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　　有機(jī)氮(organicnitrogen，ON)不斷是化學(xué)工業(yè)廢水處理過程中的難點(diǎn)。目前大多經(jīng)過物理法、化學(xué)法、物化法、生物處置法或上述辦法的綜合應(yīng)用將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成氨氮或徹底去除。物理吸附法的效果取決于廢水中含氮有機(jī)物的分子平面構(gòu)造和吸附資料的性質(zhì)，但吸附資料的再生性不是很好。高級(jí)氧化法不只能氧化廢水中的大分子有機(jī)氮還能氧化生化出水中或受污染水體中的小分子有機(jī)氮，但其投資高也會(huì)在氧化過程中產(chǎn)生其他副產(chǎn)物。超臨界水氧化法不只體積小、運(yùn)用范圍廣還在處置過程中處于全封鎖狀態(tài)，但是準(zhǔn)備過程繁復(fù)，本錢高。絮凝等物化法能有效去除局部有機(jī)氮，但需求投加絮凝劑及其它結(jié)合化學(xué)藥劑才干到達(dá)預(yù)期效果，而且其處置效果在較大水平上受環(huán)境要素影響，因而不是去除廢水中有機(jī)氮的理想選擇。生化技術(shù)是目前處置污水最經(jīng)濟(jì)有效的辦法，但是過高的有機(jī)氮被降解產(chǎn)生大量氨氮會(huì)抑止微生物的生長，從而進(jìn)一步抑止COD(化學(xué)需氧量)的去除。假如廢水中的TKN較高，則需求將生化池的水力停留時(shí)間大大延長，形成投資本錢的增加。

　　電催化氧化法因其具有效率高、無污染等特性越來越遭到人們的關(guān)注。研討標(biāo)明電催化氧化法對廢水中的無機(jī)氮有較好的去除效果。但是關(guān)于電催化氧化法去除有機(jī)氮的研討很少報(bào)道。因而本文以二甲胺溶液為模仿的實(shí)驗(yàn)廢水，調(diào)查電解時(shí)間、初始pH、電流密度以及Cl-濃度等對電催化去除TKN的影響。

　　1、實(shí)驗(yàn)

　　1.1 實(shí)驗(yàn)資料

　　實(shí)驗(yàn)試劑：硫酸(剖析純)、NaOH(剖析純)、二甲胺(剖析純)和氯化鈉(剖析純)。

　　電解系統(tǒng)：電解系統(tǒng)為自制電解系統(tǒng)，主要組成局部包括：(1)電源：直流穩(wěn)壓電源;(2)電解槽(有效容積250mL);(3)電極板：陽極資料為TiO2/Ru-Lr-Sn，陰極為鈦板。極板長14cm，寬4cm，有效面積63.2cm2，極板間距1cm。

　　1.2 實(shí)驗(yàn)辦法

　　電催化氧化的原理是廢水中的有機(jī)物在電極外表直接被降解或者是有機(jī)物在電場作用下產(chǎn)生的氧化性物質(zhì)的作用下被降解。電化學(xué)反響可大致分為陽極氧化、陰極復(fù)原以及兩者的協(xié)同作用。本文主要討論陽極的氧化作用，陽極的氧化可分為直接氧化和間接氧化。直接氧化也可稱為電化學(xué)熄滅，有機(jī)物在陽極極板外表直接被降解成CO2、H2O和N2，間接氧化是陽極氧化廢水中的某基團(tuán)產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑，廢水中的有機(jī)物在此氧化劑的作用下被降解。本文電催化氧化處置有機(jī)氮廢水除了陽極外表的直接氧化作用外還有陽極氧化廢水中Cl-產(chǎn)生氧化性物質(zhì)Cl2和活性氯，廢水中的二甲胺在這些氧化性物質(zhì)的作用下被降解。

　　實(shí)驗(yàn)采用二甲胺水溶液來模仿某化工廠產(chǎn)生的高有機(jī)氮廢水，采用去離子水對二甲胺溶液實(shí)行稀釋配制溶度為1500mg·L-1的水溶液，經(jīng)過NaCl調(diào)理廢水中Cl-濃度。TKN含量為450mg·L-1。重點(diǎn)探求電流密度、Cl-濃度、初始pH及電解時(shí)間對有機(jī)氮去除率的影響。

