專利名稱：一種電化學(xué)法去除飲用水源中硝酸鹽的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電化學(xué)法去除飲用水源中硝酸鹽的裝置。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，許多國(guó)家的地下水都受到不同程度的硝酸鹽污染。80年代以來(lái)，我國(guó)地下水硝酸鹽污染越來(lái)越嚴(yán)重，對(duì)41個(gè)城市的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明當(dāng)時(shí)己有1/3的城市地下水中存在硝酸鹽污染問(wèn)題，一些地區(qū)污染十分嚴(yán)重。世界衛(wèi)生組織(WHO)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)制定于1984年，其對(duì)飲用水中硝酸鹽氮含量的指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)為10 mg /L，推薦標(biāo)準(zhǔn)為5 mg /L0美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)為10 m g/L。我國(guó)2012年7月起正式執(zhí)行的新《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》也規(guī)定飲用水中硝酸鹽氮不得超過(guò)10 mg/L。飲用高硝酸鹽含量的地下水會(huì)給人類健康造成危害，硝酸鹽對(duì)人體的危害主要是由于其在人體內(nèi)被還原為亞硝酸鹽所引起的，這種還原作用發(fā)生在任何年齡段人體的唾液中和小于三個(gè)月嬰兒的消化道中。亞硝酸鹽能導(dǎo)致高鐵血紅蛋白癥和誘發(fā)多種癌癥，在較大劑量時(shí)還對(duì)人體血管神經(jīng)和心血管系統(tǒng)存在不良影響。對(duì)受硝酸鹽污染的飲用水凈化，主要有物理法、化學(xué)法、生物法和這些方法的復(fù)合集成法。物理處理法不具有對(duì)硝酸鹽的還原分解作用，因此該工藝最大的缺點(diǎn)就是存在廢液的排放問(wèn)題，處理不當(dāng)會(huì)造成環(huán)境的二次污染。化學(xué)處理法主要是催化還原法，反應(yīng)產(chǎn)物很難將硝酸鹽完全還原成無(wú)害的氮?dú)?，并且?huì)產(chǎn)生金屬離子、金屬氧化物或水合金屬氧化物等導(dǎo)致二次污染，所以對(duì)后續(xù)處理要求較高。目前的生物反硝化法由于地下水中的營(yíng)養(yǎng)缺乏，普遍存在處理效率低、抗負(fù)荷沖擊能力弱等缺點(diǎn)。電化學(xué)法利用電子作為潔凈的氧化還原反應(yīng)參與物，直接地或間接地進(jìn)行化學(xué)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)換，不需要象化學(xué)過(guò)程中那樣大量應(yīng)用氧化劑或還原劑；但由于電化學(xué)法還原去除硝酸鹽存在亞硝酸鹽及氨的生成問(wèn)題，迄今為止一直未得到有效的解決，限制了其實(shí)用化。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種電化學(xué)法去除飲用水源中硝酸鹽的裝置，它用電化學(xué)方法去除硝酸鹽同時(shí)，用沸石吸附電解產(chǎn)生的副產(chǎn)物氨，達(dá)到無(wú)害化去除硝酸鹽的目的。為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型提供了一種電化學(xué)法去除飲用水源中硝酸鹽的裝置，包括一個(gè)電解槽及和電解槽相連通的吸附槽；電解槽內(nèi)設(shè)置有陰極和陽(yáng)極，陰極和陽(yáng)極分別通過(guò)電線和電源連接，所述陰極為Cu/Zn電極，陽(yáng)極為T(mén)i/Ir02-Pt電極，吸附槽內(nèi)填充有沸石。所述電解槽和吸附槽之間通過(guò)一個(gè)循環(huán)管路相連通，所述循環(huán)管路上設(shè)置有蠕動(dòng)栗。陰極和陽(yáng)極之間由高分子離子交換膜隔開(kāi)，電解槽為多槽形式。[0012]所述電源為一個(gè)直流穩(wěn)壓器，其有效電壓為0-100V，有效電流為0-10A。本實(shí)用新型采用Ti/Ir02-Pt為陽(yáng)極，Cu/Zn為陰極。硝酸鹽全部去除的原理為硝酸鹽在陰極得到電子被還原生成氮?dú)?、亞硝酸鹽或氨，從而達(dá)到硝酸鹽去除的目的。