CN114920398A - 一种高盐氨氮废水处理装置及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高盐氨氮废水处理装置及处理方法，属于废水处理技术领域。本发明中的阳极包括上阳极、中阳极和下阳极，在动态连续电解的过程中，通过控制下阳极、中阳极、上阳极的电流密度逐渐降低，实现电解产生的氯气量在下阳极、中阳极、上阳极由下至上逐渐减少，产生的氯气使废水中氨氮在底部大量去除，随着电流密度降低达到梯度去除，避免中阳极、上阳极产生过多的氯气，实现了氯气的充分利用，降低氯气尾气的产生，同时使氨氮废水中的COD浓度达到废水排放标准。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种高盐氨氮废水处理装置及处理方法。
背景技术
有色金属冶炼、石油化工等领域的快速发展，同时也产生了大量的高盐氨氮废水。高盐氨氮废水破坏生态环境，影响人类健康，危害各种生物生存。目前工业上高盐氨氮废水采用折点氯化法处理氨氮达标排放，但折点氯化法存在氧化剂用量大，运行成本高、占地面积大、安全环境风险大等缺陷。也有研究人员采用电化学氧化法除氨氮处理高盐氨氮废水。电化学氧化法利用电场作用，使氨氮直接在阳极上发生氧化反应，或者在阳极上生成氧化性物质间接氧化氨氮的方法。中国专利CN104291507A公开了一种处理高盐高氨氮废水的电催化反应成套装置及处理方法，在直流电作用下，能够催化产生大量的氯气，对废水氨氮进行氧化处理，使废水中氨氮达标排放。但该方法存在氯气从电解废水液体中溢出，产生大量氯气尾气需要进一步处理的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高盐氨氮废水处理装置及处理方法。本发明提供的高盐氨氮废水处理装置设有上阳极、中阳极和下阳极，实现动态连续电解，降低氯气尾气的产生。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种高盐氨氮废水处理装置，包括阳极、阴极、外壳1、顶盖10、底盖7、顶部开口11、底部开口6、氯气检测装置8、气体出口9、第一绝缘板12、第二绝缘板13和第三绝缘板14，
所述阳极在垂直方向上由高到低依次设置为上阳极3、中阳极4和下阳极5；所述阴极在垂直方向上由高到低依次设置为上阴极15、中阴极16和下阴极17；所述第一绝缘板12设置在所述上阳极3和中阳极4之间，所述第二绝缘板13设置在所述中阳极4和下阳极5之间，所述第三绝缘板14设置在所述下阳极5的底部；
所述阴极为空心圆柱形结构，所述阳极在圆柱形结构内，且未占满圆柱形结构，所述阳极置于阴极中间，所述阴极环绕在阳极外侧，所述阴极和阳极之间的空隙为腔体2；
所述氯气检测装置8和气体出口9设置在所述顶盖10上；
所述顶部开口11和底部开口6设置在所述外壳的外侧。
优选地，所述阴极的材质为钛合金或哈氏合金。
优选地，所述阳极的材质为钛合金复合材料，所述钛合金复合材料以钛合金为基材，表面有RuO2涂层和/或IrO2涂层。
优选地，所述第一绝缘板12、第二绝缘板13和第三绝缘板14的材质独立地为聚氯乙烯或聚丙烯。
优选地，所述第一绝缘板12、第二绝缘板13和第三绝缘板14的厚度独立地为3～10mm。
优选地，所述阳极与阴极的相对面之间的距离为10～25mm。
优选地，所述的高盐氨氮废水处理装置还包括气液交换层18，所述气液交换层18设置在所述顶部开口11与上阳极3之间。
优选地，所述气液交换层18内填充球状聚丙烯材料。
本发明提供了一种高盐氨氮废水处理方法，利用上述技术方案所述的高盐氨氮废水处理装置，包括以下步骤：
所述高盐氨氮废水通过所述底部开口6进入腔体2，进行动态连续电解，得到出水和氮气，所述动态连续电解时下阳极5的电流大于所述中阳极4的电流，所述中阳极4的电流大于所述上阳极3的电流，所述出水从顶部开口11排出，所述氮气从气体出口9排出；所述高盐氨氮废水的pH值为10.5～12.5。
本发明还提供了另一种高盐氨氮废水处理方法，利用上述技术方案所述的高盐氨氮废水处理装置，包括以下步骤：