　　取250mL配制好的二甲胺溶液，用稀H2SO4或稀NaOH溶液調(diào)理pH后倒入電解槽，實(shí)行電催化氧化處置。每隔30min取樣測定TKN含量。

　　在調(diào)查電催化時(shí)間的影響時(shí)，設(shè)置初始pH=6~7，Cl-濃度4000mg·L-1，電流密度15mA·cm-2。在調(diào)查初始pH影響時(shí)，設(shè)置電解時(shí)間3h，Cl-濃度4000mg·L-1，電流密度15mA·cm-2。在調(diào)查電流密度影響時(shí)，設(shè)置初始pH6-7，Cl-濃度4000mg·L-1，電解時(shí)間3h。在調(diào)查初始Cl-濃度的影響時(shí)，初始pH6-7，電解時(shí)間3h，電流密度15mA·cm-2。

　　TKN的測定采用GB11891-89;氨氮的測定采用HJ535-2009;Cl-的測定采用GB11896-1989;pH的測定采用PHs-3C型pH計(jì)測定。

　　2、結(jié)果與討論

　　2.1 電解時(shí)間對TKN去除效果的影響

　　如圖2所示，在0~1h內(nèi)，TKN濃度隨電解時(shí)間變化明顯。在電解時(shí)間為1h時(shí)，廢水中TKN濃度由450mg·L-1降至76.8mg·L-1，TKN的去除率為82.9%。在電解時(shí)間為2h時(shí)，廢水中的TKN濃度降至32mg·L-1，此時(shí)TKN的去除率為92.9%;當(dāng)電解時(shí)間為3h時(shí)，廢水中的TKN濃度為2.8mg·L-1，TKN的去除率為99.4%。

　　結(jié)果標(biāo)明，在測試時(shí)間內(nèi)，隨著電催化氧化時(shí)間的延長，模仿廢水中TKN含量逐步降低，延長電催化氧化時(shí)間對TKN的去除具有顯著效果。

　　TKN包括有機(jī)氮和氨氮，思索二甲胺降解過程中可能會(huì)有氨氮釋放，因而實(shí)驗(yàn)過程中對氨氮含量實(shí)行了測定，測定結(jié)果為：各時(shí)段出水中氨氮含量均接近0mg·L-1，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的緣由可能是電催化過程中沒有氨氮釋放或氨氮在電催化氧化中被優(yōu)先疾速去除。

　　2.2 pH對TKN去除效果的影響

　　電催化氧化去除TKN受初始pH影響明顯，如圖3所示，在其他相同條件下，廢水pH越接近中性則電催化去除TKN速度越快。

　　當(dāng)廢水pH為7-8時(shí)，TKN的去除效果最好.經(jīng)過3h電催化氧化，TKN的濃度由450mg·L-1降至5.8mg·L-1，去除率為98.7%。當(dāng)廢水pH分別為5-6和3-4時(shí)，經(jīng)過3h電催化氧化后，溶液中TKN濃度分別為64.32mg·L-1和104.21mg·L-1。當(dāng)廢水pH為9-10和10-11時(shí)，經(jīng)過3h電催化氧化后，溶液中TKN濃度分別為111.34mg·L-1和129.54mg·L-1。

　　產(chǎn)生這種現(xiàn)象的緣由為在電催化氧化過程中，溶液的pH會(huì)影響溶液中OH-的擴(kuò)散和有效氯的存在狀態(tài)，從而影響電解去除有機(jī)氮的效果。當(dāng)溶液pH為酸性時(shí)，一方面，二甲胺在溶液中與H+分離，與游離態(tài)相比更難被氧化，另一方面，電催化氧化產(chǎn)生的氯氣更容易溢出，招致溶液中的氧化性物質(zhì)減少。當(dāng)溶液pH為堿性時(shí)，一局部次氯酸根發(fā)作歧化反響：2ClO-→Cl-+(ClO2)-，使溶液中的活性氯含量減少，影響有機(jī)氮的降解。