本實(shí)用新型中完全去除硝酸鹽過(guò)程中的反應(yīng)式如下陰極附近NO3 + H2O + 2e = NO2 + 2 OH(I)NOf + 3H20 + 5( = 1/2N2 + 60F(2)NO2- + 5H20 + 6e_ = NH3 + 70F(3)2NCV + 4H20 + 6e_ = N2 + 80F(4)2H20 + 2e_ = H2 + 20F (副反應(yīng))(5)本實(shí)用新型的特點(diǎn)是I、本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單巧妙，制作簡(jiǎn)單、操作方便，自動(dòng)化程度高；所有的處理在連續(xù)的反應(yīng)裝置中完成；2、本實(shí)用新型裝置去除硝酸鹽的同時(shí)，使用沸石將生成的副產(chǎn)物吸附去除，達(dá)到了無(wú)害化去除硝酸鹽的目的；3、本實(shí)用新型裝置出水水質(zhì)好，抗負(fù)荷變動(dòng)能力強(qiáng)；不需沉淀裝置，可節(jié)省二次處理成本。

圖I為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型采用多槽形式的電解槽時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型提供了一種電化學(xué)法去除飲用水源中硝酸鹽的裝置，包括一個(gè)電解槽I及和電解槽相連通的吸附槽2 ;電解槽內(nèi)設(shè)置有陰極3和陽(yáng)極4，陰極和陽(yáng)極分別通過(guò)電線和電源5連接，所述陰極為Cu/Zn電極，陽(yáng)極為T(mén)i/Ir02-Pt電極，吸附槽內(nèi)填充有沸石6。所述電解槽和吸附槽之間通過(guò)一個(gè)循環(huán)管路7相連通，所述循環(huán)管路上設(shè)置有蠕動(dòng)泵8。如圖2所示，電解槽中，陰極和陽(yáng)極之間由高分子離子交換膜9隔開(kāi)，電解槽為多槽形式。所述電源為一個(gè)直流穩(wěn)壓器，其有效電壓為0-100V，有效電流為0-10A。本實(shí)用新型采用Ti/Ir02-Pt為陽(yáng)極，Cu/Zn為陰極。硝酸鹽全部去除的原理為硝酸鹽在陰極得到電子被還原生成氮?dú)狻喯跛猁}或氨，從而達(dá)到硝酸鹽去除的目的。本實(shí)用新型中，電解槽可為圓柱形、四方柱形等形狀；陰陽(yáng)電極置于電解槽中，電極間可以置放離子交換膜、電解槽為多槽形式，也可不用置放離子交換膜、電解槽成為單槽形式。電極形狀沒(méi)有特殊要求，可以是板狀、網(wǎng)狀、圓筒形或線狀等，根據(jù)需要而定。最后應(yīng)說(shuō)明的是顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中?！?br> 權(quán)利要求1.一種電化學(xué)法去除飲用水源中硝酸鹽的裝置，其特征在于包括一個(gè)電解槽及和電解槽相連通的吸附槽；電解槽內(nèi)設(shè)置有陰極和陽(yáng)極，陰極和陽(yáng)極分別通過(guò)電線和電源連接，所述陰極為Cu/Zn電極，陽(yáng)極為T(mén)i/Ir02-Pt電極，吸附槽內(nèi)填充有沸石。
2.如權(quán)利要求I所述的電化學(xué)法去除飲用水源中硝酸鹽的裝置，其特征在于所述電解槽和吸附槽之間通過(guò)一個(gè)循環(huán)管路相連通，所述循環(huán)管路上設(shè)置有蠕動(dòng)泵。
3.如權(quán)利要求2所述的電化學(xué)法去除飲用水源中硝酸鹽的裝置，其特征在于陰極和陽(yáng)極之間由高分子離子交換膜隔開(kāi)，電解槽為多槽形式。
4.如權(quán)利要求3所述的電化學(xué)法去除飲用水源中硝酸鹽的裝置，其特征在于所述電源為一個(gè)直流穩(wěn)壓器，其有效電壓為0-100V，有效電流為0-10A。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電化學(xué)法去除飲用水源中硝酸鹽的裝置，包括一個(gè)電解槽及和電解槽相連通的吸附槽；電解槽內(nèi)設(shè)置有陰極和陽(yáng)極，陰極和陽(yáng)極分別通過(guò)電線和電源連接，所述陰極為Cu/Zn電極，陽(yáng)極為T(mén)i/IrO2-Pt電極，吸附槽內(nèi)填充有沸石。本實(shí)用新型用電化學(xué)方法去除硝酸鹽同時(shí)，用沸石吸附電解產(chǎn)生的副產(chǎn)物氨，達(dá)到無(wú)害化去除硝酸鹽的目的。
文檔編號(hào)C02F9/04GK202576134SQ20122022744
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者李淼, 馮傳平 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)