CN103232093A - 一种电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮的方法 - Google Patents

一种电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103232093A
CN103232093A CN2013101690620A CN201310169062A CN103232093A CN 103232093 A CN103232093 A CN 103232093A CN 2013101690620 A CN2013101690620 A CN 2013101690620A CN 201310169062 A CN201310169062 A CN 201310169062A CN 103232093 A CN103232093 A CN 103232093A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ammonia nitrogen
zeolite
coupling
water
electrochemical reactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013101690620A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103232093B (zh
Inventor
丁晶
赵庆良
陈扬
王琨
李伟
孟繁宇
徐勋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN201310169062.0A priority Critical patent/CN103232093B/zh
Publication of CN103232093A publication Critical patent/CN103232093A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103232093B publication Critical patent/CN103232093B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

一种电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮的方法，它涉及一种城市污水厂出水氨氮的深度处理方法。它为了解决现有氨氮的深度处理存在操作运行复杂、成本高、二次污染的问题。方法：一、城市污水处理厂的出水收集后进入储水池；二、储水池的出水通过蠕动泵进入装填有沸石的耦合电化学反应器中进行处理；三、耦合电化学反应器里将氨氮转化成氮气，从而去除水溶液和沸石上的氨氮即完成。本发明处理后出水可达国家城市污水处理厂一级A的排放标准(GB18918-2002)。本发明操作简单易行，装置灵活可变，可短时间内将氨氮氧化成氮气，无二次污染，无需额外添加电解质，不受温度变化影响，并且反应器中的沸石无需再生，成本低。