　　2.3 電流密度對TKN去除效果的影響

　　電流密度是電流與極板有效面積的比值，對TKN的去除具有一定的影響，本文采用的是恒流形式，在整個(gè)電催化氧化過程中電流、極板有效面積及該電壓對應(yīng)的槽電壓無明顯變化。如圖4所示，在相同電催化氧化時(shí)間條件下，電流密度越大(15~30mA·cm-2)則TKN去除效果越好.隨著電催化時(shí)間的延長，不同電流密度去除TKN的效果逐步接近。

　　當(dāng)電催化氧化時(shí)間超越1h后，20和25mA·cm-2對TKN去除的差異不大。當(dāng)電催化氧化時(shí)間超越2h后，20、25和30mA·cm-2對TKN去除的差異不大。電催化實(shí)行3h后，15、20、25和30mA·cm-2下TKN的去除率依次為94.22%、98.56%、99.38%、99.85%，不同電流密度去除TKN的差異不是很大，如表1所示。綜合思索處置效果與處置本錢，肯定電流密度最佳值為20mA·cm-2。

　　2.4 初始Cl-濃度對TKN去除效果的影響

　　初始Cl-濃度可以對電催化去除TKN產(chǎn)生影響，如圖5所示，電催化去除TKN下效果隨Cl-濃度升高而逐步加強(qiáng)。

　　從圖5可知，當(dāng)電催化實(shí)行2h以內(nèi)時(shí)，初始Cl-濃度越高對電催化去除TKN越有利，但當(dāng)初始Cl-濃度為6000mg·L-1時(shí)，電催化去除TKN的效果增加不明顯。當(dāng)初始Cl-濃度高于3000mg·L-1，電催化實(shí)行3h時(shí)，Cl-濃度大于對電催化去除TKN的促進(jìn)作用削弱至不明顯。

　　產(chǎn)生這種現(xiàn)象的緣由在于：隨著Cl-濃度的增加，溶液導(dǎo)電性加強(qiáng)，活性氯生成速率加快，當(dāng)初始Cl-濃度高于5000mg·L-1時(shí)，活性氯在一定時(shí)期內(nèi)處于過量狀態(tài)，繼續(xù)增加Cl-濃度會(huì)陽極氧化廢水中的Cl-的氧化反響過于猛烈，生成的氯氣很快逸出反響液，故TKN降解速率升高到一定水平后將不再加快。

　　從表2可知，當(dāng)廢水中TKN含量為450mg·L-1時(shí)，控制反響時(shí)間同為3h，隨著初始Cl-濃度升高，電催化對TKN的去除作用加強(qiáng)，當(dāng)初始Cl-濃度高于3000mg·L-1時(shí)，廢水中TKN已根本去除，增加初始Cl-濃度對停留時(shí)間為3h的電催化反響效果無意義。

　　依據(jù)以上討論可知，電催化時(shí)間、pH、電流密度和Cl-濃度均可以影響電催化去除TKN的效果。在3h的電催化過程中，電流密度和Cl-濃度對電催化去除TKN的影響均可以隨電催化時(shí)間的延長而弱化。固然不同pH值下電催化去除TKN的差別隨時(shí)間延長而減小，但由于電催化時(shí)間僅為3h，未能察看到明顯的趨同現(xiàn)象。

　　因而，綜合本文實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐工程需求可知，電催化時(shí)間顯著影響電催化去除TKN效果，其次為pH，電流密度和Cl-濃度對電催化的影響可經(jīng)過調(diào)整電催化時(shí)間完整或局部去除。

　　3、結(jié)論

　　本文采用自制電解系統(tǒng)對二甲胺廢水實(shí)行電催化氧化處置.實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明，采用電催化氧化技術(shù)對廢水中TKN去除效果明顯。

　　經(jīng)過對工藝參數(shù)的研討發(fā)現(xiàn)：電解3h后，溶液中的TKN濃度可由450mg·L-1最低降至2.8mg·L-1。pH為中性時(shí)，TKN去除率高于酸性和堿性。在相同的條件下，電流密度越大，TKN去除效果越好，綜合能耗和TKN的去除效果，電流密度為20mA·cm-2最為適合，此時(shí)TKN的去除率為98.56%。此外，增加溶液中的Cl-濃度能夠進(jìn)步電催化氧去除TKN的效果，且當(dāng)c(Cl-)：c(TNK)=6.67~13.33：1時(shí)，TKN去除率大于97.82%。