CN111285444A - 有机废液的除氮方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种有机废液的除氮方法，属于废水处理技术领域。有机废液的除氮方法包括：采用反应电池对有机废液进行电解处理，使有机废液中的含氮物质反应生成氮气。其中，每100mL的有机废液中配置面积为15‑25cm2的反应电池。能够较快地去除有机废液中的含氮物质，且反应中无需进行助剂添加。

Description

有机废液的除氮方法
技术领域
本申请涉及废水处理技术领域，具体而言，涉及一种有机废液的除氮方法。
背景技术
目前，各类药厂、化工厂的生产污水，市政生活污水，以及垃圾填埋场和焚烧厂的渗滤液，通常是含有不同量的氨氮或氨氧化物等含氮物质的有机废液。现有技术中，对有机废液主要采用生物除氨法进行除氨，处理步骤多、去除速度慢，且反应中需要添加大量的助剂。
发明内容
本申请的目的在于提供一种有机废液的除氮方法，能够较快地去除有机废液中的含氮物质，且反应中无需进行助剂添加。
本申请的实施例是这样实现的：
本申请实施例提供一种有机废液的除氮方法，包括：
采用反应电池对有机废液进行电解处理，使有机废液中的含氮物质反应生成氮气，其中，每100mL的有机废液中配置面积为15-25cm2的反应电池。
本申请实施例提供的有机废液的除氮方法，有机废液中的氨氮在电解过程中发生氧化反应，或者有机废液在电解过程中产生的氧化性物质对有机废液中的氨氮进行氧化，使氨氮中的氮被转换为氮气；有机废液中的氨氧化物在电解过程中发生还原反应，或者有机废液在电解过程中产生的还原性物质对有机废液中的氨氧化物进行还原，使氨氧化物中的氮被转换为氮气。对有机废液进行电解处理，使有机废液中的含氮物质经过氧化或还原反应生成氮气，将含氮物质中的氮转换为氮气从有机废液中排出，能有效地去除机废液中的含氮物质、降低有机废液的总氮含量。除氨时，只需要进行电解处理，处理步骤简单，能够较快地去除有机废液中的含氮物质；反应中占地面积小且无需进行助剂添加。通过在每100mL的有机废液中配置面积为15-25cm2的反应电池，电解效率高且反应电池的利用率高，能够高效、快速地进行除氮。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的反应电池的结构示意图。
图标：100-阳极；200-阴极；300-绝缘体。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是，本申请中的“和/或”，如“方案A和/或方案B”，均是指可以单独地为方案A、单独地为方案B、方案A加方案B，该三种方式。
本申请实施例提供一种有机废液的除氮方法，包括：采用反应电池对有机废液进行电解处理，使有机废液中的含氮物质反应生成氮气。
有机废液中的氨氮在电解过程中发生氧化反应，或者有机废液在电解过程中产生的氧化性物质对有机废液中的氨氮进行氧化，使氨氮中的氮被转换为氮气；有机废液中的氨氧化物在电解过程中发生还原反应，或者有机废液在电解过程中产生的还原性物质对有机废液中的氨氧化物进行还原，使氨氧化物中的氮被转换为氮气。
例如，有机废液中通常含有氯离子，在对含有氯离子的有机废液进行除氮时，在电解过程中，氯盐和水发生电解反应生成氧化性物质氯气和还原性物质氢气，生成的氯气在有机溶液中生成次氯酸盐，能够对氨氮进行氧化生成氮气；生成的氢气能够对氨氧化物进行还原生成氮气。
本申请实施例的有机废液的除氮方法，对有机废液进行电解处理，使有机废液中的含氮物质经过氧化或还原反应生成氮气，将含氮物质中的氮转换为氮气从有机废液中排出，能有效地去除机废液中的含氮物质、降低有机废液的总氮含量。除氨时，只需要进行电解处理，处理步骤简单，能够较快地去除有机废液中的含氮物质；反应中占地面积小且无需进行助剂添加。
