通过使电解槽内的液体循环，可使次氯酸浓度均匀，故而可抑制硝酸生成。

此外，在上述电解槽内配置由金属材料形成的催化剂部件，促进氨态氮的分解反应。

作为上述催化剂部件使用的金属材料，包含第5族～第11族中两种成分以上的组合，优选为选自Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、W的两种以上的组合。此外，该金属材料的形态为金属或金属氧化物。

如本发明所述，通过在电解槽内配置催化剂部件，根据该催化剂部件的催化作用，可抑制处理液中硝酸生成反应，提高电流效率，进而可提高除氨效率。

此时，可向上述催化剂部件供给微弱电流，由此可防止催化剂部件的腐蚀。

进而，通过pH调整装置将上述废水的pH值调整为上述范围内。

由此，通过设置pH调整装置，主动调整废水的pH值，可进行稳定的氨分解。

进而，通过包含上述电解槽的循环系统内所设置的还原装置，还原上述废水。

藉此可确实地分解生成的过量氯气，并可抑制氯胺或游离氯的残留。此外，可通过抑制残留氯浓度，抑制由副反应而生成硝酸态氮。

此外，至于装置发明，是一种含有氨态氮的废水的电解处理装置，其具备：

调整槽，其用于流入含有氨态氮的废水；

电解槽，在具有氯离子的条件下，将由该调整槽供给的废水进行电解处理；及

废水循环装置，使废水在上述调整槽与上述电解槽内循环；其中：上述电解槽在pH5以上且小于pH8的范围内电解处理上述废水。

此外，在上述电解槽内配置由金属材料形成的催化剂部件，促进氨态氮的分解反应。

此时，上述电解槽可为如下结构：具有连接至直流电源的阴极与阳极，将上述催化剂部件连接至上述直流电源的阴极侧，使该催化剂部件的电位与上述阴极电位相同。

进而，上述调整槽具备将上述废水的pH值调整为上述范围内的pH调整装置。

进而，在上述调整槽内设置还原上述废水的还原装置。

如以上所揭示，根据本发明，将电解处理的废水的pH值设为5以上且小于8的范围内，藉此可提高氨分解效率。

此外，通过使电解槽内的液体循环，可抑制硝酸的生成。

此外，通过在电解槽内配置催化剂部件，可通过该催化剂部件的催化剂作用抑制处理液中硝酸的生成反应，提高电流效率，进而可进一步提高除氨效率。此外，通过向上述催化剂部件供给微弱电流，可防止催化剂部件的腐蚀。

