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氨氮是引起水体富营养化的主要污染物之一,我国十二五环境保护规划将氨氮作为全国主要水污染物排放约束性控制指标,可见去除废水中的氨氮对水环境质量保护具有重要意义。本文采用沸石填料电化学反应器处理低浓度氨氮废水,研究了极板材料、电流密度、电解电压、p H、充填粒子、曝气对氨氮去除效果的影响,同时比较研究二维和三维电极对氨氮的去除效果。在此基础上对氨氮的去除机理进行了探讨,最后对实际生活污水进行了处理,得出以下主要结论:(1)沸石填料电化学反应器可以有效地去除废水中的氨氮,采用钌铱锡板、铁板和不锈钢板作为阳极,活性炭纤维、钛网、铁板和不锈钢板作为阴极,斜发沸石、载铁斜发沸石、丝光沸石和载铁丝光沸石作为充填颗粒,最佳实验条件为:采用钌铱锡涂层板(DSA)为阳极,活性炭纤维(ACF)为阴极,电流密度6 m A/cm2、电解电压20 V,p H值5,载铁斜发沸石作为填料,冲填率为240 g/L,曝气量为5 L/min、反应时间40 min,可将氨氮浓度为20 mg/L模拟废水处理到3 mg/L左右,且出水水质清澈。(2)钌铱锡阳极板和ACF阴极板的电子扫描显微镜(SEM)图表明,钌铱锡阳极板使用前后的表面涂层面貌和缺陷程度差别不大,ACF的比表面积、孔径以及孔容积大小变化不大,说明极板具有较好的化学稳定性。载铁沸石较天然沸石表面层状结构更明显,表面更粗糙,整体结构更蓬松,有利于对氨氮的吸附。(3)反应10 min后,过氧化氢的浓度可达380 g/L,反应40 min后溶液中硝酸根浓度为0.4 mg/L,初步推断溶液中的氨氮主要靠吸附和氧化作用得以去除。(4)以处理模拟氨氮废水为例,对沸石填料电化学反应器的电化学过程进行了反应动力学研究,结果显示该反应过程较好的遵循二级反应动力学,氨氮去除速率k为0.0059。(5)在最优条件下,采用沸石填料电化学反应器处理实际的生活污水,结果表明,反应40 min后,氨氮的去除率接近82%,COD的去除率为70%,出水水质达到国家城市污水处理厂一级A的排放标准(GB18918-2002),说明该工艺对生活污水中的氨氮确实有着良好的处理效果。