電催化處理二甲胺廢水技術

有機氮(organicnitrogen，ON)一直是化工廢水處理過程中的難點。目前大多通過物理法、化學法、物化法、生物處理法或上述方法的綜合應用將有機氮轉化成氨氮或*去除。物理吸附法的效果取決于廢水中含氮有機物的分子立體結構和吸附材料的性質，但吸附材料的再生性不是很好。高級氧化法不僅能氧化廢水中的大分子有機氮還能氧化生化出水中或受污染水體中的小分子有機氮，但其投資高也會在氧化過程中產(chǎn)生其他副產(chǎn)物。超臨界水氧化法不僅體積小、使用范圍廣還在處理過程中處于全封閉狀態(tài)，但是準備過程繁復，成本高。絮凝等物化法能有效去除部分有機氮，但需要投加絮凝劑及其它聯(lián)合化學藥劑才能達到預期效果，而且其處理效果在較大程度上受環(huán)境因素影響，因此不是去除廢水中有機氮的理想選擇。生化技術是目前處理污水*經(jīng)濟有效的方法，然而過高的有機氮被降解產(chǎn)生大量氨氮會抑制微生物的生長，從而進一步抑制COD(化學需氧量)的去除。如果廢水中的TKN較高，則需要將生化池的水力停留時間大大延長，造成投資成本的增加。

　　電催化氧化法因其具有效率高、無污染等特點越來越受到人們的關注。研究表明電催化氧化法對廢水中的無機氮有較好的去除效果。然而關于電催化氧化法去除有機氮的研究很少報道。因此本文以二甲胺溶液為模擬的實驗廢水，考察電解時間、初始pH、電流密度以及Cl-濃度等對電催化去除TKN的影響。

　　1、實驗

　　1.1 實驗材料

　　實驗試劑：硫酸(分析純)、NaOH(分析純)、二甲胺(分析純)和氯化鈉(分析純)。

　　電解系統(tǒng)：電解系統(tǒng)為自制電解系統(tǒng)，主要組成部分包括：(1)電源：直流穩(wěn)壓電源;(2)電解槽(有效容積250mL);(3)電極板：陽極材料為TiO2/Ru-Lr-Sn，陰極為鈦板。極板長14cm，寬4cm，有效面積63.2cm2，極板間距1cm。

　　1.2 實驗方法

　　電催化氧化的原理是廢水中的有機物在電極表面直接被降解或者是有機物在電場作用下產(chǎn)生的氧化性物質的作用下被降解。電化學反應可大致分為陽極氧化、陰極還原以及兩者的協(xié)同作用。本文主要討論陽極的氧化作用，陽極的氧化可分為直接氧化和間接氧化。直接氧化也可稱為電化學燃燒，有機物在陽極極板表面直接被降解成CO2、H2O和N2，間接氧化是陽極氧化廢水中的某基團產(chǎn)生強氧化劑，廢水中的有機物在此氧化劑的作用下被降解。本文電催化氧化處理有機氮廢水除了陽極表面的直接氧化作用外還有陽極氧化廢水中Cl-產(chǎn)生氧化性物質Cl2和活性氯，廢水中的二甲胺在這些氧化性物質的作用下被降解。

　　實驗采用二甲胺水溶液來模擬某化工廠產(chǎn)生的高有機氮廢水，采用去離子水對二甲胺溶液進行稀釋配制溶度為1500mg·L-1的水溶液，通過NaCl調節(jié)廢水中Cl-濃度。TKN含量為450mg·L-1。重點探究電流密度、Cl-濃度、初始pH及電解時間對有機氮去除率的影響。

　　取250mL配制好的二甲胺溶液，用稀H2SO4或稀NaOH溶液調節(jié)pH后倒入電解槽，進行電催化氧化處理。每隔30min取樣測定TKN含量。

　　在考察電催化時間的影響時，設置初始pH=6~7，Cl-濃度4000mg·L-1，電流密度15mA·cm-2。在考察初始pH影響時，設置電解時間3h，Cl-濃度4000mg·L-1，電流密度15mA·cm-2。在考察電流密度影響時，設置初始pH6-7，Cl-濃度4000mg·L-1，電解時間3h。在考察初始Cl-濃度的影響時，初始pH6-7，電解時間3h，電流密度15mA·cm-2。