进而，通过在包含电解槽的循环系统内设置还原装置，可确实地分解所生成的过量的氯，抑制氯胺或游离氯的残留，还可抑制由副反应生成硝酸态氯。

附图说明

图1是示出本发明的实施例1相关的处理装置的概况的整体结构图。

图2是示出本发明的实施例2相关的处理装置的概况的整体结构图。

图3是示出本发明的实施例3相关的处理装置的概况的整体结构图。

图4是示出本发明的实施例4相关的处理装置的概况的整体结构图。

图5是示出本发明的实施例5相关的处理装置的概况的整体结构图。

图6是示出本发明的实施例6相关的处理装置的概况的整体结构图。

图7是示出本发明的实施例7相关的处理装置的概况的整体结构图。

图8是示出本发明的实施例8相关的处理装置的概况的整体结构图。

图9是适用于本发明的处理装置的电解槽装置的第一实施例的结构图。

图10是示出图9所示的电解槽的实施例1与比较例1的氨分解效率的图表。

图11是示出用以使液体循环的具体结构的结构图。

图12是示出在图11所示的循环系统装置中，将电解槽制成图9的电解槽而使液体循环的情形及不循环的情形(比较例2)时氨分解效率的图表。

图13是适用于本发明的处理装置的电解槽的实施例2的结构图。

图14是示出图13所示的电解槽与比较例3的氨分解效率的图表。

图15是适用于本发明的处理装置的电解槽的实施例3的结构图。

图16是适用于本发明的处理装置的电解槽的实施例4的结构图。

图17是适用于本发明的处理装置的电解槽的实施例5的结构图。

图18是示出溶液的pH值对应的氯胺存在概率的平衡图。

图19是示出溶液的pH值对应的次氯酸存在比的平衡图。

图20是利用电解法的脱氮步骤的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图就本发明的优选实施例详细地进行例示说明。其中只要该实施例所揭示的结构零件的尺寸、材质、形状、其相对配置等没有特别，则其主旨并非将该发明的范围限定于此，仅为单纯的说明例。

本实施例的处理对象为含有氨(NH₃)、铵离子(NH₄ ⁺)等氨态氮的废水，例如可列举有机物下水道、粪尿、畜产废水、水产加工废水、洗涤废水、工厂废水等。

图1至图8是本发明的电解处理装置的实施例1至8，分别表示处理装置的整体结构图，图9、图13、图15至图17是分别表示适用于本发明的电解处理装置的电解槽装置的第一至第五实施例的结构图。图11是表示用以使液体循环的具体结构的概略图。

[处理装置的整体结构]

(处理装置的实施例1)

图1所示的本实施例1的处理装置包括：存积含有氨态氮的废水20的原水槽10、导入由该原水槽流出的废水20的循环调整槽11，及通过循环泵13导入来自该循环调整槽11的调整液的电解槽12；并且使在该电解槽12内处理的电解处理液在上述循环调整槽11中循环。

上述循环调整槽11具有pH调整装置，为使槽内的处理液的pH值在5以上且小于8，添加pH调整剂21进行调整。该pH调整剂21可使用酸或碱剂，但本实施例中，其结构为使来自电解槽12的电解处理液循环，故液体的pH值主要偏向酸性侧，主要添加碱剂。

上述电解槽12具有浸渍在电解槽内的废水中的至少一对电极、及连接在该电极的直流电源装置，在这些电极间，通过上述电源装置施加直流电压，进行槽内处理液的电解反应。电解处理后的电解处理液可适当抽出而排放。另外，在本实施例中，其结构为在上述电极间未设置离子交换膜等隔膜。此外，优选上述电解槽12为密闭型。进而，在本实施例中，优选将废水20导入至循环型电解槽之前，适当实行固液分离、水垢成分除去等前处理。

(作用)

就本实施例中处理装置的作用说明如下：存积在上述原水槽10的废水20以指定速度供给至上述循环调整槽11，在该废水含有氯离子的情形下保持该状态，未含有氯离子的情形下添加氯化钠等氯离子源，此外，为使槽内的pH值在5以上且小于8的范围内，适当添加pH调整剂21，调整后的废水供给至上述电解槽12。

在上述电解槽12中，在电解槽内的电极之间施加指定电压，供给电流以成为指定电流密度，在阳极处按照下述式(1)的电极反应生成氯(Cl₂)。

2Cl^-→Cl₂+2e^-    ……(1)

进而，槽内的处理液中所生成的Cl₂按照下述式(2)的溶液反应生成次氯酸(HClO)。

Cl₂+H₂O→HClO+H⁺+Cl^-    ……(2)

存在于废水中的铵离子(NH₄ ⁺)与上述生成的HClO进行溶液反应，按照下述式(3)生成单氯胺(NH₂Cl)。

HClO+NH₄ ⁺→NH₂Cl+H⁺+H₂O    ……(3)

此外，这里所生成的NH₂Cl与上述生成的HClO进行溶液反应，按照下述式(4)生成二氯胺(NHCl₂)。

NH₂Cl+HClO→NHCl₂+H₂O    ……(4)

进而，按照上述式(3)及式(4)生成的NH₂Cl与NHCl₂由下述式(5)的溶液反应，分解成氮气(N₂)。

NH₂Cl+NHCl₂→N₂+3H⁺+3Cl^-    ……(5)

