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摘 要：在城市发展与建设的过程中，污水处理始终是影响城市环境的一个难题。城市污水的来源是多方面，有生活污水，有工厂生产中所产生的污水等，这些污水如果不得到及时有效的处理，将会影响城市生态环境的稳定与安全。随着城市污水处理系统的日臻完善，采用电化学脱氮技术可以有效的促进污水处理水平的提升，本文将重点对这一处理技术进行讨论，希望其在今后的污水处理中得到广泛应用。
关键词：污水处理；深度脱氮；催化；电氧化
我国城市在建设的过程中，难以避免的会出现污水，给城市环境造成影响。但是如果能够对其进行及时有效的处理，那么污水就不会对环境产生太大影响，因此选取适当的污水处理技术显得尤为重要。随着当前科学技术的进一步创新，污水处理技术也得到了进一步的完善，过去主要是采用脱离氨氮的方式对污水进行处理，虽然具有一定的效果，但是水中总氮的含量仍然偏高。而采用臭氧活性炭吸附的处理方式虽然具有理想的效果，但是这一技术的可应用范围受到材料限制，不能得到广泛的应用。而采用电化学的处理方式则可以有效的实现污水的处理，值得在城市污水处理中推广使用。
1 电化学脱氮技术方法的应用试验
为了更好的介绍电化学脱氮技术的污水处理效果，本文采用试验分析的方法进行研究。首先了进行相关的试验。试验前，选取某市污水处理厂为试验地点，其所产生的尾水是主要的试验用水，该厂的出水情况符合国家的相关标准，因此具有试验的资质。在选用试验器材方面，主要的材质为PE，将内部电极电位调节到1.6-1.8V的位置上，并且所选用的电极具有较强的电催化与氧化的能力，因此具有较长的使用寿命。将电极板交错排列并放置在一起，每一个阴极的电极板与阳极的电极板之间的距离为5cm，在电极板之间填充上相应的填料，如活性炭、铜铁等金属颗粒，使其能够在内部产生催化作用，在污水处理运行的过程中，污水就会通过反应器的下端逐渐进入到电极板中并且溢流而出。
本试验是一个连续的过程，其中不能出现间断的现象，因为这样会影响最终的效果。所以在处理时，要将水量控制在5-10m3·d-1。事先将试验的相关装置放置在规定的位置上，并且将催化材料放进原水中浸泡，浸泡一段时间后将其取出，这样做的目的是将吸附作用降到最低，并且保持应用的效果，然后接通电源，电源要保持直流并且稳定的供电，将输出电压进行调整，保持在预定值上。对尾水进行调节，在通过水泵后进行流量的计算，观察催化电氧反应，并在反应器中读取相关的数据，取出试验样品，通过反应器对其中的相关数据进行分析，尤其是要注意总氮的含量，这样就可以通过反应器观察出总氮的处理效果是否达到规定的标准。
在对水质进行处理的过程中，需要遵循相应的指标以及方法。具体的方法可以按照我国对污水的监测方法得以实现，并且相应的指标在其中也具有明显的体现，常见的一些方法有纳氏试剂光度法等，根据不同的情况采用不同的处理技术才能达到理想的处理效果。
2 试验过程分析
通过对试验中相关数据的分析可知，电流密度与总氮的含量具有直接的关系，在试验的过程中，因为阳极上的电流密度直接影响着电化学还原反应的效果，如果将尾水的流量调节至6m3·d-1，此时的PH值为6.0，反应器之间的阴阳极距离仍为5cm，这时污水中所含有的总氮量达到23.5mg·L-1，在试验中每隔12h对数据进行一次记录，并且对总氮的含量进行进一步的评估，在总氮去除的过程中，电流的密度是不断变化着的，并且随着密度的增大，所产生的效果就愈发明显，产生这一效果的主要原因是催化填料会在这一过程中产生催化与氧化的反应，使得还原性得到进一步的提升，氨氮在这种情况下就会逐渐转变为氮气。