在本申请的实施例中，每100mL的有机废液中配置面积为15-25cm2的反应电池。示例性的，每100mL的有机废液中配置的反应电池的面积例如但不限于为15cm2、16cm2、17cm2、18cm2、19cm2、20cm2、21cm2、22cm2、23cm2、24cm2、25cm2中的任一者或任意两者之间的范围。发明人研究发现，按照上述标准配在有机废液中配置反应电池，电解效率高且反应电池的利用率高，能够高效、快速地进行除氮。
请参阅图1，可以理解的是，反应电池包括用于连接电源正极的阳极100和用于连接电源负极的阴极200，阳极100和阴极200均为板状，二者沿a方向相对间隔设置，a方向为阳极100和阴极200的厚度方向。在一些示例性的实施方案中，阳极100和阴极200之间设置绝缘体300，通过绝缘体300较好地将阳极100和阴极200进行固定。
定义，在每100mL的有机废液中：配置的反应电池的面积为S，阳极100垂直于a方向的截面的面积为S1，阴极200垂直于a方向的截面的面积为S2，S＝S1+S2。
如图1所示，在每个反应电池中，阳极100和阴极200在a方向上的间距为L；阴极200的宽度为d1，阳极100的宽度为d2，示例性的d1＝d2；阴极200的高度为h1，阳极100的高度为h2，示例性的h1＝h2。
在一些可能的实施方案中，在每个反应电池中，阳极100和阴极200之间的间距＞1mm，发明人研究发现，若阳极100和阴极200之间的间距过小，有机废液在阳极100和阴极200之间通过的速度过慢，会影响电解的速度。
进一步的，阳极100和阴极200之间的间距＜100mm，或＜50mm，发明人研究发现，若阳极100和阴极200之间的间距过大，有机废液在阳极100和阴极200之间受到的电解作用较弱，同样会影响电解的速度。
示例性的，在每个反应电池中，阳极100和阴极200之间的间距为5-20mm，或6-15mm，例如但不限于为6mm、8mm、10mm、12mm、15mm中的任一者或任意两者之间的范围。
在一些可能的实施方案中，在每个反应电池中，阳极100和阴极200的宽度均＞1mm，且阳极100和阴极200的高度均＞10mm。
发明人研究发现，有机废液中在长期电解过程中容易对电解造成腐蚀，影响反应电池的电解效率及使用寿命。
在一些可能的实施方案中，阳极100为耐腐蚀金属板，例如为钛板或不锈钢板；阴极200为石墨板。反应电池的成本低；且该反应电池在使用过程中有较好的耐腐蚀性，使反应电池保持较好的电解效率和使用寿命。
示例性的，在每个反应电池中，阳极100和阴极200的宽度和高度按照上述标准配置的情况下，每100mL的有机废液中配置一个反应电池，使得反应电池配置方便。
在本申请的实施例中，每个反应电池均通过导向与直流电源进行电连接。示例性的，进行电解处理时，直流电源对反应电池施加的电压为1.0-1.5V，或1.0-1.3V，或1.3-1.5V，例如但不限于为1.0V、1.1V、1.2V、1.3V、1.4V、1.5V中的任一者或任意两者之间的范围。该电压的配置标准与反应电池的配置标准匹配性好，能够有效提高电解效率。
进一步的，控制有机废液的初始氮含量为200-300ppm，或230-270ppm，例如但不限于为200ppm、210ppm、220ppm、230ppm、240ppm、250ppm、260ppm、270ppm、280ppm、290ppm、300ppm中的任一者或任意两者之间的范围。按照上述标准控制有机废液的初始氮含量，与上述的电压配置标准、反应电池配置标准匹配性好，保证能够实现对有机废液进行较好的电解，使得除氮操作能够较快地完成。
示例性的，电解处理的时间为20-40min，或25-35min，例如但不限于为20min、25min、30min、35min、40min中的任一者或任意两者之间的范围，处理时间短，同时保证有机废液在电解处理后具有较低的残留氮含量。可选的，控制电解处理的时间，使得有机废液在电解处理后的残留氮含量＜5ppm，保证实现对有机废液的充分除氮。
以下针对本申请实施例的有机废液的除氮方法进行具体说明。
实施例1
一种有机废液的除氮方法，包括：
