固定床三维电极电催化氧化深度处理氨氮废水.pdf

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1、第3期矿产综合利用No．32014年6月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesJun．2014固定床三维电极电催化氧化深度处理氨氮废水叶志勇(厦门紫金矿冶技术有限公司，福建厦门361103)摘要：研究了以无烟煤柱状活性炭为粒子电极的固定床三维电解反应器对黄金冶炼厂废水的氨氮进行深度处理。结果表明，较二维电解，采用三维电解能有效提高反应器的单位时、空处理效率。电流密度提高，氨氮去除速率提高，但能耗也提高。废水初始pH提高，氨氮去除率也提高。该三维电解反应器适用于处理中低浓度氨氮废水。关键词：冶炼厂废水；固定床三维电极；氨氮去除率；深度处理d

2、oi：10．3969／j．issn．1000-6532(2014)03．013中图分类号：TD989；x524文献标志码：A文章编号：1000—6532(2014)03—0055—03传统的电化学反应器采用二维平板电极，这种粒子电极采用柱状无烟煤活性炭，使用前先进反应器电极面体比较小，传质问题得不到很好的解行预处理：将直径为3mm，平均长度约为1cm的柱决。在实际的工业生产中，要求具有较高的电极反状无烟煤活性炭依次用自来水，10％盐酸搅拌洗涤应速度，提高电解槽单位体积有效反应面积，从而提1h后，用孔径为0．42mm的不锈钢筛进行筛分，筛高传质效果和电流效率，是解决传质问题的关键，尤

3、上活性炭装填人自制电解反应器阴阳极之间。其对于低浓度的体系更是如此。三维电极与平板电表1水质指标极不同，有一定的立体结构，比表面积是平板电极的Table1Waterqualityindex几十倍甚至上百倍，电解液在孔道内流动，电化学反p(COD)项目pH值应器的传质过程同时得到了很大的改善[1]。作者／m．L一／采取自制三维电极反应器研究了二维、三维电解处理氨氮效果的差异，并进行了电流密度、初始氨氮浓1．2试验步骤及装置度、废水初始pH方面等条件试验。采用自制三维固定床电极反应器，极间距2mm，有效电解槽体积4000L，阳极为网状钛涂了．铱1试验部分涂层电极，阴极为网状不锈钢电极，

4、2片阳极板，3片1．1材料阴极板，单板电极有效面积为140cm。三维电解试验水样取自黄金冶炼厂活性炭再生车间回用时，无烟煤活性炭填充于阴阳极之间，三个室活性炭水。该废水经过传统的碱氯法破氰一硫化沉铜一颇总添加量固定为800g。室温下，恒电流降解，每隔尔膜过滤工艺处理后，其主要水质指标见表1。1h取废水处理后液lOOmL，检测COD、NH一N，每收稿日期：2013—08—17作者简介：叶志勇(1978．)，男，工程师，研究方向为湿法冶金、环保化工水处理等。·56·矿产综合利用2014钽20min记录电压变化。本试验自行设计并制作的三氨氮去除率，而且可以提高单位时、空处理量。维电极反应

5、器，装置示意见图1。2．2电流密度对氨氮去除率及方水电解能耗的影响在自制电解装置的阴阳极隔室内填充满无烟煤柱状活性炭，活性炭总添加量为800g，取颇尔膜滤后液4L，分别维持电流密度为105A／m和180A／m进行电解。试验结果见图3。图1自制反应器装置图3不同电流密度，电解效率与方水电解能耗差异Fig．1Self-madereactorFig．3Energyconsumptionofdifferentcurrent①直流电源；②反应器；③阳极；④阴极；⑤粒子电极；density，electrolysiseficiencyandwaterelectrolysis⑥流量计；⑦金鱼泵；⑧

6、蠕动泵；⑨原水槽；⑩产水槽由图3可知，随电流密度增大，电解速率加快，2试验结果与讨论但是能耗也上升，且上升幅度较大。当电流密度为105A／m时，电解300min，氨氮去除率为75．32％，方2．1二维与三维电解对比试验水电解能耗为17．25kW／h；当电流密度为180A／m维持电流密度为105A／m，取颇尔膜滤后液时，电解180min，氨氮去除率为70．51％，方水电解4L，进行添加(三维)与不添加(二维)粒子电极的电能耗为22．96kW／h。工程化应用时，可综合考虑处解对比试验，试验结果见图2。理量与能耗两者关系，选择合适的电流密度J。2．3初始氨氮浓度对电解效果的影响取颇尔膜滤

7、后液4L，加人一定量的硫酸铵，搅拌30min后，置人自制三维电解反应器，维持电流密度为105A／m和180A／m电解2h后，取样送检。试验结果见图4。图2二维、三维电解对比试验Fig．2Twoandthree—dimensionalelectrolysiscontrasttests从图2可看出，电流密度一定，相同电解时间，三维电解氨氮去除率高于二维电解。与此同时，三维电解方水能耗也略有增加，但增加幅度较小。若图4初始氨氦浓度对氨氮去除率的影响将此电流密度下方水电解能耗