所述高盐氨氮废水通过所述顶部开口11进入腔体2，经过所述气液交换层15后进行动态连续电解，得到出水和氮气，所述动态连续电解时下阳极5的电流大于所述中阳极4的电流，所述中阳极4的电流大于所述上阳极(3)的电流，所述出水从底部开口6排出，所述氮气经过所述气液交换层18后从气体出口9排出；所述高盐氨氮废水的pH值为8～10。
本发明提供了一种高盐氨氮废水处理装置，包括阳极、阴极、外壳1、顶盖10、底盖7、顶部开口11、底部开口6、氯气检测装置8、气体出口9、第一绝缘板12、第二绝缘板13和第三绝缘板14，所述阳极在垂直方向上由高到低依次设置为上阳极3、中阳极4和下阳极5；所述阴极在垂直方向上由高到低依次设置为上阴极15、中阴极16和下阴极17；所述第一绝缘板12设置在所述上阳极3和中阳极4之间，所述第二绝缘板13设置在所述中阳极4和下阳极5之间，所述第三绝缘板14设置在所述下阳极5的底部；所述阴极为空心圆柱形结构，所述阳极在圆柱形结构内，且未占满圆柱形结构，所述阳极置于阴极中间，所述阴极环绕在阳极外侧，所述阴极和阳极之间的空隙为腔体2；所述氯气检测装置8和气体出口9设置在所述顶盖10上；所述顶部开口11和底部开口6设置在所述外壳的外侧。
本发明中所述阳极包括上阳极3、中阳极4和下阳极5，在动态连续电解的过程中，通过控制下阳极5、中阳极4、上阳极3的电流密度逐渐降低，实现电解产生的氯气量在下阳极5、中阳极4、上阳极3由下至上逐渐减少，产生的氯气使废水中氨氮在底部大量去除，随着电流密度降低达到梯度去除，避免中阳极、上阳极产生过多的氯气，实现了氯气的充分利用，降低氯气尾气的产生，同时使氨氮废水中的COD浓度达到废水排放标准。
进一步地，针对pH值为8～10的高盐氨氮废水，本发明的高盐氨氮废水处理装置还包括气液交换层18，所述气液交换层18设置在所述顶部开口11与上阳极3之间，pH值为8～10的高盐氨氮废水碱性弱，电解产生的氯气不易反应生成次氯酸根，易从废水中溢出，利用气液交换层能够使氯气与废水充分接触，将废水中的氨氮氧化为氮气，进一步减少氯气尾气的产生。
同时，本发明的高盐氨氮废水处理装置结构简单，工艺流程短，不需要添加药剂；阴极环绕在阳极外侧，极大地减少占地面积。
本发明针对pH值为10.5～12.5的高盐氨氮废水，还提供了高盐氨氮废水处理方法，包括以下步骤：所述高盐氨氮废水通过所述底部开口6进入腔体2，进行动态连续电解，得到出水和氮气，所述动态连续电解时下阳极5的电流大于所述中阳极4的电流，所述中阳极4的电流大于所述上阳极3的电流，所述出水从顶部出口11排出，所述氮气从气体出口9排出。本发明中，pH值为10.5～12.5的高盐氨氮废水碱性强，氯气易发生反应生成次氯酸根，不易从废水从溢出，在动态连续电解的过程中，控制下阳极5、中阳极4、上阳极3的电流密度逐渐降低，实现电解产生的氯气量在下阳极5、中阳极4、上阳极3由下至上逐渐减少，达到废水中氨氮在电解装置底部大量去除，随着电流密度降低达到梯度去除，避免中阳极4、上阳极3产生过多的氯气。
附图说明
图1为实施例1中高盐氨氮废水处理装置的结构示意图；
图2为实施例3中高盐氨氮废水处理装置的结构示意图；
图1～2中1为外壳，2为腔体，3为上阳极，4为中阳极，5为下阳极，6为底部开口，7为底盖，8为氯气检测装置，9为气体出口，10为顶盖，11为顶部开口，12为第一绝缘板，13为第二绝缘板，14为第三绝缘板，15为上阴极、16为中阴极，17为下阴极，18为气液交换层；
图3为传统的废水处理电解槽的实物图。
具体实施方式
本发明提供了一种高盐氨氮废水处理装置，包括阳极、阴极、外壳1、顶盖10、底盖7、顶部开口11、底部开口6、氯气检测装置8、气体出口9、第一绝缘板12、第二绝缘板13和第三绝缘板14，
所述阳极在垂直方向上由高到低依次设置为上阳极3、中阳极4和下阳极5；所述阴极在垂直方向上由高到低依次设置为上阴极15、中阴极16和下阴极17；所述第一绝缘板12设置在所述上阳极3和中阳极4之间，所述第二绝缘板13设置在所述中阳极4和下阳极5之间，所述第三绝缘板14设置在所述下阳极5的底部；
所述阴极为空心圆柱形结构，所述阳极在圆柱形结构内，且未占满圆柱形结构，所述阳极置于阴极中间，所述阴极环绕在阳极外侧，所述阴极和阳极之间的空隙为腔体2；
所述氯气检测装置8和气体出口9设置在所述顶盖10上；