Description

一种电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮的方法
技术领域
本发明涉及一种城市污水厂出水氨氮的深度处理方法。
背景技术
目前，城市污水处理厂最普遍的污水脱氮技术是生物法，即通过氨化菌、硝化菌和反硝化菌等微生物的一系列作用，最终使水中的溶解性氮类转化成氮气，从而实现氮的生物去除。为减少受纳水体的营养物的负担，国家规定所有的城市污水处理厂都需提标改造，从之前的二级标准提高到一级A或B，现有的生物法运行如控制恰当，可实现污水出水的一级B标准，但如仅用生物法处理，一般难以达到一级A的标准。国家标准规定，当污水处理厂出水进入稀释能力较小的河湖作为城镇景观用水和回用水等用途时，需执行一级A的标准。同时，由于微生物受温度、pH值和溶解氧的要求较为严格，因此，环境条件的变化(如冬季运行时，环境温度在10℃左右)将使微生物活性降低，直接导致出水中氨氮浓度升高，若按惯例直接排放，将造成受纳水体氨氮等营养物质增多，导致富营养化的情况出现。所以通常在生物法后需要进行进一步的深度处理。目前对于氨氮的深度处理方法有：化学预氧化/曝气生物滤池的耦合技术、膜处理技术、人工湿地、离子交换法和沸石吸附法，这几种方法在处理氨氮废水时有各自的优点，但也存在一定的问题，如生物法中仍受到温度的限制，在低温条件下有机物和氨氮的处理效果仍不佳，膜处理法虽不受温度的影响，但因其费用较高，产生浓水，且存在膜污染等亟待解决问题，单独的离子交换工艺和沸石吸附法都面临吸附剂再生的难题，所以在冬季生物法效率低下的情况下，仍需要寻找一种占地面积小、可灵活操作、无二次污染的氨氮深度处理技术。
发明内容
本发明目的是为了解决现有氨氮的深度处理存在操作运行复杂、成本高、二次污染的问题，而提供的一种电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮的方法。
电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮的方法按以下步骤进行：
一、城市污水处理厂的出水收集后进入储水池；
二、储水池的出水通过蠕动泵进入装填有沸石的耦合电化学反应器中，启动电源，进水方式从下进上处，并且从阴极一侧进入，阳极一侧溢出，保证氨氮和沸石及极板的最大程度的接触；
三、在耦合电化学反应器里面出水中的Cl-被阳极所产生的电子氧化成Cl2，生成的Cl2和水溶液接触生成HOCl或OCl-，HOCl或OCl-做为强氧化剂将和沸石上吸附的氨氮进行折点氯化的反应，将氨氮转化成氮气，从而去除水溶液和沸石上的氨氮，进而达到降低污水中氨氮的目的；
四、在取样口，定时监控和检测反应器对氨氮的去除情况，以便更好的调试反应器的运行；
其中步骤二中耦合电化学反应器的电极为平板型，沸石装填在阴极和阳极之间，装填量为耦合电化学反应器容积的40％；
步骤二中耦合电化学反应器中循环流量为100mL/min，电化学电流密度为1-5mA/cm2，水利停留时间为20-60min。
本发明电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮的方法，与现有的其他典型氨氮深度处理工艺相比，优点如下：
Figure BDA00003167323100021
出水经过本发明中的电化学处理后氨氮浓度可小于5mg/L，可达到国家城市污水处理厂一级A的排放标准(GB18918-2002)。
本发明中的耦合电化学反应器用于水温8-20℃之间的废水处理上，结果发现，实施20分钟后，氨氮去除率均可达70％，且处理方法不受温度变化影响，说明本发明即使在低温条件下仍可实现较好的除氨氮的效果，适用于解决低温条件下城市污水处理厂出水氨氮难达标的难点问题，也适用于污水回用工程的需要。
同时，本发明操作简单易行，装置灵活可变，可短时间内将氨氮氧化成氮气，无二次污染，无需额外添加电解质，并且反应器中的沸石无需再生，并且取样口的设置可随时判断氨氮的处理情况，以便更好的掌控反应的运行时间，节约电能，降低成本。
附图说明
图1为具体实施方式一中电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮的工艺原理示意图，其中1为储水池、2为蠕动泵、3为电化学反应器、4为沸石、5为电源、6为取样口。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：结合图1所示，本实施方式电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮的方法按以下步骤进行：
一、城市污水处理厂的出水收集后进入储水池1；
二、储水池1的出水通过蠕动泵2进入装填有沸石4的耦合电化学反应器3中，启动电源5，进水方式从下进上处，并且从阴极一侧进入，阳极一侧溢出，保证氨氮和沸石及极板的最大程度的接触；
三、在耦合电化学反应器3里面出水中的Cl-被阳极所产生的电子氧化成Cl2，生成的Cl2和水溶液接触生成HOCl或OCl-，HOCl或OCl-做为强氧化剂将和沸石上吸附的氨氮进行折点氯化的反应，将氨氮转化成氮气，从而去除水溶液和沸石上的氨氮，进而达到降低污水中氨氮的目的，即完成电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮；
其中步骤二中耦合电化学反应器3的电极为平板型，沸石装填在阴极和阳极之间，装填量为耦合电化学反应器容积的40％；
步骤二中耦合电化学反应器3中循环流量为100mL/min，电化学电流密度为1-5mA/cm2，水利停留时间为20-60min。
本实施方式中在耦合电化学反应器3后设置取样口6，目的是定时监控和检测反应器对氨氮的去除情况，以便更好的调试反应器的运行。
本实施方式中耦合电化学反应器3可利用待处理水中自身的氯离子循环(Cl-→Cl2→OCl-→Cl-)，在电量存在的情况下不断给氨氮氧化提供氧化剂，使氨氮得到去除。
本实施方式中耦合电化学反应器3在除去水中氨氮的同时，可使反应器中的沸石得到再生，省去沸石再生的步骤。
本实施方式中沸石的添加可大大提高氨氮在短时间内的降解效果。常规的电化学反应器在电导率较低的溶液中对氨氮的降解效率不高，如需提高降解效率，需额外添加电解质。本实施方式中通过沸石的添加可在不投入电解质的情况下，使氨氮在短时间内得到快速的去除。
本实施方式中耦合电化学反应器3采用可拆卸的方式，方便检查反应器中沸石的情况。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中耦合电化学反应器3的电极阳极为表面涂覆RuO2、IrO2和SnO2的多金属复合Ti电极，电极阴极为Ti网。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤二中耦合电化学反应器3中循环流量为100mL/min，电化学电流密度为3mA/cm2，水利停留时间为30min。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤二中沸石4的个体高度为7.5cm，沸石的粒径为20-40目，比表面积为10-60m2/g。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
实施例：
结合图1所示，电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮的方法按以下步骤进行：
一、城市污水处理厂的出水收集后进入储水池1；
二、储水池1的出水通过蠕动泵2进入装填有沸石4的耦合电化学反应器3中，启动电源5，进水方式从下进上处，并且从阴极一侧进入，阳极一侧溢出，保证氨氮和沸石及极板的最大程度的接触；
三、在耦合电化学反应器3里面出水中的Cl-被阳极所产生的电子氧化成Cl2，生成的Cl2和水溶液接触生成HOCl或OCl-，HOCl或OCl-做为强氧化剂将和沸石上吸附的氨氮进行折点氯化的反应，将氨氮转化成氮气，从而去除水溶液和沸石上的氨氮，进而达到降低污水中氨氮的目的，即完成电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮；
其中步骤二中耦合电化学反应器3的电极为平板型，沸石装填在阴极和阳极之间，装填量为耦合电化学反应器容积的40％；
步骤二中耦合电化学反应器3中循环流量为100mL/min，电化学电流密度为5mA/cm2，水利停留时间为20min。
本实施例中步骤二中耦合电化学反应器3的电极阳极为表面涂覆RuO2、IrO2和SnO2的多金属复合Ti电极，电极阴极为Ti网；步骤二中沸石4的个体高度为7.5cm，沸石的粒径为30目，比表面积为40m2/g。
本实施例中城市污水处理厂的出水，以哈尔滨市冬季污水处理厂出水为例(水温在7-12℃之间)，城市污水经过格栅、初沉池、生物处理和二沉池的处理后，氨氮平均浓度为20mg/L。出水经过本实施例中的电化学处理后出水氨氮浓度可小于5mg/L，可达到国家城市污水处理厂一级A的排放标准(GB18918-2002，水温小于12℃时一级A标准为8mg/L)。
本实施例中的耦合电化学反应器用于水温8-20℃之间的废水处理上，结果发现，实施20分钟后，出水氨氮去除率均可达70％，说明本实施例中的处理方法不受温度变化影响，即使在低温条件下仍可实现较好的除氨氮的效果，适用于解决低温条件下城市污水处理厂氨氮难达标的难点问题。

