電化學(xué)技術(shù)用于源分離尿液脫氮除磷的研究.pdf

1、生活污水中氮(N)磷(P)的排放是引起湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因之一，而生活污水中的氮磷主要來(lái)自人們排放的尿液。本論文以在源分離生態(tài)排水系統(tǒng)中耦合尿液的電化學(xué)脫氮除磷技術(shù)作為研究目標(biāo)，研究了工藝參數(shù)條件對(duì)源分離尿液電化學(xué)脫氮除磷的影響，并對(duì)電絮凝除磷污泥的資源化利用進(jìn)行了研究。
　　 針對(duì)源分離尿液的除磷需求，研究了初始pH、電流密度、極水比、稀釋倍數(shù)、極板間距離、尿液水解與否等工藝條件分別對(duì)鐵電極或鋁電極電絮凝去除模擬源分離尿

2、液中磷的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，使用鐵電極或鋁電極均能較好得去除源分離尿液中的磷，且使用鐵電極時(shí)運(yùn)行成本更低。利用鐵電極除磷時(shí)，較合適的反應(yīng)條件如下：初始pH為6.0左右，電流密度為40 mA·cm2、電解時(shí)間為30 min，極水比為160 cm2·L-1，極板間距離為5.0 mm，此時(shí)對(duì)水解尿液其除磷效率可達(dá)到99.57％，合計(jì)單位除磷運(yùn)行成本約34.11元·kg-1對(duì)未水解尿液其除磷效率可達(dá)到99.41%，合計(jì)單位除磷運(yùn)行成本約16.14元

3、·kg-1。
　　 針對(duì)源分離尿液的脫氮需求，研究了初始pH、電流密度、極水比、稀釋倍數(shù)、食鹽投加量等工藝條件對(duì)釕銥化合物涂層鈦電極(Ru02-lr02-Ti02/Ti)電催化氧化脫氮的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電流密度為50 mA·cm-2、電解時(shí)間為180 min、極水比為160 cm2·L-1、極板間距離為5.0 mm時(shí)，對(duì)模擬水解后尿液中的NH4+-N去除率達(dá)到23.14%，相應(yīng)除氨氮單位電耗Zi為40.29 kWh·kg-l，

4、合計(jì)成本約32.23元.kg-1，而相同條件下，對(duì)模擬未水解尿液中的總氮(TN)去除率僅到35.71%，相應(yīng)除總氮單位電耗Zi為32.39kWh·kg-1，合計(jì)成本約25.91元·kg-1。此外，研究發(fā)現(xiàn)未水解尿液的TN去除以及水解尿液的NH4+-N去除均符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。
　　 由于單一的電絮凝技術(shù)只能脫除尿液中的磷，而單一的電催化氧化技術(shù)只能脫除尿液中的氮，因此根據(jù)前文的初步結(jié)果，將電催化氧化與電絮凝進(jìn)行組合，并研究了貯存

5、時(shí)間與食鹽投加量對(duì)組合技術(shù)去除水沖式源分離尿液與干式源分離尿液的影響。結(jié)果表明，對(duì)兩種代表性尿液來(lái)說(shuō)，貯存時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)引起總磷(TP)去除率的降低，而對(duì)于NH4+-N與TN來(lái)說(shuō)，在貯存時(shí)間為10--30 d內(nèi)時(shí)其去除率會(huì)達(dá)到一個(gè)峰值；此外，隨著食鹽投加量的增加，其TP、TN和NH4+-N去除率隨之增加，同時(shí)單位體積尿液處理成本下降。在合適的食鹽投加量下，電化學(xué)技術(shù)對(duì)水沖式未水解尿液的TP、TN和NH4+-N去除率最高分別可達(dá)94.64%