所述顶部开口11和底部开口6设置在所述外壳的外侧。
下面结合图1和2，对本发明的高盐氨氮废水处理装置进行说明。
本发明的高盐氨氮废水处理装置包括阴极，所述阴极的材质优选为钛合金或哈氏合金。本发明对所述钛合金或哈氏合金的具有种类没有特殊的限定，能够实现电解、不被高盐氨氮废水腐蚀即可。
本发明的高盐氨氮废水处理装置包括阳极，所述阳极在垂直方向上由高到低依次设置为上阳极3、中阳极4和下阳极5；所述第一绝缘板12设置在所述上阳极3和中阳极4之间，所述第二绝缘板13设置在所述中阳极4和下阳极5之间，所述第三绝缘板14设置在所述下阳极5的底部。
在本发明中，所述上阳极3、中阳极4和下阳极5优选与直流电源连接，控制所述上阳极3、中阳极4和下阳极5的电流密度。
本发明的高盐氨氮废水处理装置包括阴极，所述阴极在垂直方向上由高到低依次设置为上阴极15、中阴极16和下阴极17。
在本发明中，所述上阴极15与上阳极3在水平位置上平行，所述中阴极16与中阳极4在水平位置上平行，所述下阴极17与下阳极5在水平位置上平行。
本发明的高盐氨氮废水处理装置包括底盖7，所述第三绝缘板14优选设置在所述底盖7的上方，与所述底盖7接触。
在本发明中，所述底盖7的材质优选为哈氏合金或316L不锈钢。
在本发明中，所述阳极的材质优选为钛合金复合材料，所述钛合金复合材料优选以钛合金为基材，表面有RuO2涂层和/或IrO2涂层。本发明对所述钛合金的具体牌号、RuO2涂层以及IrO2涂层的厚度没有特殊的限定，能够使所述述阳极不被腐蚀即可。
在本发明中，所述第一绝缘板12、第二绝缘板13和第三绝缘板14的材质独立地优选为聚氯乙烯或聚丙烯。
在本发明中，所述第一绝缘板12、第二绝缘板13和第三绝缘板14的形状均优选为环形。
在本发明中，所述第一绝缘板12、第二绝缘板13和第三绝缘板14的厚度独立地优选为3～10mm。
在本发明中，所述阴极为空心圆柱形结构，所述阳极在圆柱形结构内，且未占满圆柱形结构，所述阳极置于阴极中间，所述阴极环绕在阳极外侧，所述阴极和阳极之间的空隙为腔体2。
在本发明中，所述阳极与阴极的相对面之间的距离优选为10～25mm。
本发明的高盐氨氮废水处理装置包括底部开口6和顶部开口11。
在本发明中，所述底部开口6和顶部开口11设置在所述外壳的外侧，用于进水和出水。
本发明的高盐氨氮废水处理装置包括顶盖10。
在本发明中，所述顶盖10的材质优选为哈氏合金或316L不锈钢。
本发明的高盐氨氮废水处理装置包括氯气检测装置8和气体出口9，所述氯气检测装置8和气体出口9设置在所述顶盖10上。在本发明中，高盐氨氮废水处理后产生的氮气优选由气体出口9排出。
在本发明中，所述气体出口9优选与曝气池连接。
本发明的高盐氨氮废水处理装置优选还包括气液交换层18，所述气液交换层18优选设置在所述顶部开口11与上阳极3之间。
在本发明中，所述气液交换层18内优选填充球状聚丙烯材料。在本发明中，所述球状聚丙烯材料的粒径优选为15～40mm。
在本发明中，所述气液交换层18的厚度优选为100～200mm。
本发明还提供了一种高盐氨氮废水处理方法，利用上述技术方案所述的高盐氨氮废水处理装置，包括以下步骤：
所述高盐氨氮废水通过所述底部开口6进入腔体2，进行动态连续电解，得到出水和氮气，所述动态连续电解时下阳极5的电流大于所述中阳极4的电流，所述中阳极4的电流大于所述上阳极3的电流，所述出水从顶部出口11排出，所述氮气从气体出口9排出；所述高盐氨氮废水的pH值为10.5～12.5。
在本发明中，所述高盐氨氮废水优选为钨冶炼行业产生的废水。
在本发明中，所述钨冶炼行业产生的废水优选依次进行调节pH值为3～4进行低钨回收，得到pH值为5～6的废水，再调节pH值至10.5～12.5，固液分离除去沉淀悬浮物，避免沉淀悬浮物影响电极效率，进行高盐氨氮废水处理。在本发明中，调节pH值有利于除去所述高盐氨氮废水中的金属离子以及废水中硫酸根离子，避免金属离子、硫酸根离子降低电解效率和电极寿命，同时调节pH值后有利于氨氮去除。
本发明对所述调节pH值的药剂的种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的物质即可。
