CN103896373A - 一种处理电解锰废水中氨氮的方法 - Google Patents

一种处理电解锰废水中氨氮的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103896373A
CN103896373A CN201410069647.XA CN201410069647A CN103896373A CN 103896373 A CN103896373 A CN 103896373A CN 201410069647 A CN201410069647 A CN 201410069647A CN 103896373 A CN103896373 A CN 103896373A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ammonia nitrogen
nitrite
catalytic oxidation
electrolytic manganese
wastewater
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
CN201410069647.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN103896373B (zh
Inventor
刘仁龙
邱江
刘作华
陶长元
杜军
舒建成
连欣
李明强
吴敏
吴明珠
孔令锋
范兴
唐金晶
左赵宏
孙大贵
谢昭明
李文生
朱俊
陈红亮
陈玉亮
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.)
Chongqing University
Original Assignee
Chongqing University
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 Chongqing University filed Critical Chongqing University
Priority to CN201410069647.XA priority Critical patent/CN103896373B/zh
Publication of CN103896373A publication Critical patent/CN103896373A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103896373B publication Critical patent/CN103896373B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

一种处理电解锰废水中氨氮的方法，该方法是在电催化氧化槽内进行的，其阳极为钛基氧化物涂层电极，阴极为不锈钢；在电催化氧化槽内有一隔膜将阳极和阴极分隔开而构成为阳极区和阴极区。本发明将已经去除了锰、铬和其它杂质而仅含待处理氨氮的电解锰废水装入所述电催化氧化槽内后，在阴极区内按照亚硝酸根与氨氮的摩尔比等于1～2∶1的比例来加入亚硝酸盐。与现有的电催化氧化法相比较，本发明因并不添加氯离子而不会对造成二次污染，并且同样能使处理后的含氨氮的电解锰废水达到了国家一级污水排放标准。

