The invention belongs to the technical field of water treatment, and discloses a device and a method for synergistic degradation of nitrate by cathode and anode. The device comprises an anode, a water inlet pipe, a cathode, a nanometer zero valent iron composite resin and a water outlet pipe. The cathode is a hollow cylinder, and the nanometer zero valent iron composite resin is evenly filled into the inner part of the cathode. The cathode and nanometer zero valent iron composite resin form the resin column; the anode is inserted into the inner space of the resin column. The method comprises the following steps: a) synthesizing nanometer zero-valent iron conductive composite resin and filling the resin into the device; b) pumping nitrate solution with chloride as electrolyte into the device by a water inlet pipe, switching on the device and applying voltage for treatment, and the treated effluent is derived from the outlet pipe. This method takes resin as carrier and nanometer zero-valent iron as catalyst to convert nitrate into nitrogen under the synergistic action of Yin and Yang, which is of great value for environmental pollution control.
【技术实现步骤摘要】
一种基于载零价铁纳米复合树脂为催化剂的阴阳两极协同降解硝酸盐的装置及方法
本专利技术属于水处理
,具体涉及一种基于载零价铁纳米复合树脂为催化剂的阴阳两极协同降解硝酸盐的装置及方法。
技术介绍
氮是维持地球上大多数生命的重要元素,水中的氮存在状态主要是离子态氮,各种形态的氮经过氮循环,最终分解、氧化产物变成硝酸盐。水中氮的化合物溶解度较大,当水中含氮化合物存在外来补充时,水中的含量可以无阻碍的增加。随着人口密度的扩大以及工农业的发展,排放越来越多的生活垃圾、城市污水、工业废水以及化肥农药的渗透,使得地下水的污染程度日益严重,硝酸盐已成为世界范围内地下水的主要污染物受硝酸盐污染的水体会威胁人体的健康,我国最新的饮用水水质标准规定硝酸盐浓度不得超过10mg/L。水中硝酸盐浓度超标不仅造成水体富营养化,更严重危害人体健康,与之最密切的健康问题就是高铁血红蛋白症。亚硝酸盐和硝酸盐与水中的胺或酞胺等反应能生成具有“三致”效应的亚硝胺或者亚硝酞胺,会诱发甲状腺、食道、肠胃等肿瘤疾病。发展起来的硝酸盐的处理方法有很多,包括生物法、物化法和电催化等,都各有优劣。电催化法以其绿色环保、无二次污染、不需外加化学试剂、设备简单、可控性好等优点在处理水体中硝酸盐中极具前景。经检索,对于电催化法去除硝酸盐,现有技术中已经公布了相关的申请案,如中国专利申请号CN200410098590.2,公开日期为2006.06.21的申请案公开了一种去除水中硝酸盐的电极和使用该电极去除水中硝酸盐的方法,其利用贵金属如钯、铂、金、铑、钌中的一种和一种非贵金属如铜、锡、铟、锌、银粒子改性活性炭纤 ...
【技术保护点】
1.一种基于载零价铁纳米复合树脂为催化剂的阴阳两极协同降解硝酸盐的装置,其特征在于:所述装置为电化学反应装置,包括阳极(2)、进水管(3)、阴极(5)、载零价铁纳米复合导电树脂(6)和出水管(7),所述的阴极(5)为中空筒体,所述的载零价铁纳米复合导电树脂(6)均匀填充至阴极(5)的内部空间,所述的阴极(5)和载零价铁纳米复合导电树脂(6)组成树脂柱;所述的阳极(2)插入至树脂柱的内部空间,所述的进水管(3)导入至树脂柱前端,出水管(7)由树脂柱后端导出。
【技术特征摘要】
1.一种基于载零价铁纳米复合树脂为催化剂的阴阳两极协同降解硝酸盐的装置,其特征在于:所述装置为电化学反应装置,包括阳极(2)、进水管(3)、阴极(5)、载零价铁纳米复合导电树脂(6)和出水管(7),所述的阴极(5)为中空筒体,所述的载零价铁纳米复合导电树脂(6)均匀填充至阴极(5)的内部空间,所述的阴极(5)和载零价铁纳米复合导电树脂(6)组成树脂柱;所述的阳极(2)插入至树脂柱的内部空间,所述的进水管(3)导入至树脂柱前端,出水管(7)由树脂柱后端导出。2.根据权利要求1所述的基于载零价铁纳米复合树脂为催化剂的阴阳两极协同降解硝酸盐的装置,其特征在于:所述装置还包括树脂柱保护层(4),所述的树脂柱保护层(4)位于阴极(5)的外层。3.根据权利要求1或2所述的基于载零价铁纳米复合树脂为催化剂的阴阳两极协同降解硝酸盐的装置,其特征在于:所述的阴极材料为金属电极、金属氧化物电极、碳素电极、金刚石电极中的任意一种;阳极为镀钌依的金属电极、金属氧化物电极、碳素电极、金刚石电极中的任意一种。4.一种基于载零价铁纳米复合树脂为催化剂的阴阳两极协同降解硝酸盐的方法,其特征在于:采用权利要求1中所述的装置进行硝酸盐降解处理,所述方法包括以下步骤:(a)、合成载零价铁纳米复合导电树脂,将树脂装填至所述装置中;(b)、将以氯盐为...
【专利技术属性】
技术研发人员:高冠道,刘振威,潘丙才,丁杰,蒲良桃,王炎峰,任志远,喻安晴,董上上,
申请(专利权)人:南京大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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