在本发明中，所述高盐氨氮废水中氨氮浓度优选为20～600mg/L，氯离子浓度优选为3～15g/L，COD浓度优选为150～300mg/L。
在本发明中，所述下阳极5的电流密度优选为200～500A/m2，更优选为300～400A/m2。
在本发明中，所述中阳极4的电流密度优选为90～200A/m2，更优选为100～150A/m2。
在本发明中，所述上阳极3的电流密度优选为10～90A/m2，更优选为30～50A/m2。
本发明还另外提供了一种高盐氨氮废水处理方法，利用上述技术方案所述的高盐氨氮废水处理装置，包括以下步骤：
所述高盐氨氮废水通过所述顶部开口11进入腔体2，经过所述气液交换层18后进行动态连续电解，得到出水和氮气，所述动态连续电解时下阳极5的电流大于所述中阳极4的电流，所述中阳极4的电流大于所述上阳极3的电流，所述出水从底部开口6排出，所述氮气经过所述气液交换层18后从气体出口9排出；所述高盐氨氮废水的pH值为8～10。
在本发明中，所述高盐氨氮废水的来源优选与上述方案一致，在此不再赘述。
在本发明中，所述钨冶炼行业产生的废水优选依次进行调节pH值为3～4进行低钨回收，得到pH值为5～6的废水，再调节pH值至8～10，固液分离除去沉淀悬浮物，避免沉淀悬浮物影响电极效率。在本发明中，所述气液交换层18是针对pH值为8～10的高盐氨氮废水设置的，所述pH值为8～10的高盐氨氮废水的碱性弱，电解产生的氯气不易反应生成次氯酸根，易从废水中溢出，利用气液交换层18能够使氯气与废水充分接触，将废水中的氨氮氧化为氮气，进一步减少氯气尾气的产生。
在本发明中，所述下阳极5、中阳极4和上阳极3的电流密度优选与上述方案一致，在此不再赘述。
为了进一步说明本发明，下面结合实例对本发明提供的高盐氨氮废水处理装置及处理方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
图1为实施例1中高盐氨氮废水处理装置的结构示意图，其中阴极的材质为钛合金，底盖7的材质为哈氏合金，阳极的材质均为钛合金复合材料，钛合金复合材料以钛合金为基材，表面含有RuO2涂层，第一绝缘板12、第二绝缘板13和第三绝缘板14的材质均为聚氯乙烯，第一绝缘板12、第二绝缘板13和第三绝缘板14的形状均为环形，第一绝缘板12、第二绝缘板13和第三绝缘板14的厚度均为3mm，阳极与阴极的相对面之间的距离为10mm，顶盖10的材质为哈氏合金。
图2为实施例3中高盐氨氮废水处理装置的结构示意图，其中阴极的材质为哈氏合金，底盖7的材质为316L不锈钢，阳极的材质均为钛合金复合材料，钛合金复合材料以钛合金为基材，表面含有IrO2涂层，第一绝缘板12、第二绝缘板13和第三绝缘板14的材质均为聚丙烯，第一绝缘板12、第二绝缘板13和第三绝缘板14的形状均为环形，第一绝缘板12、第二绝缘板13和第三绝缘板14的厚度均为10mm，阳极与阴极的相对面之间的距离为25mm，顶盖10的材质为316L不锈钢，气液交换层18内填充球状聚丙烯材料，厚度为100mm，粒径为15～40mm。
实施例1
在图1所示的装置中进行废水处理。
将含氨氮浓度157.3mg/L，氯离子浓度12.2g/L，COD浓度为150.3mg/L，钨冶炼行业产生的废水依次进行调节pH值为3进行低钨回收，得到pH值为5的废水，再调节pH值至11，固液分离除去沉淀悬浮物，滤液通过底部开口6进入高盐氨氮废水去除装置，打开连接上阳极3、中阳极4、下阳极5的直流电源设置设置上阳极的电流密度为50A/m2，中阳极电流密度为150A/m2，下阳极电流密度300A/m2，打开直流电源进行电解，电解产生的氮气经过气体出口9排出，电解产生的出水经顶部开口11排出，经检测，出水中的氨氮浓度为10.7mg/L，氯气浓度为0ppm，COD浓度为45.2mg/L。
实施例2
在图1所示的装置中进行废水处理。
将含氨氮浓度83.5mg/L，氯离子浓度9.2g/L，COD浓度为167.4mg/L，钨冶炼行业产生的废水依次进行调节pH值为4进行低钨回收，得到pH值为6的废水，再调节pH值至10.5，固液分离除去沉淀悬浮物，滤液通过底部开口6进入高盐氨氮废水去除装置，打开连接上阳极3、中阳极4、下阳极5的直流电源设置设置上阳极的电流密度为30A/m2，中阳极电流密度为100A/m2，下阳极电流密度400A/m2，打开直流电源进行电解，电解产生的氮气经过气体出口9排出，电解产生的出水经顶部开口11排出，经检测，出水中的氨氮浓度为0.8mg/L，氯气浓度为0ppm，COD浓度为39.0mg/L。
