一种基于双面阴极处理含氮有机废水的电化学系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于双面阴极处理含氮有机废水的电化学系统及方法，包括反应器、曝气装置、电源、阳极、双面阴极，双面阴极通过双面轧制涂覆工艺负载功能催化剂制备而成。本发明专利技术在无需外源投加铁离子及H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;的条件下，双面阴极中具有电催化降解功能的一侧通过两电子的氧气还原反应和电芬顿过程原位产生·OH，实现有机污染物的高效降解；同时，NO3<supgt;‑</supgt;在DSA和双面阴极中具有脱氮功能一侧的协同作用下可转化为N<subgt;2</subgt;排出，实现了有机污染物和总氮的同步去除，本发明专利技术将脱氮和电催化降解两个功能集成于单个阴极中，更加紧凑且高效，提高了电流效率和传质效率，减少了系统的复杂性和占地面积，降低了能耗与运行成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电化学系统，具体涉及一种基于双面阴极处理含氮有机废水的电化学系统与方法。

技术介绍

1、随着我国工业现代化的快速推进，国家对工业废水排放标准的日益严格，对工业废水处理技术提出了更为严苛的要求。然而，工业废水因其成分复杂多变和污染物浓度波动大等特性，处理难度极高，成为了水处理领域的一大难题。

2、工业废水与生活污水相比，特别是来自化工、制药、印染及畜禽养殖等行业的废水，其化学需氧量(cod)值较高，并含有高浓度的硝酸盐。其中，cod主要由难以生物降解的有机物构成；而硝酸盐则是由于水中硝化细菌的作用，将含氮化合物及氨氮转化为硝态氮并富集于水体中。这些特性使得工业废水处理变得尤为困难。传统的废水处理方法在处理工业废水时往往效果有限，难以达到排放标准。因此，如何有效去除工业废水中的难降解有机物和高浓度硝酸盐，成为当前水污染控制与修复领域亟待解决的关键问题。

3、相关技术中，申请号为cn202310392806.9、名称为一种同步减污降碳脱氮除磷三维电催化处理装置及工艺。公开了一种同步减污降碳脱氮除磷三维电催化处理装置及工艺，涉本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于双面阴极处理含氮有机废水的电化学系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于双面阴极处理含氮有机废水的电化学系统，其特征在于，所述阳极与所述双面阴极的间距保持在1-5cm之间。

3.如权利要求1所述的基于双面阴极处理含氮有机废水的电化学系统，其特征在于，所述双面电极由具有脱氮功能的第一催化剂材料、具有电催化降解功能的第二催化剂材料和电极基底制备而成；其中，电极基底的第一侧面通过负载具有脱氮功能的催化剂材料以形成第一阴极，所述电极基底的第一侧面通过负载具有电催化降解功能的催化剂材料以形成第二阴极；第一催化剂材料和第二催化剂材料均包含导电粘结剂。<...

【技术特征摘要】

1.一种基于双面阴极处理含氮有机废水的电化学系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于双面阴极处理含氮有机废水的电化学系统，其特征在于，所述阳极与所述双面阴极的间距保持在1-5cm之间。

3.如权利要求1所述的基于双面阴极处理含氮有机废水的电化学系统，其特征在于，所述双面电极由具有脱氮功能的第一催化剂材料、具有电催化降解功能的第二催化剂材料和电极基底制备而成；其中，电极基底的第一侧面通过负载具有脱氮功能的催化剂材料以形成第一阴极，所述电极基底的第一侧面通过负载具有电催化降解功能的催化剂材料以形成第二阴极；第一催化剂材料和第二催化剂材料均包含导电粘结剂。

4.如权利要求3所述的基于双面阴极处理含氮有机废水的电化学系统，其特征在于，所述双面电极的制备方法，采用卷对卷涂覆辊轧系统；包括以下步骤：

5.如权利要求3所述的基于双面阴极处理含氮有机废水的电化学系统，其特征在于，具有脱氮功能的催化剂材料包括pd、pt、ru、ag、au、fe、co、ni和cu中的任意一种或至少两种的组合；

6.如权利要求1所述的基于双面阴极处理含氮有机废水的电化学系统，其特征在于，所述阳极为涂层钛板/网阳极，涂层包括pt、iro2、ruo2、ti4o7、ta2o5、pbo2、sno2和sb2o5中的任意一种或至少两种的组合。

7.如权利要求4所述的基于双面阴极处理含氮有机废水的电化学系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超，邹祥伟，孙连鹏，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：