基于电化学氧化的污染水体氨氮去除技术与装置

任务来源：

技术领域：水文水资源

技术来源：国家计划。该技术是在实施国家重点研发计划项目（2017YFC050530302）“三峡库区耕地面源污染农业防控过程与技术研究”时创新研发的，已在武汉建立典型示范基地。

技术原理

该技术提供一种深度处理污染水体的电化学高级氧化装置，装置结构简单，操作方便，运行稳定，可以根据污染水体的水质状况，通过改变装置的电压、水体停留时间，高效经济的处理污染水体中的氨氮。该技术的核心装置是电源与包含电极片阵列的氧化池。该技术电源为脉冲电源，其占空比、电流和电压可调，频率范围广，可大幅提高水处理效率；同时其电极片阵列采用平板式复极式电极可有效消除偏流、沟流现象，提升处理效果；阳极电极采用钛片基底氧化物具有高电位及催化活性，具有更强氧化能力，可直接氧化或直接矿化水中的污染物，主要以电子为试剂，不用多加其他药剂。可高效环保的去除各种污染水体中氨氮等有机污染物。

技术特色

（1）采用脉冲式电源，处理效率搞，能耗低，频率范围广，可根据污染水体水质特点调节电压和水体的停留时间可以有效地控制有机物污染物降解的速率，处理不同浓度背景的污染水体。（2）阳极材料机械强度高,在电解过程中不易被腐蚀,不易与反应物和生成物发生反应,电极表面或涂层不易发生龟裂;抗腐蚀能力强,不易被氧化,不易在电极表面形成沉积物。（3）电极材料容易加工,易于拆换，可根据实际需要设计阳极大小。（4）采用平板式复极式电极，插卡式电解槽，具有较好的流体力学性能，设备易于制备和维护，成本低廉，使用寿命长。

技术指标

（1）设备核心设备为电源与电极片阵列。（2）该技术电源为在直流电源的基础上引进了脉冲功能的脉冲电源，具有如下特点：水处理效率明显高于直流电解；中、低频率（50～100Hz）；占空比（0.2～0.4）、电流（0～2A）和电压（5～20V）可调；功率适用。（3）电极阵列采用可供工业化应用的复极式“电催化氧化掺杂钛基金属电极”，尺寸0.5×1.0m（非标准尺寸，可按需制备）。（4）对于低浓度氨氮去除率达到90%以上。

应用范围及前景

适用于农村生活污水、面源污染、工业废水、市政废水等污染水体治理。该技术已在武汉、昆明等地的3个项目（工程）中推广应用，并销售了3台根据需求尺寸定制的“电化学一体化氨氮去除装置”。该技术既可以应用于科学研究又可以服务于生产实践，操作简单，无需加药装置，深受业主好评，有望做进一步推广。典型应用案例：案例1：滇池水处理技术研究项目。该项目为自然科学基金项目，属于开展理论探索的基础科学研究类项目，应用本技术对滇池水在实验室进行深度处理，实现了对滇池水小体积化处理，氨氮含量大幅降低，为进一步有效治理滇池水源提供了直接有效的技术支撑。案例2：矿井水绿色节能及资源化综合利用项目。该项目为杭州馨佳源环保科技有限公司合作项目，为更好地实行对某矿厂的矿井水处理而引进的中试项目。本技术通过电化学高级氧化去除技术，有效去除了矿井水中的污染物，对小体积难处理污水处理效果较好，成为海天环境矿井水绿色节能技术及资源综合利用工艺路线的一部分。案例3：北太子湖水生态治理项目。该项目为武汉绿丰环保有限公司合作项目，项目执行期利用本装置和技术对北太子湖公园水体进行净化，有效地降低水体中有机污染物含量，提升水体水质。

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李昊

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水利委员会长江科学院

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