Description

一种处理电解锰废水中氨氮的方法
技术领域
本发明涉及利用电催化氧化法来对电解锰废水中的氨氮进行处理的方法。
背景技术
电解锰生产过程中会产生的大量的废水，废水中污染物浓度很高，而且成分复杂，废水中主要含有的污染物为锰离子（Mn2+）、氨氮（NH3-N）、铬［Cr（VI）］等。因此，在排放电解锰废水前须对其进行无害化处理。目前电解锰企业采用传统的铁-酸还原法对产生的废水进行处理，然而，这种方法主要针对的是废水中的Mn2+、Cr（VI），对氨氮没有进行处理。氨氮是水体中的主要耗氧污染物，如果不经过处理就排放入水体，会导致水体的富营养化，严重影响水生生物的生长甚至危害人类的健康。因此，因此对电解锰厂的氨氮废水进行处理，使其达标排放就成了环保工作的当务之急。目前对氨氮废水的处理方法有很多，电催化氧化法是其中之一，它是利用具有催化性能的电极（钛基氧化物涂层——DSA电极作为阳极）产生具有强氧化性的·OH、O3等自由基氧化去除水中污染物质的方法，可以将有毒有害物质氧化为无毒或低毒物质。只是，对含氨氮的废水来讲，在用现有电催化氧化法来处理时，废水中必须要有足够的氯离子存在，以让它们通过电解生成的次氯酸等中间物质来对氨氮进行氧化。所以，在没有足够氯离子的含氨氮的废水中，还须另外添加氯离子。由于氯离子的存在，在电催化氧化过程中，会产生氯气和氯胺等副产物，对环境将造成二次污染，对人们的呼吸器官也有极大损害。
发明内容
本发明的目的是提供一种无二次污染的处理电解锰废水中氨氮的方法。
为实现所述目的，提供这样一种处理电解锰废水中氨氮的方法，与现有技术相同的方面是，该方法是在电催化氧化槽内进行的，其阳极为钛基氧化物涂层电极，阴极为不锈钢。其改进之处是，在电催化氧化槽内设置有隔膜将阳极和阴极分隔开而构成为阳极区和阴极区，并于进行电催化氧化之前，在阴极区内加入有亚硝酸盐；其步骤如下：
（1）将已经去除了锰、铬和其它杂质而仅含待处理氨氮的电解锰废水装入电催化氧化槽内后，然后在阴极区内按照亚硝酸根与氨氮的摩尔比等于1～2∶1的比例来加入亚硝酸盐；
（2）联通直流电源，以进行电催化氧化；其工艺条件是，阳极和阴极的面积相等，两极间距为0.5～1cm；电压为10V～30V，电流密度为20～100mA/cm2；电催化氧化的时间，到反应不再进行下去为止；
（3）在步骤（2）之后，将在阴极区和阳极区内的电解锰废水混合，得到氨氮残留浓度达到排放标准的已处理电解锰废水。
从方案中可以看出，本发明没有像现有技术那样添加氯离子，而改为加入亚硝酸盐，且是将亚硝酸盐加入到阴极区内的。添加亚硝酸盐实际就是取其在溶液中的亚硝酸根，在阴极区电极的电催化作用下，亚硝酸根会与氨氮发生耦合脱氮反应，而生成无害的氮气。又由于在阳极区使用的是钛基氧化物涂层电极，能生成羟基自由基等活性物质来氧化氨氮，这样就取得了在阴极区和阳极区内的氨氮均被同时去除的效果。验证表明，用本发明方法处理的含氨氮的电解锰废水达到了国家一级污水排放标准，由于已经没有添加氯离子，所以，还不会造成二次污染的问题。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
一种处理电解锰废水中氨氮的方法，该方法是在电催化氧化槽内进行的，其阳极为钛基氧化物涂层电极，阴极为不锈钢。本发明中，在电催化氧化槽内设置有隔膜将阳极和阴极分隔开而构成为阳极区和阴极区，并于进行电催化氧化之前，在阴极区内加入有亚硝酸盐；其步骤如下：
（1）将已经去除了锰、铬和其它杂质而仅含待处理氨氮的电解锰废水装入电催化氧化槽内后，然后在阴极区内按照亚硝酸根与氨氮的摩尔比等于1～2∶1的比例来加入亚硝酸盐；
（2）联通直流电源，以进行电催化氧化；其工艺条件是，阳极和阴极的面积相等，两极间距为0.5～1cm；电压为10V～30V，电流密度为20～100mA/cm2；电催化氧化的时间，到反应不再进行下去为止；
（3）在步骤（2）之后，将在阴极区和阳极区内的电解锰废水混合，得到氨氮残留浓度达到排放标准的已处理电解锰废水。
结合对本发明有益效果的了解，本领域的技术人员一定清楚，在本发明中所用的隔膜，应是将电解槽分隔为阴极和阳极两个区，不会影响电催化作用的如涤纶纤维等材料。 
本领域的技术人员同样清楚，在步骤（2）进行电催化氧化的时间长短与待处理电解锰废水中的氨氮浓度有关，浓度大则时间长，浓度小则时间短。这时间长短也与电催化氧化时工艺条件（电流密度等）的选择有关——鉴于对本领域的技术人员而言，这些已经属于仅根据实际条件和/或其他要求所作的常规选择，或至多通过有限的常规试验即可确定，故，在此仅介绍大约时间为2～6小时。
特别说明，在步骤（3）所说的是，得到了“氨氮残留浓度”达到排放标准的已处理电解锰废水。如果其中还有固体杂质，则应在过滤后去除沉淀再排放（沉淀另行处理）；如果酸碱度不达标，则应在调节pH值至达标水平后再排放——鉴于过滤、沉淀和/或调节pH值的方法早已为本领域的技术人员所熟知，故不详述。
进一步讲，所述亚硝酸盐是亚硝酸钠（NaNO2）、亚硝酸钾（KNO2）或亚硝酸钙［Ca(NO2)2］。
更进一步讲，所述钛基氧化物涂层电极是Ti/TiO2·RuO2·IrO2、Ti/TiO2·IrO2或Ti/TiO2·RuO2·IrO2·SnO2电极。
本发明通过了对比性的实验验证，验证步骤与上述具体实施方式的步骤相同。验证结果见验证表1、2。
鉴于电催化氧化工艺条件（参数）的具体选择是本领域的技术人员早已熟知的，故，各例均取相同的工艺参数，具体为：两电极间距为0.5cm；电压为22V，电流密度为80mA/cm2。
验证时选用的是重庆秀山某电解锰厂的电解锰废水（按照对比组数，分次收集），在采用常规的铁-酸还原法去除了其中锰、铬和其他残留（即排除所有杂质对验证的影响）后，得到验证时用的仅含氨氮的电解锰废水。
实验前后，均采用HJ 535-2009《水质 氨氮的测定 纳氏试剂分光光度法》来测定废水中氨氮的含量，以计算出氨氮的去除率。实验后，采用GB/T 7493-1987《水质 亚硝酸盐的测定 分光光度法》来测定各例中处理后废水内残余的亚硝酸盐含量。
验证表1：
验证例 1 2 3 4 5
氨氮废水中的氨氮浓度（mg/L） 118.4 110.8 122.3 67.25 66.8
氨氮废水的pH值 6.0 6.9 7.2 6.5 6.2
亚硝酸钠 √     √  
亚硝酸钾   √     √
亚硝酸钙     √    
亚硝酸根与氨氮摩尔比 1∶1 1∶1 1∶1 1.5∶1 1.5∶1
处理后废水内残余的亚硝酸盐含量（mg/L） 0.03 0.00 0.05 0.16 0.12
处理后废水内残余的氨氮含量（mg/L） 11.89 9.23 10.10 5.2 3.4
氨氮去除率（％） 89.9 91.7 91.7 92.3 94.9
验证表2：
验证例 6 7 8 9
氨氮废水中的氨氮浓度（mg/L） 70.2 76.5 70.3 68.7
氨氮废水的pH值 7.2 5.9 7.0 6.2
亚硝酸钠   √    
亚硝酸钾     √  
亚硝酸钙 √     √
亚硝酸根与氨氮摩尔比 1.5∶1 2∶1 2∶1 2∶1
处理后废水内残余的亚硝酸盐含量（mg/L） 0.21 0.33 0.35 0.42
处理后废水内残余的氨氮含量（mg/L） 3.8 12.5 10.6 8.4
氨氮去除率（％） 94.6 83.7 84.9 87.8
注：验证表1、2中，符号“√”表示相应验证例使用的具体亚硝酸盐。
从上述各实例中可以看出，采用本发明的方法，不仅能使处理后的废水内残余的氨氮含量均低于《污水综合排放标准》（GB-8978-1996）中的一级排放标准（≤15mg/L）。经本发明方法处理后的废水内残余的亚硝酸盐含量，即便是含量较高一些的几个验证例，也远低于《污水综合排放标准》（GB-8978-1996）中的一级排放标准（≤20mg/L），不会产生二次污染。从上述各实例中还可以看出，亚硝酸根与氨氮的摩尔比为1.5∶1时，其综合效果更好。