于本实施例中通过氨成分的次氯酸进行分解的过程中，如上所述生成氯胺作为中间生成物，该生成的NH₂Cl与NHCl₂通过等摩尔反应分解成氮气。在体系内，若pH值为5以下的酸性范围内，则会生成大量无益于上述反应的三氯胺(NCl₃)，并残留于处理水中。此外，会生成大量氯气，并排出至排气中，故而较危险。因此，如本实施例将pH值设为5以上，藉此可抑制氯气、三氯胺的生成，可有效促进上述式(1)～(5)的氨分解。

此外，通过将pH值设为小于8，可抑制由氨汽提导致氨气向排气侧流出。

进而，结合应处理的废水的性质与状态，适当保持电解槽12的电流密度，藉此可抑制次氯酸的过量生成，且可提高单氯胺与二氯胺的反应效率，故而可抑制氯胺或游离氯的残留。此外，通过抑制残留氯浓度，也可抑制由副反应生成硝酸态氮(NO₃-N)。

此外，在本实施例中，将处理体系内设为循环系统，故而即使废水中含有Ca、Mg等水垢成分，也可提高电解槽12内电极表面的流速，可防止水垢附着在电极表面，并且因阳极中通过副反应生成的氧可迅速排出至体系外，故而可防止由氧导致的阳极劣化，延长电极寿命。

(处理装置的实施例2)

图2示出本实施例2相关的处理装置的结构概略图。以下，在实施例2至实施例8中，省略与上述实施例1相同结构的详细说明。

本实施例2除上述实施例1的结构之外，还具备电解处理液的还原装置。至于上述还原装置，如图2所示优选使用对上述循环调整槽11供给还原剂22的装置。至于上述还原剂22，可使用硫代硫酸钠等众所周知的还原剂。

如此，通过在体系内设置还原装置，可确实地分解过量生成的氯，抑制氯胺或游离氯的残留。此外，通过抑制残留氯浓度，可抑制由副反应生成NO₃-N。

(处理装置的实施例3)

图3所示的实施例3的结构为，除上述实施例1的结构之外，在循环系统内还设置通过生物处理进行脱氮的脱氮装置。其设置导入来自上述电解槽1 2的电解处理液的生物处理装置14，除去残留于电解处理液中的NO₃-N后，将由该生物处理装置14流出的处理液导入至循环调整槽11，使其循环。在本实施例中，优选上述电解槽12也为密闭型。

上述生物处理装置14是通过在槽内繁殖的微生物的分解作用，使NO₃-N分解至氮气的装置，可适当利用生物固定床。

如本实施例所述，通过另设置将电解处理液中的NO₃-N除去的装置，可降低电解槽12内的NO₃-N浓度，防止电解效率的降低。

此外，将电解槽12设为密闭，同时在循环系统的电解槽12的下游侧设置生物处理装置，故而在阴极所生成的氢气可作为通过生物进行脱氮所需的营养源而利用。进而，在体系内生成的微量污泥可通过电解槽12内的次氯酸等氧化物溶化，故而可充分减少污泥的生成量。

(处理装置的实施例4)

图4所示的实施例4的结构为，除上述实施例1的结构之外，由循环系统内抽出电解处理液，对该电解处理液设置还原装置，将还原液的至少一部分返回至循环系统内的结构。具体而言，抽出由上述循环调整槽11流出的调整液(因是循环系统，故含有电解处理液)的至少一部分，导入至还原槽15，通过该还原槽15供给还原剂23，还原电解处理液，将该还原液的至少一部分24返回至上述循环调整槽11内。可排出其他还原液。再者，至于上述还原剂23，可使用硫代硫酸钠等众所周知的还原剂。

如此，通过对电解处理液使用还原装置，可将残留的氯胺或游离氯还原，故而可抑制硝酸的生成，并且可再度处理通过还原而转化的氨态氮，提高除氮率。

(处理装置的实施例5)

