催化氧化法在有机胺废水深度处理中的工艺参数优化

王 为¹，郑彦清²

（1.准格尔旗应急管理局，内蒙古  鄂尔多斯  010300

2.乌兰察布市艺术学校，内蒙古  乌兰察布  012000）

摘  要：为解决高浓度有机胺废水处理难题，构建了电催化氧化实验装置，系统考察了pH值、电流密度与氯化钠投加量等关键工艺参数的影响规律，单因素实验显示pH值对处理效果影响最为显著，在pH=8时氨氮去除效果达到最佳，电流密度为30mA/cm²时能耗与效率实现最佳平衡状态，氯化钠投加量与氨氮降解速率呈现正相关的关系。连续运行实验验证了该工艺具有长期稳定性，为有机胺废水工程化处理提供了实验依据。

关键词：有机胺废水；电催化氧化；耐盐菌；工艺参数优化；深度处理

0 引言

天然气净化与化学镀镍等工业过程所产生的高盐环胺废水，具备氨氮浓度高、有机物含量大等特点，这对传统生物处理工艺构成挑战。电催化氧化技术作为新兴的高级氧化工艺，能通过电极反应产生强氧化性物质，可有效降解难生物降解的有机物，在工业废水处理领域展现出巨大潜力。不过电催化氧化工艺涉及多个操作参数，各参数间存在复杂的相互作用关系，因此深入研究电催化氧化工艺参数对有机胺废水处理效果的影响机制，建立科学的参数优化方法，对提升处理效率与降低能耗具有重要意义。

1  实验材料与方法

1.1  实验装置与废水水质

电催化氧化实验装置采用自制循环式无隔膜反应器系统，此系统由直流电源、电解反应槽、电极板组件、循环槽、循环泵以及pH自动控制系统6个核心部分构成。反应槽材质选用耐腐蚀的聚丙烯材料制成，其内部尺寸设计成150mm×100mm×100mm，有效反应容积控制在1500mL。循环槽内部尺寸为100mm×50mm×100mm，有效容积达到500mL。阳极采用Ti/RuO2-IrO，钛基涂层电极，阴极选用钛板电极，电极规格统一为100mm×95mm×1.0mm。实验废水来自某电路板企业化学镀镍漂洗工序，废水中氨氮浓度高达4201.04mg/L，镍离子浓度为145.35mg/L，pH值为9.7，呈碱性，外观呈现淡蓝色。废水中有机物成分复杂，主要包含N,N'-(2-羟乙基)哌嗪、N-羟乙基哌嗪等胺类化合物，总有机碳含量显著偏高，属于典型的高盐高氨氮难降解工业废水。

1.2 实验方法与分析

检测实验过程严格按照设定的操作程序开展，每次实验所使用的水量精确控制在2000mL，依据实验设计的要求按比例投加氯化钠作为支撑电解质，采用稀硫酸与氢氧化钠溶液对废水pH值进行精密控制，调节到预设数值后把水样加入到反应器当中。电催化氧化过程采用循环处理模式，以此确保反应体系能够充分混合。在反应过程中，以固定时间间隔从循环槽中取样并进行浓度检测。氨氮浓度的测定遵循《水质铵的测定水杨酸分光光度法》（HJ536-2009）标准，此方法具备检测精度高与重现性好的特点，镍离子浓度采用《水质镍的测定丁二酮肟分光光度法》(GB/T11910-1989）进行定量分析，分析过程中严格控制各项实验条件，以此保证检测结果的准确性和可靠性。

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