Claims (4)

1.一种电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮的方法，其特征在于它按以下步骤进行：
一、城市污水处理厂的出水收集后进入储水池(1)；
二、储水池(1)的出水通过蠕动泵(2)进入装填有沸石(4)的耦合电化学反应器(3)中，启动电源(5)，进水方式从下进上处，并且从阴极一侧进入，阳极一侧溢出，保证氨氮和沸石及极板的最大程度的接触；
三、在耦合电化学反应器(3)里面出水中的Cl-被阳极所产生的电子氧化成Cl2，生成的Cl2和水溶液接触生成HOCl或OCl-，HOCl或OCl-做为强氧化剂将和沸石上吸附的氨氮进行折点氯化的反应，将氨氮转化成氮气，从而去除水溶液和沸石上的氨氮，进而达到降低污水中氨氮的目的，即完成电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮；
其中步骤二中耦合电化学反应器(3)的电极为平板型，沸石装填在阴极和阳极之间，装填量为耦合电化学反应器容积的40％；
步骤二中耦合电化学反应器(3)中循环流量为100mL/min，电化学电流密度为1-5mA/cm2，水利停留时间为20-60min。
2.根据权利要求1所述的一种电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮的方法，其特征在于步骤二中耦合电化学反应器(3)的电极阳极为表面涂覆RuO2、IrO2和SnO2的多金属复合Ti电极，电极阴极为Ti网。
3.根据权利要求1或2所述的一种电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮的方法，其特征在于步骤二中耦合电化学反应器(3)中循环流量为100mL/min，电化学电流密度为3mA/cm2，水利停留时间为30min。
4.根据权利要求3所述的一种电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮的方法，其特征在于步骤二中沸石(4)的高度为7.5cm，沸石的粒径为20-40目，比表面积为10-60m2/g。
CN201310169062.0A 2013-05-09 2013-05-09 一种电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮的方法 Expired - Fee Related CN103232093B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310169062.0A CN103232093B (zh) 2013-05-09 2013-05-09 一种电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310169062.0A CN103232093B (zh) 2013-05-09 2013-05-09 一种电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103232093A true CN103232093A (zh) 2013-08-07
CN103232093B CN103232093B (zh) 2014-10-29

