电催化处理二甲胺废水技术

有机氮(organicnitrogen，ON)一直是化工废水处理过程中的难点。目前大多通过物理法、化学法、物化法、生物处理法或上述方法的综合应用将有机氮转化成氨氮或*去除。物理吸附法的效果取决于废水中含氮有机物的分子立体结构和吸附材料的性质，但吸附材料的再生性不是很好。高级氧化法不仅能氧化废水中的大分子有机氮还能氧化生化出水中或受污染水体中的小分子有机氮，但其投资高也会在氧化过程中产生其他副产物。超临界水氧化法不仅体积小、使用范围广还在处理过程中处于全封闭状态，但是准备过程繁复，成本高。絮凝等物化法能有效去除部分有机氮，但需要投加絮凝剂及其它联合化学药剂才能达到预期效果，而且其处理效果在较大程度上受环境因素影响，因此不是去除废水中有机氮的理想选择。生化技术是目前处理污水*经济有效的方法，然而过高的有机氮被降解产生大量氨氮会抑制微生物的生长，从而进一步抑制COD(化学需氧量)的去除。如果废水中的TKN较高，则需要将生化池的水力停留时间大大延长，造成投资成本的增加。

　　电催化氧化法因其具有效率高、无污染等特点越来越受到人们的关注。研究表明电催化氧化法对废水中的无机氮有较好的去除效果。然而关于电催化氧化法去除有机氮的研究很少报道。因此本文以二甲胺溶液为模拟的实验废水，考察电解时间、初始pH、电流密度以及Cl-浓度等对电催化去除TKN的影响。

　　1、实验

　　1.1 实验材料

　　实验试剂：硫酸(分析纯)、NaOH(分析纯)、二甲胺(分析纯)和氯化钠(分析纯)。

　　电解系统：电解系统为自制电解系统，主要组成部分包括：(1)电源：直流稳压电源;(2)电解槽(有效容积250mL);(3)电极板：阳极材料为TiO2/Ru-Lr-Sn，阴极为钛板。极板长14cm，宽4cm，有效面积63.2cm2，极板间距1cm。

　　1.2 实验方法

　　电催化氧化的原理是废水中的有机物在电极表面直接被降解或者是有机物在电场作用下产生的氧化性物质的作用下被降解。电化学反应可大致分为阳极氧化、阴极还原以及两者的协同作用。本文主要讨论阳极的氧化作用，阳极的氧化可分为直接氧化和间接氧化。直接氧化也可称为电化学燃烧，有机物在阳极极板表面直接被降解成CO2、H2O和N2，间接氧化是阳极氧化废水中的某基团产生强氧化剂，废水中的有机物在此氧化剂的作用下被降解。本文电催化氧化处理有机氮废水除了阳极表面的直接氧化作用外还有阳极氧化废水中Cl-产生氧化性物质Cl2和活性氯，废水中的二甲胺在这些氧化性物质的作用下被降解。

　　实验采用二甲胺水溶液来模拟某化工厂产生的高有机氮废水，采用去离子水对二甲胺溶液进行稀释配制溶度为1500mg·L-1的水溶液，通过NaCl调节废水中Cl-浓度。TKN含量为450mg·L-1。重点探究电流密度、Cl-浓度、初始pH及电解时间对有机氮去除率的影响。

　　取250mL配制好的二甲胺溶液，用稀H2SO4或稀NaOH溶液调节pH后倒入电解槽，进行电催化氧化处理。每隔30min取样测定TKN含量。

　　在考察电催化时间的影响时，设置初始pH=6~7，Cl-浓度4000mg·L-1，电流密度15mA·cm-2。在考察初始pH影响时，设置电解时间3h，Cl-浓度4000mg·L-1，电流密度15mA·cm-2。在考察电流密度影响时，设置初始pH6-7，Cl-浓度4000mg·L-1，电解时间3h。在考察初始Cl-浓度的影响时，初始pH6-7，电解时间3h，电流密度15mA·cm-2。