S1.以钛板为阳极100、以石墨板为阴极200，将阳极100和阴极200固定在绝缘体300的两端，构成一个反应电池；在每100mL的有机废液中配置一个反应电池。
其中，有机废液为垃圾渗滤液，有机废液的初始氮含量为217ppm；阳极100和阴极200的规格相同，阳极100和阴极200之间的间距以及每100mL的有机废液中配置的反应电池的面积如表1所示。
S2.采用直流电源对每个反应电池施加电压，使反应电池对机废液进行电解处理，直至有机废液中的残留氮含量＜5ppm。
其中，对反应电池施加的电压如表1所示。
实施例2-8
一种有机废液的除氮方法，其与实施例1的不同之处仅在于：
阳极100和阴极200之间的间距与实施例1中不同，具体请参阅表1。
实施例9-10
一种有机废液的除氮方法，其与实施例1的不同之处仅在于：
每100mL的有机废液中配置的反应电池的面积与实施例1中的不同，具体请参阅表1。
实施例11-12
一种有机废液的除氮方法，其与实施例1的不同之处仅在于：
对反应电池施加的电压不同，具体请参阅表1。
实施例13
一种有机废液的除氮方法，其与实施例1的不同之处仅在于：
以不锈钢板为阳极100。
实施例14
一种有机废液的除氮方法，其与实施例1的不同之处仅在于：
有机废液的初始氮含量为200ppm。
实施例15
一种有机废液的除氮方法，其与实施例1的不同之处仅在于：
有机废液的初始氮含量为300ppm。
实施例16
一种有机废液的除氮方法，其与实施例1的不同之处仅在于：
有机废液的初始氮含量为86ppm。
表2.反应电池规格及电压强度表
Figure BDA0002393878340000071
试验例
对实施例中有机废液的除氮方法的电解处理的时间进行统计，结果显示，采用实施例1和实施例13提供的有机废液的除氮方法进行有机废液的处理，处理约23min后，有机废液中残留氮含量基本为零；实施例16提供的有机废液的除氮方法进行有机废液的处理，处理约17min后，有机废液中残留氮含量基本为零。
本申请实施例提供的有机废液的有机废液的除氮方法，采用钛板或不锈钢板为阳极100，电极成本低、寿命长，按照反应电池规格及电压强度表配置情况下进行电解处理，除氮速度快、效率高，便于工业应用。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有机废液的除氮方法，其特征在于，包括：
采用反应电池对有机废液进行电解处理，使所述有机废液中的含氮物质反应生成氮气，其中，每100mL的所述有机废液中配置面积为15-25cm2的所述反应电池。
2.根据权利要求1所述的有机废液的除氮方法，其特征在于，每个所述反应电池中，阳极和阴极之间的间距＞1mm。
3.根据权利要求2所述的有机废液的除氮方法，其特征在于，每个所述反应电池中，阳极和阴极之间的间距＜50mm。
4.根据权利要求2所述的有机废液的除氮方法，其特征在于，每个所述反应电池中，阳极和阴极均为板状，且二者的宽度均＞1mm、高度均＞10mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的有机废液的除氮方法，其特征在于，每100mL的所述有机废液中配置一个所述反应电池。
6.根据权利要求1-4任一项所述的有机废液的除氮方法，其特征在于，进行所述电解处理时，对所述反应电池施加的电压为1.0-1.5V。
7.根据权利要求6所述的有机废液的除氮方法，其特征在于，所述有机废液的初始氮含量为200-300ppm。
8.根据权利要求7所述的有机废液的除氮方法，其特征在于，所述电解处理的时间为20-40min。
9.根据权利要求8所述的有机废液的除氮方法，其特征在于，所述有机废液在所述电解处理后的残留氮含量＜5ppm。
10.根据权利要求1-4任一项所述的有机废液的除氮方法，其特征在于，阳极为钛板或不锈钢板，和/或，阴极为石墨板。
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