【摘 要】
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氮磷总量控制是解决水体富营养化、改善水环境质量的关键。通过磷酸铵镁沉淀法（MAP法）回收污水中氮磷备受关注,但大部分污水中NH4+-N含量远大于PO43-含量,而传统MAP工艺在实际应用中存在NH4+-N降解率较低的问题。为此,本论文提出在同一反应器内利用传统MAP法耦合电化学氧化法,构造MAP/电化学氧化法耦合工艺,通过传统MAP法的电化学沉淀脱氮和电化学氧化法的氯化脱氮两个过程去除水体中过量N
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氮磷总量控制是解决水体富营养化、改善水环境质量的关键。通过磷酸铵镁沉淀法（MAP法）回收污水中氮磷备受关注,但大部分污水中NH4+-N含量远大于PO43-含量,而传统MAP工艺在实际应用中存在NH4+-N降解率较低的问题。为此,本论文提出在同一反应器内利用传统MAP法耦合电化学氧化法,构造MAP/电化学氧化法耦合工艺,通过传统MAP法的电化学沉淀脱氮和电化学氧化法的氯化脱氮两个过程去除水体中过量NH4+-N,同时实现PO43-的高效去除。研究主要成果如下:（1）MAP/电化学氧化法耦合工艺在高效脱氮除磷和降解污染物的同步性上都具有优势,NH4+-N和PO43-降解率均在反应进行到40min时达到最高。投加Cl-能将溶液最终p H值稳定在10.2左右,抑制Mg NH4PO4·6H2O沉淀的分解,使NH4+-N降解率保持在较高水平;NH4+-N降解速率随Cl-浓度的增加而增加,Cl-浓度对PO43-的降解过程影响较小。NH4+-N的氯化脱氮过程符合一级动力学模型,电流密度的增大强化了电化学氧化反应过程,提高了NH4+-N的降解速率,但电化学氧化脱氮速率增幅随电流密度的增大逐渐降低,电流密度对PO43-的降解过程影响较小。在酸性条件下,初始p H值越高,NH4+-N的氯化脱氮速率越快,降解速率从2.151mg/min上升至5.681mg/min;在碱性条件下,NH3-N的氯化脱氮过程受到抑制,NH3-N通过吹脱反应得到降解。过高或过低的N:P都会因物料不足对电化学沉淀反应产生不利影响,影响NH4+-N和PO43-降解率,在N:P为2:1、3:1时,降解速率先慢后快,最后趋于平衡;耦合工艺在初始NH4+-N浓度为200mg/L时脱氮除磷效果最好。（2）耦合工艺对NH4+-N降解率影响程度依次为:电流密度>Cl-浓度>初始p H值>N:P>NH4+-N初始浓度;对PO43-降解率影响程度依次为:N:P>电流密度>初始p H值>NH4+-N初始浓度>Cl-浓度;耦合工艺处理氮磷废水最佳工艺条件为:N:P=3:1、初始p H=3、电流密度为15m A/cm~2、Cl-浓度为5000mg/L、NH4+-N初始浓度为200mg/L。在该实验条件下,NH4+-N、PO43-降解率达到最高,分别为91.75%、98.71%,反应时间为40min;沉淀物中Mg NH4PO4·6H2O的纯度为44.83%。（3）当电解液中不存在Cl-时,NH4+-N的降解路径为直接氧化、电化学沉淀、·OH间接氧化,电化学沉淀反应是主要降解路径;当电解液中存在Cl-时,NH4+-N的去除路径在前者的基础上增加了HCl O的间接氧化,而NH4+-N的主要降解路径为HCl O的间接氧化和电化学沉淀作用;其中电化学沉淀反应对NH4+-N降解的贡献率约为30%,N2为NH4+-N的主要氧化产物;电化学沉淀反应是PO43-的唯一降解路径,反应体系中通过牺牲Mg板提供Mg2+。
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