BDD电极去除废水中氨氮的反应机理

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1、第35卷第4期工业水处理Vol．35No．42015年4月IndustrialWaterTreatmentApr.，2015BDD电极去除废水中氨氮的反应机理王春荣，邱县金，李贵伟，张梦茹，惠百川（中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京100083）［摘要］采用硼掺杂金刚石（BDD）膜电极对氨氮废水进行处理，重点探讨了氨氮的氧化机理。结果表明：碱性条件下，氨氮在BDD电极上可直接氧化，其氧化率达6%。在氯离子存在条件下，氨氮氧化以间接氧化为主，氨氮去除率可达到87%，其中直接氧化率为8%，间接氧化率为79%，且在氧化过程中活性游离氯更易与氨氮发生反应

2、，转化为N2或硝酸盐，而不是转化为氯酸盐或有害的高氯酸盐。［关键词］氨氮；硼掺杂金刚石膜电极；氧化［中图分类号］X703.1［文献标识码］A［文章编号］1005-829X（2015）04-0032-04ReactionmechanismoftheremovalofammonianitrogenfromwastewaterbyBDDelectrodesWangChunrong，QiuXianjin，LiGuiwei，ZhangMengru，HuiBaichuan（SchoolofChemicalandEnvironmentalEngineering，Chin

3、aUniversityofMiningandTechnology（Beijing），Beijing100083，China）Abstract：Boro-dopeddiamond（BDD）filmelectrodeshavebeenusedforthetreatmentofammonianitrogenwastewater，andtheoxidationmechanismofammonianitrogenisinvestigatedemphatically.Theresultsshowthatunderalkalinecondition，ammonianit

4、rogencanbedirectlyoxidizedontheBDDelectrodeswithanoxidationrateof6%.Inthepresenceofchloride，ammonianitrogenoxidationismainlyindirectoxidation，andtheammonianitrogenremovingratecanreach87%，whosedirectoxidationrateis8%andindirectoxidationrate79%.And，intheprocessofoxidation，theactivef

5、reechlorineismorelikelytoreactwithammonianitrogen，andconvertintoN2ornitrate，ratherthanintochlorateorharmfulperchlorate.Keywords：ammonianitrogen；boro-dopeddiamondfilmelectrode；oxidation氨氮废水成分复杂，可生化性较差，去除方法主氯离子时NH+4-N的电化学氧化可被忽略，但游离要以折点氯化法和吹脱法等常规物化脱氮技术和生态氨氮（NH3-N）在约1.25V阳极电位下可发生直接物脱氮

6、为主，其中物化脱氮存在二次污染、处理成本氧化；当电解质中存在氯离子时，有效氯的生成使氨较高等问题，而低碳氮比条件下，生物脱氮难以较好氮的氧化效率显著提高，在碱性体系下氨氮的去除地实现对氮的去除〔1〕包括间接电化学氧化和直接电化学氧化，但以前者。电化学氧化法因具有运行成本低、效率高、无二次污染、设备简单等特点，兼具氧为主。朱艳等〔4〕采用自制PbO粉末多孔电极处理氨2化、气浮、絮凝、杀菌等作用〔2〕氮废水，发现投加氯离子能显著提高氨氮的电化学，已越来越多地用于含氨氮废水的处理。氧化速率；氯离子存在条件下，氨氮的去除主要靠电废水中氨氮的电化学氧化过程包括直接氧

7、化和催化过程产生的强氧化性·OH、HClO的作用，其去间接氧化。直接氧化是指氨氮在极板上失去电子，除率随初始pH的增大而增大。最终转化成N2去除；而间接氧化主要通过电解过程在常用的电极材料中，掺硼金刚石（BDD）薄膜中产生的羟基自由基、过氧化氢、活性氯（Cl电极是一种具有众多优良特征的新型阳极材料〔5〕2、HOCl，和OCl-其强度高、耐磨损、导热性良好、耐腐蚀性强，并具有）和过硫酸根等强氧化剂氧化氨氮并最终将其去除。褚衍洋等〔3〕采用Ti/TiO-RuO-IrO电极考电化学反应中的高析氧电位、低背景电流、良好的化222察了氨氮的直接电化学氧化及其在两种液

8、相电解质学稳定性等〔6〕，引起人们的广泛关注。BDD电极可用体系下