本實(shí)用新型屬于污水或廢水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種氨氮廢水處理裝置。
背景技術(shù)：
氨氮是構(gòu)成環(huán)境中氮循環(huán)的組分之一，水體中氨氮是指以游離氨(NH3)和銨鹽(NH4+)形式存在的氮。水中的氨氮可以在一定條件下轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，這是一種強(qiáng)致癌物質(zhì)，如果長(zhǎng)期飲用，水中的亞硝酸鹽將和蛋白質(zhì)結(jié)合形成亞硝胺，對(duì)人體健康造成極大損害。氨氮對(duì)水生物起危害作用的主要是游離氨，其毒性比銨鹽大幾十倍，并隨堿性的增強(qiáng)而增大。
現(xiàn)有的氨氮廢水處理方法有生物法、吹脫法、折點(diǎn)加氯法。
生物法是在微生物的作用下，將有機(jī)氮和氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N2和NxO氣體。該方法存在的問(wèn)題是：①只能處理低濃度的氨氮的廢水，對(duì)于高濃度的氨氮廢水處理效果差；②微生物對(duì)環(huán)境因素要求苛刻，廢水中有些物質(zhì)(如重金屬離子)對(duì)微生物的活性及繁殖有抑制作用；③硝化反硝化所需時(shí)間較長(zhǎng)，硝化過(guò)程所需的氧氣量大，曝氣時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，對(duì)于某些缺乏有機(jī)物的無(wú)機(jī)廢水需要另加碳源，增加了處理成本；④反硝化過(guò)程復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用時(shí)不易控制，有時(shí)廢水中缺乏足夠的COD(電子供給體)將亞硝酸鹽(NO2-)和硝酸鹽(NO3-)反硝化成N2排入大氣，容易造成排放水中NO2-、NO3-的殘留，同樣對(duì)環(huán)境造成污染。
吹脫法主要用于處理高濃度的氨氮廢水，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，可以回收氨，但也存在很多缺陷：①對(duì)于低濃度的氨氮廢水處理效果差，原因是廢水中氨氮濃度過(guò)低，導(dǎo)致氨氮難以游離氨形式從水溶液中脫離；②吹脫氣體(氨氣)存在回收問(wèn)題，容易對(duì)大氣造成二次污染；③吹脫效率有限，吹脫處理后的廢水仍含有少量氨，需進(jìn)一步處理，增加了處理成本；④溫度影響大，低于0℃時(shí)，氨吹脫塔基本上無(wú)法工作，吹脫前需要加堿把廢水的pH值調(diào)高，吹脫后又須加酸把pH值調(diào)地，因此藥劑消耗大；⑤工業(yè)上一般用石灰調(diào)整pH值，很容易在水中形成碳酸鈣垢而在填料上沉積，可使塔板完全堵塞；④吹脫時(shí)所需空氣量較大，因此動(dòng)力消耗大、運(yùn)行成本高。
折點(diǎn)加氯法是投加過(guò)量的活性氯和次氯酸鈉，使廢水中氨完全氧化為氮?dú)獾姆椒?。折點(diǎn)加氯法只適合用于低濃度氨氮廢水，對(duì)液氯安全使用和儲(chǔ)存要求高，處理成本高，殘余氯、副產(chǎn)物氯胺和氯代有機(jī)物會(huì)造成二次污染。