Claims (2)

1.一种处理电解锰废水中氨氮的方法，该方法是在电催化氧化槽内进行的，其阳极为钛基氧化物涂层电极，阴极为不锈钢；其特征在于，在电催化氧化槽内设置有隔膜将阳极和阴极分隔开而构成为阳极区和阴极区，并于进行电催化氧化之前，在所述阴极区内加入有亚硝酸盐；其步骤如下：
（1）将已经去除了锰、铬和其它杂质而仅含待处理氨氮的电解锰废水装入所述电催化氧化槽内后，然后在阴极区内按照亚硝酸根与氨氮的摩尔比等于1～2∶1的比例来加入所述亚硝酸盐；
（2）联通直流电源，以进行电催化氧化；其工艺条件是，阳极和阴极的面积相等，两极间距为0.5～1cm；电压为10V～30V，电流密度为20～100mA/cm2；电催化氧化的时间，到反应不再进行下去为止；
（3）在步骤（2）之后，将在所述阴极区和阳极区内的电解锰废水混合，得到氨氮残留浓度达到排放标准的已处理电解锰废水。
2.根据权利要求1所述处理电解锰废水中氨氮的方法，其特征在于，所述亚硝酸盐是亚硝酸盐是亚硝酸钠、亚硝酸钾或亚硝酸钙。
CN201410069647.XA 2014-02-28 2014-02-28 一种处理电解锰废水中氨氮的方法 Expired - Fee Related CN103896373B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410069647.XA CN103896373B (zh) 2014-02-28 2014-02-28 一种处理电解锰废水中氨氮的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410069647.XA CN103896373B (zh) 2014-02-28 2014-02-28 一种处理电解锰废水中氨氮的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103896373A true CN103896373A (zh) 2014-07-02
CN103896373B CN103896373B (zh) 2015-12-09