图5所示的实施例5结构为，除上述实施例4的结构之外，在上述还原装置的尾流侧设置通过生物处理进行脱氮的脱氮装置。其在上述还原槽15内设置生物处理装置16，在上述还原槽15中导入由上述循环调整槽11抽出的电解处理液，通过还原剂23进行还原之后，在生物处理装置16中对从还原槽15流出的还原液进行生物处理，通过该生物处理装置16处理残留于还原液中的NO₃-N等氮化合物及BOD成分。藉此，即使还原液中残留有氮化合物及BOD成分，也可确实地处理这些成分，可提高处理水的水质。此外，导入至上述生物处理装置16的还原液可通过循环系统的电解槽12除去大部分氮，故而可大幅降低该生物处理装置16中甲醇等营养源的添加量，较经济实惠。

(处理装置的实施例6)

图6所示的实施例6结构为，除上述实施例1的结构之外，由循环系统抽出电解处理液，对于该抽出的电解处理液进行活性炭吸附处理。其抽出由上述循环调整槽11流出的调整液(含有电解处理液)的至少一部分，由活性炭吸附装置17进行活性炭吸附处理后排出。藉此，即使处理液中残留有COD成分、色度等，也可除去这些成分，且即使残留有由电解所生成的副产物三卤甲烷，也可确实地除去。

(处理装置的实施例7)

图7所示的实施例7结构为，除上述实施例1的结构之外，还具有使体系内的电解处理液还原的还原装置，检测在体系内循环的电解处理液中ORP或残留氯浓度的检测装置，及依据藉此所获得的检测值控制上述还原装置的装置。具体而言，具备：对上述循环调整槽11供给还原剂22的装置，检测上述循环调整槽11内ORP或残留氯浓度的ORP计或残留氯浓度计18，及依据由这些计测器所获得的检测值控制上述还原剂22的供给量的控制装置19；根据体系内的ORP、残留氯浓度，供给还原剂。藉此，即使将还原剂直接供给至循环系统内，也可防止还原剂的过量供给，预防由于还原剂的过量供给导致次氯酸的分解，不会阻碍氨分解，可进行残留氯的分解。

(处理装置的实施例8)

图8所示的实施例8结构为，除上述实施例1的结构之外，在循环系统内设置还原装置，该还原装置设置铁、不锈钢等具有还原性的催化剂材料，使体系内的电解处理液接触该材料，藉此进行还原。藉此，无需使用高价的还原剂即可进行残留氯的分解。

[电解槽的结构]

继而，就电解槽12的具体结构进行说明。以下揭示的电解槽12可适用于上述处理装置的实施例1至实施例8的任意处理装置中，此外，也可单独使用这些电解槽12。

(电解槽的实施例1)

图9示出电解槽的实施例1的装置结构图。如图所示，该电解槽12具备：投入废水的电解箱30，浸渍在该电解箱内的处理液中且相互对向配置的至少一对阴极31及阳极32，及向该电极31、32供给电流的直流电源装置33；并且，在上述电解箱30内配置有包含金属材料的催化剂部件34。

至于上述催化剂部件34所使用的金属材料，优选包含第5族至第11族中的两种成分以上的组合，特别优选为选自Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、及W的两种以上的组合。此外，至于该金属材料的形态，可为金属或金属氧化物。至于适当利用于该催化剂部件34的具体材质，可列举不锈钢、铁氧体等。进而，该催化剂部件34的形状可为板状、球状、网眼板状等的任一种，并无特别限定。