实施例3
在图2所示的装置中进行废水处理。
将含氨氮浓度157.3mg/L，氯离子浓度12.2g/L，COD浓度为150.3mg/L，钨冶炼行业产生的废水依次进行调节pH值为4进行低钨回收，得到pH值为6的废水，再调节pH值至9，固液分离除去沉淀悬浮物，滤液通过顶部开口11进入高盐氨氮废水去除装置的腔体2，经过气液交换层18后进行动态连续电解，打开连接上阳极3、中阳极4、下阳极5的直流电源设置设置上阳极的电流密度为50A/m2，中阳极电流密度为150A/m2，下阳极电流密度300A/m2，打开直流电源进行电解，得到出水和氮气，电解产生的氮气经过气体出口9排出，电解产生的出水经底部开口6排出，经检测，出水中的氨氮浓度为10.5mg/L，氯气浓度为0ppm，COD浓度为44.6mg/L。
对比例1
在传统的废水处理电解槽中进行废水处理，电解槽的实物图如图3所示。
将含氨氮浓度157.3mg/L，氯离子浓度12.2g/L，COD浓度为150.3mg/L，钨冶炼行业产生的废水依次进行调节pH值为4进行低钨回收，得到pH值为6的废水，再调节pH值至10.5，固液分离除去沉淀悬浮物，滤液通过阳极、阴极的电解装置，直流电源设置阳极电流密度300A/m2，打开直流电源进行电解，出水中的氨氮浓度为24.1mg/L，电解装置中氯气浓度为2ppm，COD浓度为81.3mg/L。
对比例2
在图1所示的装置中进行废水处理。
将含氨氮浓度157.3mg/L，氯离子浓度12.2g/L，COD浓度为150.3mg/L，钨冶炼行业产生的废水依次进行调节pH值为4进行低钨回收，得到pH值为6的废水，再调节pH值至10.5，固液分离除去沉淀悬浮物，滤液通过阳极、阴极的电解装置，直流电源设置上阳极电流密度250A/m2，中阳极电流密度为250A/m2，下阳极电流密度250A/m2，打开直流电源进行电解，出水中的氨氮浓度为0.6mg/L，电解装置中氯气浓度为3ppm，COD浓度为35.7mg/L。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高盐氨氮废水处理装置，其特征在于，包括阳极、阴极、外壳(1)、顶盖(10)、底盖(7)、顶部开口(11)、底部开口(6)、氯气检测装置(8)、气体出口(9)、第一绝缘板(12)、第二绝缘板(13)和第三绝缘板(14)，
所述阳极在垂直方向上由高到低依次设置为上阳极(3)、中阳极(4)和下阳极(5)；所述阴极在垂直方向上由高到低依次设置为上阴极(15)、中阴极(16)和下阴极(17)；所述第一绝缘板(12)设置在所述上阳极(3)和中阳极(4)之间，所述第二绝缘板(13)设置在所述中阳极(4)和下阳极(5)之间，所述第三绝缘板(14)设置在所述下阳极(5)的底部；
所述阴极为空心圆柱形结构，所述阳极在圆柱形结构内，且未占满圆柱形结构，所述阳极置于阴极中间，所述阴极环绕在阳极外侧，所述阴极和阳极之间的空隙为腔体(2)；
所述氯气检测装置(8)和气体出口(9)设置在所述顶盖(10)上；
所述顶部开口(11)和底部开口(6)设置在所述外壳的外侧。
2.根据权利要求1所述的高盐氨氮废水处理装置，其特征在于，所述阴极的材质为钛合金或哈氏合金。
3.根据权利要求1所述的高盐氨氮废水处理装置，其特征在于，所述阳极的材质为钛合金复合材料，所述钛合金复合材料以钛合金为基材，表面有RuO2涂层和/或IrO2涂层。
4.根据权利要求1所述的高盐氨氮废水处理装置，其特征在于，所述第一绝缘板(12)、第二绝缘板(13)和第三绝缘板(14)的材质独立地为聚氯乙烯或聚丙烯。
5.根据权利要求1或4所述的高盐氨氮废水处理装置，其特征在于，所述第一绝缘板(12)、第二绝缘板(13)和第三绝缘板(14)的厚度独立地为3～10mm。
6.根据权利要求1所述的高盐氨氮废水处理装置，其特征在于，所述阳极与阴极的相对面之间的距离为10～25mm。