因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種氨氮廢水處理裝置，旨在解決現(xiàn)有氨氮廢水處理成本較高、效率低、存在二次污染物的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)氨氮廢水處理的低成本、高效率、無(wú)二次污染。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種氨氮廢水處理裝置，包括用于調(diào)節(jié)待處理氨氮廢水中氯離子含量達(dá)到預(yù)設(shè)值的溶液調(diào)節(jié)裝置、用于對(duì)調(diào)節(jié)氯離子含量后的氨氮廢水進(jìn)行電解處理的電解裝置及用于控制所述電解裝置中廢水溶液pH值的堿液添加裝置，所述溶液調(diào)節(jié)裝置、堿液添加裝置分別與所述電解裝置連接。
進(jìn)一步地，所述氨氮廢水處理裝置還包括用于向所述溶液調(diào)節(jié)裝置中廢水溶液提供氯離子的氯化物添加裝置，所述氯化物添加裝置與所述溶液調(diào)節(jié)裝置連接。
進(jìn)一步地，所述氨氮廢水處理裝置還包括用于儲(chǔ)存氨氮廢水，并將所述氨氮廢水排入到所述溶液調(diào)節(jié)裝置中的氨氮廢水儲(chǔ)存裝置，所述氨氮廢水儲(chǔ)存裝置與所述溶液調(diào)節(jié)裝置連接。
進(jìn)一步地，所述電解裝置包括陽(yáng)極板和陰極板，所述陰極板和陽(yáng)極板并排排列。
進(jìn)一步地，所述電解裝置包括出氣口和出水口。
進(jìn)一步地，所述氨氮廢水處理裝置還包括用于對(duì)所述電解裝置產(chǎn)生的氣體進(jìn)行處理的廢氣處理裝置，所述廢氣處理裝置與所述出氣口連接。
進(jìn)一步地，所述電解裝置為循環(huán)電解槽，所述循環(huán)電解槽包括循環(huán)缸，所述循環(huán)缸內(nèi)設(shè)有用于探測(cè)所述循環(huán)缸中溶液的pH值的pH探頭。
進(jìn)一步地，所述循環(huán)缸內(nèi)設(shè)有用于檢測(cè)所述循環(huán)缸中溶液的氨氮含量的氨氮檢測(cè)裝置。
進(jìn)一步地，所述循環(huán)缸內(nèi)設(shè)有用于對(duì)所述循環(huán)缸中溶液的溫度進(jìn)行測(cè)定的溫度計(jì)。
進(jìn)一步地，所述循環(huán)缸內(nèi)設(shè)有用于對(duì)所述循環(huán)缸中溶液進(jìn)行冷卻的冷卻裝置。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：本實(shí)用新型提供的氨氮廢水處理裝置，利用電解裝置對(duì)氨氮廢水溶液直接進(jìn)行電催化處理，能夠適應(yīng)處理各種濃度的含氨氮廢水、且去除氨氮的效果穩(wěn)定；而且不受環(huán)境因素的制約，能量效率高，反應(yīng)條件溫和，并且設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便；在電催化處理過(guò)程中不會(huì)或極少產(chǎn)生副產(chǎn)物，氨氮廢水經(jīng)電催化氧化法轉(zhuǎn)化成的氮?dú)饪梢灾苯优欧诺酱髿庵?，不?huì)或極少產(chǎn)生二次污染；同時(shí)利用堿液添加裝置對(duì)電解裝置中的氨氮廢水的pH進(jìn)行控制，不僅使電催化過(guò)程順利進(jìn)行，而且可以保持很高的效率。此外，只需添加少量藥劑即可調(diào)節(jié)pH，避免了化學(xué)藥劑而引起的二次污染問(wèn)題，并且給廢水回收利用創(chuàng)造了有利條件。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的氨氮廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
如圖1所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種氨氮廢水處理裝置100，包括用于調(diào)節(jié)待處理氨氮廢水中氯離子含量達(dá)到預(yù)設(shè)值的溶液調(diào)節(jié)裝置1、用于對(duì)調(diào)節(jié)氯離子含量后的氨氮廢水進(jìn)行電解處理的電解裝置3及用于控制電解裝置3中廢水溶液pH值的堿液添加裝置2，溶液調(diào)節(jié)裝置1、堿液添加裝置2分別與電解裝置3連接。
本實(shí)施例提供的氨氮廢水處理裝置100，利用堿液添加裝置2控制電解裝置3中廢水溶液的pH值，利用電解裝置3對(duì)氨氮廢水溶液直接進(jìn)行電解處理即電催化處理，所述電催化過(guò)程為：
利用外加電場(chǎng)的作用，使氨氮直接在陽(yáng)極極板上發(fā)生氧化反應(yīng)(直接氧化)；或者在陽(yáng)極極板上生產(chǎn)氧化物質(zhì)進(jìn)而氧化氨氮(間接氧化)。本實(shí)施例提供的氨氮廢水處理裝置100電催化處理氨氮就是通過(guò)電極的直接氧化和間接氧化作用將氨氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)獾倪^(guò)程。
直接氧化：氮可以直接在陽(yáng)極失去3個(gè)電子被氧化成氮?dú)夂退?，其反?yīng)式如下所示：
間接氧化：氯離子首先在陽(yáng)極上被氧化為游離氯，然后溶解在水溶液中形成“活性氯”，作為強(qiáng)氧化劑與氨氮反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)?，最終使溶液氨氮得到去除，其反應(yīng)式如下所示：
2Cl-→Cl2+2e-
Cl2+H2O→HOCl+H++Cl-
2NH4++3HOCl→N2+3H2O+5H++3Cl-
本實(shí)施例提供的氨氮廢水處理裝置，利用電解裝置對(duì)氨氮廢水溶液直接進(jìn)行電催化處理，能夠適應(yīng)處理各種濃度的含氨氮廢水、且去除氨氮的效果穩(wěn)定，不受環(huán)境因素的制約；能量效率高，反應(yīng)條件溫和，并且反應(yīng)設(shè)備及操作比較簡(jiǎn)單；在電催化處理過(guò)程中不會(huì)或極少產(chǎn)生副產(chǎn)物，氨氮廢水經(jīng)電催化氧化法轉(zhuǎn)化成的氮?dú)饪梢灾苯优欧诺酱髿庵?，不?huì)或極少產(chǎn)生二次污染。同時(shí)，利用堿液添加裝置對(duì)電解裝置中的氨氮廢水的pH進(jìn)行控制，不僅使電催化過(guò)程順利進(jìn)行，而且可以保持很高的效率。此外，只需添加少量藥劑即可調(diào)節(jié)pH，避免了化學(xué)藥劑而引起的二次污染問(wèn)題，并且給廢水回收利用創(chuàng)造了有利條件。
具體地，氨氮廢水處理裝置100還包括用于向溶液調(diào)節(jié)裝置1中廢水溶液提供氯離子的氯化物添加裝置4，氯化物添加裝置4與溶液調(diào)節(jié)裝置1連接。
在本實(shí)施例提供的處理裝置100的電解處理過(guò)程中，間接電氧化起主要作用。氯化物添加裝置4為定量加料器，所述氯化物為氯化鈉、氯化鉀中的至少一種。一般許多工業(yè)氨氮廢水都含有氯離子，具體氯化物的添加量根據(jù)具體待處理氨氮廢水本身所含氯離子含量而定，使氯離子在待處理氨氮廢水中的含量保持在0.1～1％。