Family

ID=50988005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410069647.XA Expired - Fee Related CN103896373B (zh) 2014-02-28 2014-02-28 一种处理电解锰废水中氨氮的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103896373B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107670473A (zh) * 2017-11-16 2018-02-09 康淳科技股份有限公司 氨氮电解的尾气处理系统
CN113860438A (zh) * 2021-11-05 2021-12-31 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种用于电氯化辅助氨氮氧化的电极及其制备方法及应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11226576A (ja) * 1997-12-10 1999-08-24 Toshiba Corp 廃液の処理方法および処理装置
CN1278959C (zh) * 2001-09-19 2006-10-11 三洋电机株式会社 氮处理方法以及氮处理系统
CN102701334A (zh) * 2012-06-15 2012-10-03 紫金矿业集团股份有限公司 利用电催化氧化法处理黄金冶炼废水中氰化物和氨氮的方法
CN102774932A (zh) * 2012-07-16 2012-11-14 浙江工业大学 利用钛基二氧化铅复合电极去除废水cod和氨氮的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11226576A (ja) * 1997-12-10 1999-08-24 Toshiba Corp 廃液の処理方法および処理装置
CN1278959C (zh) * 2001-09-19 2006-10-11 三洋电机株式会社 氮处理方法以及氮处理系统
CN102701334A (zh) * 2012-06-15 2012-10-03 紫金矿业集团股份有限公司 利用电催化氧化法处理黄金冶炼废水中氰化物和氨氮的方法
CN102774932A (zh) * 2012-07-16 2012-11-14 浙江工业大学 利用钛基二氧化铅复合电极去除废水cod和氨氮的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107670473A (zh) * 2017-11-16 2018-02-09 康淳科技股份有限公司 氨氮电解的尾气处理系统
CN113860438A (zh) * 2021-11-05 2021-12-31 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种用于电氯化辅助氨氮氧化的电极及其制备方法及应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN103896373B (zh) 2015-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Garcia-Segura et al. Electrochemical oxidation remediation of real wastewater effluents—A review
Kumar et al. Composite wastewater treatment by aerated electrocoagulation and modified peroxi-coagulation processes
Sillanpaa et al. Electrochemical water treatment methods: Fundamentals, methods and full scale applications
EP3162768B1 (en) Resource reuse-type industrial waste water treatment method and apparatus utilizing oxidizing agent generated by utilizing waste water
Ebbers et al. Electrodialytic treatment of municipal wastewater and sludge for the removal of heavy metals and recovery of phosphorus
Oncel et al. A comparative study of chemical precipitation and electrocoagulation for treatment of coal acid drainage wastewater
Bagastyo et al. Electrochemical oxidation of reverse osmosis concentrate on mixed metal oxide (MMO) titanium coated electrodes
CN102786183B (zh) 垃圾渗滤液的处理方法
Llanos et al. Effect of bipolar electrode material on the reclamation of urban wastewater by an integrated electrodisinfection/electrocoagulation process
US6802956B2 (en) Electrolytic treatment of aqueous media
Zeng et al. Emerging electrochemistry-based process for sludge treatment and resources recovery: A review
CN102786182B (zh) 垃圾渗滤液的处理装置
CN104016547A (zh) 一种焦化污水深度处理零排放工艺
CN107032537A (zh) 一种垃圾渗透液纳滤浓水的处理方法
CN107265764B (zh) 垃圾渗滤液处理至其达标直排的方法
US20130153509A1 (en) Wastewater treatment comprising electrodissolution, flocculation and oxidation
Kłodowska et al. Effect of citric acid on the efficiency of the removal of nitrogen and phosphorus compounds during simultaneous heterotrophic-autotrophic denitrification (HAD) and electrocoagulation
Ye et al. Simultaneous desalination and ammonia recovery using microbial electrolysis desalination and chemical-production cell: a feasibility study of alkaline soil washing wastewater
DE102015006706A1 (de) Kontinuierliches Verfahren zur Entfernung von Mikro-Verunreinigungen aus biologisch geklärtem, kommunalen Abwasser
CN205442899U (zh) 一种耦合式反渗透浓水处理系统
CN103896373B (zh) 一种处理电解锰废水中氨氮的方法
CN108911355B (zh) 一种垃圾渗滤液mbr出水处理方法及系统
Botte Electrochemical technologies for water treatment, management, and efficiency
Trifonova et al. An integrated innovative technology for the treatment of municipal solid waste landfill leachate
CN105601028B (zh) 一种铝型材氧化着色废水处理系统及处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Liu Renlong

Inventor after: Wu Mingzhu

Inventor after: Kong Lingfeng

Inventor after: Fan Xing

Inventor after: Tang Jinjing

Inventor after: Zuo Zhaohong

Inventor after: Sun Dagui

Inventor after: Xie Zhaoming

Inventor after: Li Wensheng

Inventor after: Zhu Jun

Inventor after: Chen Hongliang

Inventor after: Qiu Jiang

Inventor after: Chen Yuliang

Inventor after: Liu Zuohua

Inventor after: Tao Changyuan

Inventor after: Du Jun

Inventor after: Shu Jiancheng

Inventor after: Lian Xin

Inventor after: Li Mingqiang

Inventor after: Wu Min

Inventor before: Liu Renlong

Inventor before: Wu Mingzhu

Inventor before: Kong Lingfeng

Inventor before: Fan Xing

Inventor before: Tang Jinjing

Inventor before: Zuo Zhaohong

Inventor before: Sun Dagui

Inventor before: Xie Zhaoming

Inventor before: Li Wensheng

Inventor before: Zhu Jun

Inventor before: Chen Hongliang

Inventor before: Qiu Jiang

Inventor before: Chen Yuliang

Inventor before: Liu Zuohua

Inventor before: Tao Changyuan

Inventor before: Du Jun

Inventor before: Shu Jiancheng

Inventor before: Lian Xin

Inventor before: Li Mingqiang

Inventor before: Wu Min

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: 20151209

Termination date: 20210228

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