如本电解槽的实施例1，通过在电解箱30内配置催化剂部件34，可通过该催化剂部件34的催化剂作用抑制处理液中硝酸的生成反应，提高电流效率，进而可提高除氨效率。

于此，使用本电解槽实施例1的电解槽12，进行电解试验的结果示于图10。此外，将使用未设置催化剂部件34的电解槽的情形作为比较例1。至于试验条件，使用NaCl：8.2g/l+(NH₄)₂SO₄：4.7g/l的溶液，阳极材质为Pt(铂)，阴极材质为Ti(钛)，电流密度为5A/dm²。在本试验中不调整pH值。其结果如图10所示，相比于未设置催化剂部件的比较例1，设置有催化剂部件的本电解槽实施例1中氨分解效率提高约7％。因此，表明本实施例的电解槽是使氨分解效率提高的有效装置。

此外，在电解槽本实施例1、及以下所述的电解槽实施例2至5中，上述电解槽12实际为循环系统。用以使液体循环的具体结构示于图11。对图11中的电解槽12使用图9的电解槽实施例1作为循环系统电解槽12而使液体循环的情形，及作为比较例2而未使液体循环的情形进行电解试验，结果示于图12。如图11所示，电解槽12的结构为，在筒状电解箱30内间隔指定距离地对向配置阴极31与阳极32，挤出由设在该电解箱30一端侧的液体入口30b导入至箱内的液体并使其流动，藉此使其从设在另一端侧的液体出口30a排出，所排出的液体导入至调整槽11内，在该调整槽11内接受来自碱存积箱35供给的碱剂后，通过泵13，由上述液体入口30b向电解箱30内循环。

至于试验条件，使用NaCl：8.2g/l+(NH₄)₂SO₄：4.7g/l的溶液，阳极材质为Pt(铂)，阴极材质为Ti(钛)，电流密度为5A/dm²。在本试验中，电解槽实施例1及比较例2均实行pH调整。此外，进行液体循环时循环流量为2.61/min。其结果如图12所示，相比于未进行循环的比较例2，进行循环的电解槽实施例1中氨分解率提高约8％。该结果表明，循环系统的电解槽可有效地进行氨分解，其原因在于，通过循环液体而进行氨的分解，藉此液体的次氯酸浓度变均匀，可抑制硝酸生成。

(电解槽的实施例2)

图13所示的电解槽的实施例2结构为，除上述电解槽的实施例1的结构之外，设置上述电解箱30内处理液的pH调整装置。具体而言，设置存积碱剂的碱剂存积箱35，根据槽内的pH值供给该碱剂，使电解处理液的pH值维持在5以上且小于8的范围内。

如此，通过使电解箱30内处理液的pH值维持在5以上且小于8的范围内，可抑制伴随电解反应的氯化物离子浓度的降低，此外，通过在箱内设置催化剂部件34，可抑制硝酸生成，提高氨分解相关的电流效率。

于此，与上述电解槽的实施例1相同，使用本电解槽的实施例2相关的电解槽12进行电解试验，结果示于图14。将未设置催化剂部件34的情形作为比较例3。至于试验条件，使用NaCl：8.2g/l+(NH₄)₂SO₄：4.7g/l的溶液，阳极材质为Pt(铂)，阴极材质为Ti(钛)，电流密度为5A/dm²。在本试验中，电解槽的实施例2及比较例3均进行溶液的pH调整，使该溶液的pH值维持在5以上且小于8的范围内。其结果如图14所示，相比于未设置催化剂部件的比较例3，设置有催化剂部件的电解槽的实施例2的电解槽的氨分解效率提高约6％。因此，明确了本实施例2的电解槽是提高氨分解效率的有效结构。此外，相比于图9所示的未进行pH调整的情形，电解槽的实施例2及比较例3的氨分解效率均较高，表明pH调整有助于提高分解效率。

(电解槽的实施例3)

图15所示的电解槽的实施例3结构为，除上述电解槽的实施例1的结构之外，将上述催化剂部件34’设置在上述阴极31与上述阳极32之间。此时，为抑制阴极31与阳极32之间的电压上升，上述催化剂部件34’优选网眼状。如此，通过在电极间设置催化剂部件34’，可有效地促进反应。