Family

ID=48880180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310169062.0A Expired - Fee Related CN103232093B (zh) 2013-05-09 2013-05-09 一种电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103232093B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105174633A (zh) * 2015-09-28 2015-12-23 罗依依 市政污水处理厂排放水由一级b到一级a的全面提标方法
CN105819538A (zh) * 2016-04-06 2016-08-03 杭州启澄科技有限公司 一种用交联聚乙烯吡咯烷酮担体吸附净化氨氮废水的方法
CN107486143A (zh) * 2017-08-10 2017-12-19 上海博丹环境工程技术股份有限公司 一种改性沸石吸附与电化学氧化联用的氨氮废水处理方法
CN110668532A (zh) * 2019-09-18 2020-01-10 北京碧水源科技股份有限公司 电化学铵微纳反应器及其阳极材料的制备方法、脱铵应用
CN110862176A (zh) * 2019-12-03 2020-03-06 北京碧水源膜科技有限公司 用于氨氮选择性去除的可见光微纳反应器膜、其制备方法及应用
CN115504637A (zh) * 2022-11-14 2022-12-23 江苏方天电力技术有限公司 一种一体化生活污水处理设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1903752A (zh) * 2005-07-28 2007-01-31 中国环境科学研究院 亚硝化电化学反亚硝化全自养脱氨氮的方法和反应器
EP1997782A2 (en) * 2007-04-09 2008-12-03 Hitachi, Ltd. An apparatus, a system and a treatment method for organic compounds included in waste water
CN101412548A (zh) * 2007-10-16 2009-04-22 同济大学 一种处理废水的超声电化学装置及方法
CN102188959A (zh) * 2010-03-12 2011-09-21 复旦大学 一种吸附污水中氨氮饱和后的沸石的再生方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1903752A (zh) * 2005-07-28 2007-01-31 中国环境科学研究院 亚硝化电化学反亚硝化全自养脱氨氮的方法和反应器
EP1997782A2 (en) * 2007-04-09 2008-12-03 Hitachi, Ltd. An apparatus, a system and a treatment method for organic compounds included in waste water
CN101412548A (zh) * 2007-10-16 2009-04-22 同济大学 一种处理废水的超声电化学装置及方法
CN102188959A (zh) * 2010-03-12 2011-09-21 复旦大学 一种吸附污水中氨氮饱和后的沸石的再生方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
舒欣: "电化学氧化法处理氨氮废水影响因素的研究", 《中国优秀硕士学位论文》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105174633A (zh) * 2015-09-28 2015-12-23 罗依依 市政污水处理厂排放水由一级b到一级a的全面提标方法
CN105819538A (zh) * 2016-04-06 2016-08-03 杭州启澄科技有限公司 一种用交联聚乙烯吡咯烷酮担体吸附净化氨氮废水的方法
CN105819538B (zh) * 2016-04-06 2018-06-26 张哲夫 一种用交联聚乙烯吡咯烷酮担体吸附净化氨氮废水的方法
CN107486143A (zh) * 2017-08-10 2017-12-19 上海博丹环境工程技术股份有限公司 一种改性沸石吸附与电化学氧化联用的氨氮废水处理方法
CN110668532A (zh) * 2019-09-18 2020-01-10 北京碧水源科技股份有限公司 电化学铵微纳反应器及其阳极材料的制备方法、脱铵应用
CN110668532B (zh) * 2019-09-18 2022-04-22 北京碧水源科技股份有限公司 电化学铵微纳反应器及其阳极材料的制备方法、脱铵应用
CN110862176A (zh) * 2019-12-03 2020-03-06 北京碧水源膜科技有限公司 用于氨氮选择性去除的可见光微纳反应器膜、其制备方法及应用
CN110862176B (zh) * 2019-12-03 2022-04-15 北京碧水源膜科技有限公司 用于氨氮选择性去除的可见光微纳反应器膜、其制备方法及应用
CN115504637A (zh) * 2022-11-14 2022-12-23 江苏方天电力技术有限公司 一种一体化生活污水处理设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN103232093B (zh) 2014-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102774932B (zh) 利用钛基二氧化铅复合电极去除废水cod和氨氮的方法
CN103232093B (zh) 一种电化学耦合沸石吸附的快速脱除城市污水厂出水氨氮的方法
CN211998953U (zh) 一种柱状上升流高效电芬顿污水处理装置
CN102976559B (zh) 厌氧氨氧化微生物逆向电渗析污水处理同时发电的方法及装置
CN103304038B (zh) 电化学-生物膜协同作用反应器及在含氮有机废水中的应用
CN101781001A (zh) 一种两段式电解法处理废水的方法及其装置
CN105502584A (zh) 海水养殖废水中去除氨氮、亚硝氮和cod的装置与方法
CN110980895B (zh) 一种从水中电吸附并降解去除抗生素的方法及装置
CN105198131A (zh) 双催化氧化工艺处理废水方法及其装置
CN201567249U (zh) 超声电化学废水处理装置
CN110921785B (zh) 一种电过滤催化过硫酸盐水处理设备及利用其处理水的方法
CN103936106A (zh) 一种电化学同步脱氮除磷装置及城市污水处理方法
CN106044960A (zh) 一种利用三维电极处理垃圾渗滤液浓缩液的方法
CN104860397A (zh) 一种电化学-生物流化床反应器及其废水处理方法
CN101844075B (zh) 一种电化学活性碳再生装置的使用方法
CN110642340B (zh) 一种循环过流式电助臭氧水处理设备及利用其处理水的方法
CN209065489U (zh) 一种用于处理氨氮废水的三维电催化氧化装置
CN114477421A (zh) 双室连续流一体化的焦化废水处理装置和方法
KR20140093441A (ko) 저에너지형 하폐수처리장치와 그 운영 방법
CN214141733U (zh) 一种利用水处理中o3尾气原位产生h2o2的废水处理装置
CN104163478A (zh) 一种有机微污染饮用水应急处理方法及其装置
CN110921980B (zh) 一种电化学强化臭氧-生物活性炭水处理设备及利用其处理水的方法
CN204111383U (zh) 一种有机微污染饮用水应急处理装置
CN113479976A (zh) 一种集成化的废水处理装置及其应用
CN112028186A (zh) 一种电化学同步除碳脱氨氮的装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141029

Termination date: 20160509

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee