海水養(yǎng)殖廢水中去除氨氮、亞硝氮和cod的裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水處理裝置與方法，特別是涉及一種海水養(yǎng)殖廢水中去除氨氮、 亞硝氮和C0D的裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)在近年來得到了迅猛的發(fā)展。大量養(yǎng)殖廢水的排放給周邊環(huán)境造成的 巨大的影響，水域環(huán)境的惡化，赤潮頻發(fā)，生態(tài)平衡和生物多樣性也遭到破壞。養(yǎng)殖水域的 水質(zhì)下降也給我國(guó)漁業(yè)經(jīng)濟(jì)帶來了巨大損失。氨氮、亞硝氮和C0D是水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中的主要 污染物，也是最難以去除的幾種物質(zhì)。目前專門針對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的技術(shù)還比較少，大都是 借鑒傳統(tǒng)污水處領(lǐng)的方法。對(duì)于海水體系來說，海水中的鹽度效應(yīng)，以及養(yǎng)殖廢水中污染結(jié) 構(gòu)與常見陸源污水的差異，增加了養(yǎng)殖廢水的處理難度。
[0003] 目前對(duì)于氨氮、亞硝氮和C0D的深度處理可以分為物理、化學(xué)和生物三類。其中，物 理處理方法主要有過濾-吸附法、離子交換法、膜處理技術(shù)、泡沫分離技術(shù);化學(xué)處理方法主 要有絮凝沉降、氧化消毒;生物處理方法主要有硝化/反硝化、活性污泥法、生物濾池等。這 幾種方法在處理養(yǎng)殖廢水時(shí)有各自的優(yōu)點(diǎn)，但也存在一定的問題，如生物法其效用不能持 久穩(wěn)定，抗不良環(huán)境沖擊能力差，化學(xué)法多數(shù)需要額外添加化學(xué)試劑，物理法中的膜處理存 在費(fèi)用高、產(chǎn)生濃水和膜污染等問題，離子交換和吸附法面臨吸附劑再生的難題。因此，仍 需要尋找一種工藝簡(jiǎn)單、處理效果好、占地面積小、可靈活操作、無二次污染和低成本的氨 氮、亞硝氮和C0D處理技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種電化學(xué)去除海水養(yǎng) 殖廢水中氨氮、亞硝氮和C0D的裝置與方法。
[0005] 為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0006] -、一種海水養(yǎng)殖廢水中去除氨氮、亞硝氮和C0D的裝置
[0007] 本發(fā)明包括蓄水池、蠕動(dòng)栗、電化學(xué)反應(yīng)器和直流穩(wěn)壓電源;蓄水池頂端設(shè)有進(jìn)水 口，進(jìn)水口與電化學(xué)反應(yīng)器上端的出水口連通，蓄水池下端設(shè)有出水口，出水口通過蠕動(dòng)栗 與電化學(xué)反應(yīng)器下端的進(jìn)水口連接；電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)裝有依次裝有陽極、雙極性電極和陰 極，陽極與直流穩(wěn)壓電源的正極連接，陰極與直流穩(wěn)壓電源的負(fù)極連接。
[0008] 所述陽極為鉑電極、摻硼金剛石電極、鈦鍍鈦鍍釕銥電極、鈦基鍍銥電極或鈦基鍍 銠電極;所述陰極為石墨電極、鈦板、摻硼金剛石電極、鈦鍍鈦鍍釕銥電極、鈦基鍍銥電極或 鈦基鍍銠電極;所述雙極性電極為摻硼金剛石電極或鈦鍍鈦鍍釕銥電極。
[0009] 所述電化學(xué)反應(yīng)器的陽極、雙極性電極和陰極均為尺寸相同的圓形平板電極。
[0010] 所述電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)部的陽極和陰極分別與直流穩(wěn)壓電源的正極和負(fù)極連接，雙 極性電極不需要用導(dǎo)線連接。
[0011] 二、一種海水養(yǎng)殖廢水中去除氨氮、亞硝氮和C0D的方法，該方法的步驟如下：
[0012] 步驟1)海水養(yǎng)殖廢水中排出的廢水收集后進(jìn)入蓄水池；
[0013] 步驟2)蓄水池的出水通過蠕動(dòng)栗進(jìn)入裝有陽極、雙極性電極和陰極的電化學(xué)反應(yīng) 器中，啟動(dòng)直流穩(wěn)壓電源，進(jìn)水方式從下進(jìn)上出，電極的平行放置保證電極和水溶液的充分 均勻的接觸；