(电解槽的实施例4)

图16所示的电解槽的实施例4结构为，除上述电解槽的实施例3的结构之外，设置上述电解箱30内处理液的pH调整装置。具体而言，设置存积碱剂的碱剂存积箱35，根据槽内的pH值供给该碱剂，使电解处理液的pH值维持在5以上且小于8的范围内。藉此，可进一步有效地促进反应。

(电解槽的实施例5)

图17所示的电解槽的实施例5除上述电解槽的实施例1的结构之外，将上述催化剂部件34连接在上述阴极31，使微弱电流流过。具体而言，由上述阴极31间隔指定距离设置上述催化剂部件34，且上述催化剂部件34位于上述阳极32的相反侧，将该催化剂部件34连接在上述电源装置33的阴极电路。藉此可防止该催化剂部件34的腐蚀。

工业实用性

本发明可实现省空间化及小型化，且可高效地分解并除去氨，因此也可适用于高浓度地含有氨态氮的废水的处理，例如可有效利用于有机物下水道处理、粪尿处理、畜产废水处理、水产加工废水处理、洗涤废水处理、工厂废水处理、湖水净化处理等任意一种。

Claims (10)

1.一种含有氨态氮的废水的电解处理方法，包括：使含有氨态氮的废水在电解槽内循环，并在具有氯离子的条件下通过一对电极进行电解处理，使通过电解生成的次氯酸与氨态氮反应，分解成氮气，其中：

在上述电解槽中，在pH 5以上且小于pH 8的范围内电解处理上述废水，并且，

除了所述一对电极以外，在上述电解槽内还配置了由包含第5族至第11族中的两种成分以上的组合的金属或金属氧化物形成的催化剂部件，使所述废水与所述催化剂部件接触，以促进氨态氮的分解反应。

2.权利要求1所述的含有氨态氮的废水的电解处理方法，其中，所述催化剂部件配置在上述一对电极之间。

3.权利要求1所述的含有氨态氮的废水的电解处理方法，其中，所述催化剂部件设置在上述一对电极中的阳极的相反侧，且该催化剂部件连接在电源装置的阴极电路上，同时对上述催化剂部件供给微弱电流。

4.权利要求1或2所述的含有氨态氮的废水的电解处理方法，其中通过pH调整装置将上述废水的pH值调整为5以上且小于8的范围内。

5.权利要求1或2所述的含有氨态氮的废水的电解处理方法，其中通过设在含有上述电解槽的循环系统内的还原装置，还原上述废水。

6.一种含有氨态氮的废水的电解处理装置，其具备：流入含有氨态氮的废水的调整槽、在具有氯离子的条件下通过一对电极对由该调整槽供给的废水进行电解处理的电解槽、及在上述调整槽与上述电解槽之间使废水循环的废水循环装置；其中：

上述电解槽在pH值5以上且小于8的范围内电解处理上述废水，并且，

除了所述一对电极以外，在上述电解槽内还配置了由包含第5族至第11族中的两种成分以上的组合的金属或金属氧化物形成的催化剂部件，使所述废水与所述催化剂部件接触，以促进氨态氮的分解反应。

7.权利要求6所述的含有氨态氮的废水的电解处理装置，其中，所述催化剂部件配置在上述一对电极之间。

8.权利要求6所述的含有氨态氮的废水的电解处理装置，其中上述电解槽具有连接在直流电源的阴极与阳极，

将上述催化剂部件设置在阳极的相反侧，且连接至上述直流电源的阴极侧，使该催化剂部件的电位与上述阴极电位相同。

9.权利要求6或7所述的含有氨态氮的废水的电解处理装置，其中上述调整槽具有将上述废水的pH值调整为5以上且小于8的范围内的pH调整装置。

10.权利要求6或7所述的含有氨态氮的废水的电解处理装置，其中在上述调整槽中设置有还原上述废水的还原装置。

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