电化学法处理生活污水的性能研究

洛阳理工学院毕业设计（论文）

题目电化学法处理生活污水的性能研究

姓名杨振宇

系（部）环境工程与化学系

专业环境工程

指导教师吴长航

2013 年 6 月 2 日

电化学法处理生活污水性能的研究

摘要

鉴于生活污水处理存在设备复杂、残留物浓度过高等问题，采用电化学法对生活污水进行试验研究，分析了电化学法在水处理中的反应原理，以及其具有操作简单、自动化性强、环境兼容性好等优点。实验以IrO2 - Pt / Ti惰性电极为阳极，铜片为阴极，分别考察了电流密度、极板间距、氯离子浓度对污水中氨氮去除率的影响。实验得出当电流密度为30 mA/cm2，极板间距为2 cm，氯离子浓度为200mg/L时为最佳去除工况，这时氨氮的去除率最高，达到了国家要求的生活污水二级排放标准。同时提出了电化学法处理生活污水还需要解决能耗大、工业化应用等问题。

关键词：电化学法，生活污水，去除率，氨氮

The Research on Electrochemical Treatment of Sewage

ABSTRACT

According to the problem that the sewage treatment equipment complex and residue concentration is too high, experimental study of the sewage by electrochemical method, and analyzes the principle of electrochemical reaction in water treatment, and it has simple operation, automatic strong sex, as well as good environmental compatibility. As IrO2-Pt / Ti inert electrode is for anode, copper cathode, respectively investigates the current density, plate spacing, the chloride ion concentration of ammonia nitrogen removal rate in wastewater. Experiment when the current density of 30 mA/cm2, plate spacing is 2 cm, the chloride ion concentration of 200 mg/L when is the best working condition of removing, then ammonia nitrogen removal rate is highest, up to the national request of sewage secondary emission standards. Proposed the electrochemical method deal with sewage also need to solve the problem of large energy consumption, industrial application, etc.

KEY WORDS: Electrochemical method, Sewage, Removal, NH4-N

目录

前言 (1)

第1章概述 (3)

1.1生活污水的基本概念 (3)

1.1.1生活污水的来源 (3)

1.1.2 生活污水的处理工艺及存在问题 (3)

1.1.3 生活污水的环境危害 (4)

1.2 电化学技术除污基本原理 (4)

1.2.1 电化学法去除有机物的原理 (5)

1.2.2 电化学法去除氨氮的原理 (5)

1.3 电化学法较传统方法的优势 (6)

第2章实验材料和方法 (7)

2.1 实验试剂 (7)

2.2 实验设备与装置 (7)

2.2.1 电解设备与装置 (7)

2.2.2 处理、检测仪器 (11)

2.3 主要污染物的检测标准 (11)

2.3.1 NH4-N的检测方法 (11)

2.4 试验流程 (12)

2.4.1 NH4-N标准曲线的绘制 (12)

2.4.2 电流密度对NH4-N去除效果的研究 (12)

2.4.3 极板间距对NH4-N去除效果的研究 (12)

2.4.4 氯离子浓度对NH4-N去除效果的研究 (13)

2.4.5 最佳工况的确定 (13)

第3章结果与讨论 (14)

3.1 电流密度的影响 (14)

3.2 极板间距对电解效果的影响 (15)

3.3 氯离子浓度对电解效果的影响 (16)

3.4 电解时间的影响 (16)

3.5 最佳工况下NH4-N的去除效果 (17)

结论 (18)

谢辞 (19)

外文资料翻译 ................................................... 错误！未定义书签。

前言

未经处理的生活污水随意排放会对生态环境造成严重危害，直接影响人们的身体健康和经济的可持续发展。

电化学法处理生活污水的性能研究正越来越受到人们的重视，电化学法处理生活污水具有高灵活性、无污染或污染小、经济性强、容易控制等优良特点，具有难以比拟的优越性和现实意义[1]。电化学法是污水净化处理中的一个重要发展方向，有较高的经济性和选择性等，必能为电化学在污水处理应用中开拓出更加广泛的前景。

生活污水中含有大量的氨氮，其中氨氮以水中游离氨( NH3) 和铵离子(NH4+) 形式存在的氮为主。氨氮主要来源于微生物分解生活污水中含氮有机物，化工合成氨等工业废水，以及农业排水等。目前，国内外氨氮废水处理方法主要有沸石脱氨法、吹脱法、电渗析法、膜分离法、MAP沉淀法、折点氯化法、生物脱氨法，电化学处理法等。其中电化学处理技术具有应用简单，处理效率高、二次污染小、设备不复杂等特点，所以这里采取电化学试验方法对生活污水中氨氮进行了脱氮处理。

电化学法是利用电能去除水中污染物的一种方法。在电解过程中电能转变为化学能从而实现物质的转化。阴极发生粒子与电子结合的还原反应，阳极发生粒子失去电子的氧化反应，其中氧化反应过程中释放的电子通过回路流向电源的正极。

在20世纪40年代国外就已经开始应用电化学法处理废水，但由于刚起步需要的投资较大，电量不足，运行成本较高，所以发展一直很缓慢。直到20世纪60年代，此时电力工业得到大力发展，电化学法才得以实际应用于废水处理。我国在80年代开始有关生活污水分散处理技术的论证和研究工作，这期间开发出了许多低能耗、除污能力高的装置，但由于分散技术在实际应用中还存在很多问题，因此无法得到广泛应用。这项技术的突出缺点集中表现在生物处理尤其是氮磷的去除率较低，氮磷含量过高是引起水体富营养化的罪魁祸首，如何不能有效去除氮磷则这项技术的现实应用就成了大问题。另外，目前的分散污水处理只集中在分散污水的收集、