[0014] 步驟3)在電化學(xué)反應(yīng)器里，水溶液中大量的Cr在陽極被氧化成Cl2,生成的(：12溶 解到水溶液中生成H0C1，其中，HC10還電離產(chǎn)生C10-;自由氯包括C1 2、H0C1和0C1-，作為強(qiáng)氧 化劑將氨氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)?、亞硝氮轉(zhuǎn)化成硝氮，并去除C0D，即完成電化學(xué)氧化去除海水養(yǎng)殖 廢水中氨氮、亞硝氮和C0D。
[0015] 步驟1)中所述海水養(yǎng)殖廢水，其中，氨氮濃度0 . l-10mg/L，亞硝氮濃度0. l-80mg/ L，C0D為5-50mg/L。
[0016] 步驟2)中所述電化學(xué)反應(yīng)器中循環(huán)流量為lL/min，電流密度為0.5-10mA/cm2,極 板面積為10-100 cm2，極板間距均為1 -5 cm，水力停留時(shí)間為10-40mi η。
[0017] 與傳統(tǒng)海水養(yǎng)殖廢水處理方法相比，如過濾-吸附法、離子交換法、膜處理技術(shù)、活 性污泥和生物濾池等相比，本發(fā)明的具有的有益效果是：
[0018] (1)不需要外加化學(xué)藥劑，可大幅降降低處理成本；
[0019] (2)自由氯(C12、HC10和C10-)在陽極持續(xù)原位產(chǎn)生，提高了安全性能；
[0020] (3)處理過程清潔、快速，不會(huì)產(chǎn)生污泥以及二次污染；
[0021 ] (4)氨氮、亞硝氮和C0D的去除速率快，效率高；
[0022] (5)只需要控制電流大小，易于控制；
[0023] (6)裝置簡(jiǎn)單，便于操作和維修。
[0024]可見，本發(fā)明是處理海水養(yǎng)殖廢水中氨氮、亞硝氮和C0D的一種高效技術(shù)，具有良 好的發(fā)展前景。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖2為本發(fā)明中的電化學(xué)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖。
[0027] 圖中標(biāo)記說明：1、蓄水池;2、蠕動(dòng)栗;3、電化學(xué)反應(yīng)器;4、直流穩(wěn)壓電源;5、陽極； 6、陰極;7、雙極性電極。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0029] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明包括蓄水池1、蠕動(dòng)栗2、電化學(xué)反應(yīng)器3和直流穩(wěn)壓電源 4;蓄水池1頂端設(shè)有進(jìn)水口，進(jìn)水口與電化學(xué)反應(yīng)器3上端的出水口連通，蓄水池1下端設(shè)有 出水口，出水口通過蠕動(dòng)栗2與電化學(xué)反應(yīng)器3下端的進(jìn)水口連接；電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)裝有依 次裝有陽極5、雙極性電極7和陰極6,陽極5與直流穩(wěn)壓電源4的正極連接，陰極6與直流穩(wěn)壓 電源4的負(fù)極連接。
[0030] 所述陽極5為鉑電極、摻硼金剛石電極、鈦鍍鈦鍍釕銥電極、鈦基鍍銥電極或鈦基 鍍銠電極;所述陰極6為石墨電極、鈦板、摻硼金剛石電極、鈦鍍鈦鍍釕銥電極、鈦基鍍銥電 極或鈦基鍍銠電極;所述雙極性電極7為摻硼金剛石電極或鈦鍍鈦鍍釕銥電極。
[0031] 所述電化學(xué)反應(yīng)器3的陽極5、雙極性電極7和陰極6均為尺寸相同的圓形平板電 極。
[0032] 所述電化學(xué)反應(yīng)器3內(nèi)部的陽極5和陰極6分別與直流穩(wěn)壓電源4的正極和負(fù)極連 接，雙極性電極7不需要用導(dǎo)線連接。
[0033]本發(fā)明的原理為：
[0034] 在直流電場(chǎng)中，水體中的氯離子(cr)在陽極被氧化生成Cl2,生成的Cl2溶解在水 體中生成HC10,其中，HC10還電離產(chǎn)生C10_，反應(yīng)方程式如下：
[0035] 2Cl--Cl2+2e-
[0036] Cl2+H2O^HOCl+H++Cr
[0037] H0C1-H++0C1-
[0038] 因?yàn)樽杂陕?包括C12、H0C1和ocr)是強(qiáng)氧化劑，所以可以快速氧化去除水體中的 氨氮、亞硝氮和C0D。
[0039] 各實(shí)施例中所述待處理水體，均為取自山東煙臺(tái)牟平海水養(yǎng)殖場(chǎng)。各實(shí)施例中氨 氮、亞硝氮和C0D的初始濃度分別控制在0.1-1〇1^/1、0.1-8〇1^/1和5-5〇11^/1范圍內(nèi)，涵蓋 了一般海水養(yǎng)殖場(chǎng)中氨氮、亞硝氮和C0D的濃度范圍。
[0040] 實(shí)施例1
[0041] 結(jié)合圖1和圖2所示，電化學(xué)去除海水