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环境工程学报 2025年

作者：邢思奇易娟吴旭华中科技大学环境科学与工程学院湖北华德莱节能减排科技有限公司

为解决清淤尾水总氮超标的问题，本研究开发的除氮电解器使用泡沫铜电极作为阴极，Ti/IrO2作为阳极，利用电化学作用将废水中的NH4+-N和NO3--N分别在阳极和阴极发生氧化和还原反应，最终生成氮气脱除。首先利用电化学测试极化曲线研究... 详细信息

为解决清淤尾水总氮超标的问题，本研究开发的除氮电解器使用泡沫铜电极作为阴极，Ti/IrO2作为阳极，利用电化学作用将废水中的NH4+-N和NO3--N分别在阳极和阴极发生氧化和还原反应，最终生成氮气脱除。首先利用电化学测试极化曲线研究了阴阳两极的工作电位区间和耐腐蚀性，然后在普通单室电解池中研究了支持电解质、电流密度和电导率对模拟废水中氨氮氧化的影响和去除动力学，认为当电流密度在5～50 mA·cm-2，电导率在200～1 000μS·cm-1时，氨氮的氧化遵循伪零级动力学。为改善低电导率尾水电解时能耗较高的问题，本研究改进电解池构型使用的流通式电解池压缩了两极板之间的间距，有效减少了欧姆降压，相比于单室电解槽每降低一个数量级的氨氮节省83.783%的能耗。最后，为解决过度反应导致副产物的问题，本研究采取了“顺序电解”的反应路线，并应用于真实清淤废水的处理，实现在80 min总氮浓度由28.174 mg·L-1降至0.919 mg·L-1，去除率达到95%以上，出水总氮和氨氮浓度远低于我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中一级A标准中规定的控制浓度，介于我国《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中地表水Ⅲ类至Ⅱ类水质之间。本研究证明了除氮电解器对于低电导率废水的适用性，为废水的深度脱氮提供了新的思路。

关键词：总氮去除清淤尾水电导率氨氮电氧化硝酸盐态氮电还原

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除氮电解器应用于低电导率清淤尾水的性能研究

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环境工程学报 2025年第02期 333-341页

作者：邢思奇易娟吴旭华中科技大学环境科学与工程学院湖北华德莱节能减排科技有限公司

为解决清淤尾水总氮超标的问题，本研究开发的除氮电解器使用泡沫铜电极作为阴极，Ti/IrO2作为阳极，利用电化学作用将废水中的NH4+-N和NO3--N分别在阳极和阴极发生氧化和还原反应，最终生成氮气脱除。首先利用电化学测试极化曲线研究了阴阳两极的工作电位区间和耐腐蚀性，然后在普通单室电解池中研究了支持电解质、电流密度和电导率对模拟废水中氨氮氧化的影响和去除动力学，认为当电流密度在5～50 mA·cm-2，电导率在200～1 000μS·cm-1时，氨氮的氧化遵循伪零级动力学。为改善低电导率尾水电解时能耗较高的问题，本研究改进电解池构型使用的流通式电解池压缩了两极板之间的间距，有效减少了欧姆降压，相比于单室电解槽每降低一个数量级的氨氮节省83.783%的能耗。最后，为解决过度反应导致副产物的问题，该研究采取了顺序电解的反应路线，并应用于真实清淤废水的处理，实现在80 min内总氮浓度由28.174 mg·L-1降至0.919 mg·L-1，去除率达到95%以上，出水总氮和氨氮浓度远低于我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中一级A标准中规定的控制浓度，介于我国《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中地表水Ⅲ类至Ⅱ类水质之间。本研究证明了除氮电解器对于低电导率废水的适用性，为废水的深度脱氮提供了新的思路。

关键词：总氮去除清淤尾水电导率氨氮电氧化硝酸盐态氮电还原

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