7.根据权利要求1所述的高盐氨氮废水处理装置，其特征在于，还包括气液交换层(18)，所述气液交换层(18)设置在所述顶部开口(11)与上阳极(3)之间。
8.根据权利要求7所述的高盐氨氮废水处理装置，其特征在于，所述气液交换层(18)内填充球状聚丙烯材料。
9.一种高盐氨氮废水处理方法，其特征在于，利用权利要求1～6任一项所述的高盐氨氮废水处理装置，包括以下步骤：
所述高盐氨氮废水通过所述底部开口(6)进入腔体(2)，进行动态连续电解，得到出水和氮气，所述动态连续电解时下阳极(5)的电流大于所述中阳极(4)的电流，所述中阳极(4)的电流大于所述上阳极(3)的电流，所述出水从顶部开口(11)排出，所述氮气从气体出口(9)排出；所述高盐氨氮废水的pH值为10.5～12.5。
10.一种高盐氨氮废水处理方法，其特征在于，利用权利要求7或8任一项所述的高盐氨氮废水处理装置，包括以下步骤：
所述高盐氨氮废水通过所述顶部开口(11)进入腔体(2)，经过所述气液交换层(18)后进行动态连续电解，得到出水和氮气，所述动态连续电解时下阳极(5)的电流大于所述中阳极(4)的电流，所述中阳极(4)的电流大于所述上阳极(3)的电流，所述出水从底部开口(6)排出，所述氮气经过所述气液交换层(18)后从气体出口(9)排出；所述高盐氨氮废水的pH值为8～10。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN202390235U (zh) * | 2011-11-11 | 2012-08-22 | 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 | 一种折板连续流式隔膜电解装置 |
| KR101269948B1 (ko) * | 2012-01-18 | 2013-05-31 | (주) 테크윈 | 질소 폐수 처리장치 및 그 방법 |
| CN107662965A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-02-06 | 广东南方碱业股份有限公司 | 一种去除氨碱废水中氨氮的电解装置和方法 |
| CN112850858A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-05-28 | 山东中侨启迪环保装备有限公司 | 一种用于废水处理的一体化电解除氨氮装置 |
| CN113233548A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-08-10 | 上海应用技术大学 | 一种电化学支持的氯离子捕捉方法及装置 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202390235U (zh) * | 2011-11-11 | 2012-08-22 | 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 | 一种折板连续流式隔膜电解装置 |
| KR101269948B1 (ko) * | 2012-01-18 | 2013-05-31 | (주) 테크윈 | 질소 폐수 처리장치 및 그 방법 |
| CN107662965A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-02-06 | 广东南方碱业股份有限公司 | 一种去除氨碱废水中氨氮的电解装置和方法 |
| CN112850858A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-05-28 | 山东中侨启迪环保装备有限公司 | 一种用于废水处理的一体化电解除氨氮装置 |
| CN113233548A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-08-10 | 上海应用技术大学 | 一种电化学支持的氯离子捕捉方法及装置 |
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