氨氮廢水處理裝置100還包括用于儲(chǔ)存氨氮廢水、并將所述氨氮廢水排入到溶液調(diào)節(jié)裝置1中的氨氮廢水儲(chǔ)存裝置5，氨氮廢水儲(chǔ)存裝置5與溶液調(diào)節(jié)裝置1連接。在處理過(guò)程中，氨氮廢水儲(chǔ)存裝置5中的氨氮廢水通至溶液調(diào)節(jié)裝置1中，氯化物添加裝置4向所述氨氮廢水中添加氯化物以調(diào)節(jié)氯離子含量，調(diào)節(jié)氯離子含量后的廢液排至電解裝置3中，加入堿液調(diào)節(jié)pH后進(jìn)行電解處理。
具體地，堿液添加裝置2內(nèi)置自動(dòng)添加裝置，根據(jù)循環(huán)電解槽內(nèi)氨氮廢水pH值進(jìn)行添加，控制廢水pH值在7～10，pH低于7時(shí)，堿液添加裝置2自動(dòng)往廢水中添加堿液。所述堿液可以是質(zhì)量濃度為10～30％的NaOH或KOH溶液。
具體地，電解裝置3為循環(huán)電解槽，包括循環(huán)缸及電解槽兩部分，所述循環(huán)缸內(nèi)設(shè)有用于探測(cè)所述循環(huán)缸中溶液的pH值的pH探頭；所述循環(huán)缸內(nèi)設(shè)有用于檢測(cè)所述循環(huán)缸中溶液的氨氮含量的氨氮檢測(cè)裝置；所述循環(huán)缸內(nèi)設(shè)有用于對(duì)所述循環(huán)缸中溶液的溫度進(jìn)行測(cè)定的溫度計(jì)以及用于對(duì)所述循環(huán)缸中溶液進(jìn)行冷卻的冷卻裝置。
具體地，循環(huán)缸內(nèi)溫度控制在25～35℃，以利于電催化過(guò)程的進(jìn)行。電解槽內(nèi)置2～4個(gè)小電解槽，小電解槽之間串聯(lián)連接，氨氮廢水從循環(huán)缸由磁力泵抽至電解槽，再?gòu)碾娊獠垡缌骰匮h(huán)缸形成內(nèi)部循環(huán)。
具體地，電解裝置3包括陽(yáng)極板(圖中未示出)和陰極板(圖中未示出)，所述陰極板和陽(yáng)極板并排排列；所述陰極板和陽(yáng)極板的間距為1-10mm。陽(yáng)極板材料為鈦鍍氧化銥、氧化鉭、氧化釕涂層板狀電極，陰極板材料為鈦或鈦合金板狀電極。進(jìn)行電解時(shí)，電流密度優(yōu)選為50～500A/m2。
具體地，電解裝置3包括出氣口(圖中未示出)和出水口(圖中未示出)。處理裝置3還包括用于對(duì)電解裝置3產(chǎn)生的氣體進(jìn)行處理的廢氣處理裝置6，廢氣處理裝置6與所述出氣口連接；廢氣處理裝置6對(duì)所述氣體進(jìn)行處理后排放。電解裝置6產(chǎn)生的液體經(jīng)出水口達(dá)標(biāo)后排放。
按照本實(shí)用新型實(shí)施例提供的氨氮廢水處理裝置100進(jìn)行氨氮廢水處理的步驟如下：
將待處理的氨氮廢水先儲(chǔ)存在氨氮廢水儲(chǔ)存裝置5中，后排入到溶液調(diào)節(jié)裝置1中，氯化物添加裝置4向溶液調(diào)節(jié)裝置1中廢水添加氯化鈉，以調(diào)節(jié)廢水中氯離子含量；
將調(diào)節(jié)后廢液排至電解裝置3的循環(huán)電解槽中，使用pH探頭探測(cè)循環(huán)缸中廢水的pH值，并根據(jù)探測(cè)到的pH值，利用堿液添加裝置2對(duì)廢水進(jìn)行堿液添加，控制廢水pH值；冷卻裝置對(duì)廢水進(jìn)行冷卻，保持循環(huán)缸內(nèi)溫度基本恒定；氨氮檢測(cè)裝置時(shí)刻檢測(cè)廢水中的氨氮含量；
啟動(dòng)電解裝置電源開(kāi)關(guān)，電解產(chǎn)生的氣體由出氣口排入廢氣處理裝置6中，而后排出；產(chǎn)生的液體由出水口達(dá)標(biāo)排放。待氨氮檢測(cè)裝置檢測(cè)到廢水中的氨氮含量低于標(biāo)準(zhǔn)含量時(shí)，關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。