電催化高級氧化技術(shù)處理化肥廠(chǎng)廢水

20世紀80年代發(fā)展起來(lái)的電催化高級氧化技術(shù)能在常溫常壓下，通過(guò)有催化活性的電極反應直接或間接產(chǎn)生氧化中間物，從而有效去除污染物。因其處理效率高、操作簡(jiǎn)便、與環(huán)境兼容等優(yōu)點(diǎn)引起了研究者們的廣泛注意。具有非常好的應用前景。 

針對化肥廠(chǎng)外排廢水，利用電催化氧化法降低廢水氨氮濃度，達到廢水排放指標。

1．1電催化氧化法去除氨氮原理

廢水進(jìn)入電解系統以后，在不同條件下，在陽(yáng)極上可能以不同途徑發(fā)生氨的氧化反應：(1)氨的直接電氧化，即氨直接參與電極反應，被氧化成氮氣脫除；(2)氨的間接電氧化，即通過(guò)電極反應，生成氧化性物質(zhì)，該物質(zhì)再與氨反應，使氨降解、脫除。 

1．2電催化氧化實(shí)驗
 
電催化氧化實(shí)驗是在帶有電磁攪拌的，用250mL燒杯改制的無(wú)隔膜電解槽中進(jìn)行。陽(yáng)極使用氧化物涂層電極，陰極使用鈦板，電極表面積為12cm2。

兩極間距可調。待處理廢水為250cm，電解系統可進(jìn)行恒壓電解和恒電流電解，可調節電流密度和電壓，溫度控制在25～40℃之間。為了考察溶液電導、pH、NH一N濃度、電流密度 、電極面積、電解時(shí)間等參數對氧化過(guò)程的影響，可對上述參數進(jìn)行改變。 

2 結果與討論

2.1   電催化氧化法處理化肥廠(chǎng)廢水去除效果為了考察電催化氧化法去除廢水NH一N，用恒電流電解法進(jìn)行間歇電解實(shí)驗(除特殊說(shuō)明外，全部采用原水進(jìn)行實(shí)驗)，結果表明， 在不加入任何添加劑的情況下，在電流密度為50mA／cm2，電極面積為9em條件下進(jìn)行電解，電解電量達到l728C／L 時(shí)，NH一N降為0�？梢�(jiàn)，電催化氧化法可以有效去除總排廢水中的NH一N。

2.2 主要工藝參數對去除效果的影響

2.2.1 電流密度的影響

實(shí)驗考察了電流密度對NH一N去除效果的影響，見(jiàn)圖l。曲線(xiàn)l、2、3分別為電流密度20mA／cm2、30mA／cm、40mA／cm時(shí)，廢水NH3一N濃度與電解時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)。從圖l可見(jiàn)，相同的電解時(shí)間，電流密度越大，NH一N濃度降低越快。不同電流密度下電解實(shí)驗結果見(jiàn)表2，由表2可知，電流密度增大導致槽電壓升高，能耗上升。

2.2.2pH值的影響

在電流密度為40mA／cm條件下，考察了原水在不同pH值時(shí)，廢水NH3-N的電解去除率。結果表明，pH值趨于中性，NH一N的去除效果好，由于化肥廠(chǎng)外排原水的pH值為7，所以廢水無(wú)需調節pH值，可直接電解處理。 

2.2.3電極材料的影響
(1)陽(yáng)極材料的影響。我們利用現有的三種陽(yáng)極：Ti／PbO2陽(yáng)極、鈦基析氯陽(yáng)極、鈦基析氧陽(yáng)極，在相同的條件(電導率為2950~S/cm，電流密度為40mA／cm，極間距為5mm)下進(jìn)行 電解，比較上述三種陽(yáng)極材料去除NH一N的效果如圖2。結果表明陽(yáng)極材料對電解去除效果影響很大。對同一原水Ti／PbO：陽(yáng)極比其他兩種陽(yáng)極具有更好的效果。
 
(2)陰極材料的影響。實(shí)驗采用三種不同的陰極材料。在相同的條件(電導率為2950IxS／em，電流密度為40mA／cm，極間距為5mm。自制陽(yáng)極)下進(jìn)行電解，不同陰極對NH一N去除效果的影響結果見(jiàn)圖3。由圖3可知鈦材電極優(yōu)于其他兩種陰極。

(3)電極面積的影響。實(shí)驗研究了電極面積對電解效果的影響。如表3所示。通過(guò)電解槽的總電流不變，增大電極面積使電流密度降低。槽壓下降，能耗降低。 

3 結論

使用合適的陽(yáng)極、陰極、化肥廠(chǎng)外排廢水構成的電解處理體系，通過(guò)靜態(tài)和連續電解實(shí)驗表明，利用電催化氧化技術(shù)處理化肥廠(chǎng)廢水。降低廢水氨氮指標的方法可行。 

(I) 電解實(shí)驗可以直接應用于化肥廠(chǎng)外排廢水處理，可有效降低廢水氨氮指標。 電解時(shí)不需要添加藥劑。調節pH值。 

(2) 去除 NH一N的效果除了與電流密度、電解時(shí)間、NH，一N濃度、pH值有關(guān)外，還與陽(yáng)極、陰極、電極面積等因素有關(guān)。
 
(3) 連續電解實(shí)驗結果表明。電催化氧化法處理化肥廠(chǎng)外排廢水的工藝流程較簡(jiǎn)單。
 
(4) 電極面積、電極間距、電極組數、電解液的傳質(zhì)過(guò)程等因素都會(huì )影響電解的效果。需要根據上述參數來(lái)開(kāi)發(fā)研究電解槽型，選擇最佳處理工藝條件。 

(5) 電催化氧化工藝處理化肥廠(chǎng)外排廢水的技術(shù)經(jīng)濟評價(jià)有待于進(jìn)一步研究。