除了电流密度的影响外，PH值也会对总氮的含量产生一定的影响，在对总氮进行去除的过程中，出水PH值也会产生不同程度的影响，这时如果在尾水中加入适量的酸性物质或碱性物质，就会对尾水的PH值造成不同的效果，所以将其控制在2-10的酸碱度之间，其他的情况的如上文中所论述的条件一致，这时令反应器继续运行，就可以明显的观察出PH值与总氮含量之间的变化，进而得出酸性的条件下，总氮能够得到更为有效的去除。
水力停留时间对总氮含量的影响。在试验的过程中，始终将反应器极板电流的密度保持为32.67mA·cm-2，将进水PH值保持在6.25-7.02范围内，总氮的平均值则保持为26.40mg·L-1，反应器极板之间的距离仍为5cm，然后调整进水量，以实际的进水量与反应器的有效体积确定出水力停留的时间为15min，30min，60min，120min，并定时进行取样分析，其结果如图1所示。
由图1可知，总氮的平均去除量是随着水力停留时间的增大而不断增大的，这也就表明总氮的去除并不是瞬时发生的，而是需要实现的过程，水力停留时间的增大，使水中的污染物质和固体催化填料的接触更加充分，并且在电场中停留的时间也更长，进而使污染物质的氧化分解可能性大大增强。所以，在一定程度上对水力停留时间进行提高，对处理效果更为有利。但是如果水力停留的时间过长，就会出现副反应加剧的现象，同时还会引起电流效率的降低，在一定程度上造成浪费，而且水力停留的时间如果超过了一小时，那么总氮的去除量就会逐渐趋于稳定，所以水力停留时间定为30min最为合适。
3 试验结论
通过催化-电化学脱氮技术对污水厂尾水的处理试验中的内容得知，在电流密度为32.67mA·cm-2、进水PH值为6.25-7.02、水力停留时间为30min时，对尾水中的总氮有较好的去除效果，总氮可以从26.40mg·L-1降至11.91mg·L-1，总氮可以从18.03mg·L-1降至4.90mg·L-1，去除率可以达到54.9%和72.80%。一定电流密度下总氮的降解过程符合二级反应。污水的酸碱度对反应器出水的PH值影响较小，出水水质偏中性，因此无须调节反应器进水的PH值。催化-电化学脱氮技术对污水的脱氮首先表现出对氨氮的去除，是氨氮在反应器内固体催化颗粒填料的催化作用下首先转化成氨氮，然后再进一步转化成氮气的过程。催化-电化学脱氮技术可实现污水在低碳氮比条件下的高效脱氮。
结束语
近年来，电化学作为污水处理的高级氧化技术，已得到高度关注。因其电解过程中产生的强氧化剂和阴阳电极的氧化还原反应而可高效去除污水中的污染物。但电化学技术对城市污水的脱氮处理研究鲜有报道，本文利用一种新型的电化学氧化技术，可使城市污水中总氮含量进一步脱除。综上所述，催化电化学脱氮技术能够对城市污水进行深度的脱氮处理，而且其脱氮效果好，应用范围广，是一种可以大力推广的污水脱氮处理技术。
参考文献
[1]高超，王启山，夏海燕.国内外高级氧化技术降解含酚废水的研究进展[J].工业水处理，2011（5）.
[2]丛燕青，伏芳霞，马香娟，黄文英，任华海，丁梦婕，张荣荣.吸附-电催化联合处理苯酚废水及动力学[J].化工学报，2010（11）.
[3]邱凌峰，倪尔灵.电催化氧化阳极制备及其降酚特性[J].环境化学，2010（6）.
关键词：污水处理；深度脱氮；催化；电氧化
我国城市在建设的过程中，难以避免的会出现污水，给城市环境造成影响。但是如果能够对其进行及时有效的处理，那么污水就不会对环境产生太大影响，因此选取适当的污水处理技术显得尤为重要。随着当前科学技术的进一步创新，污水处理技术也得到了进一步的完善，过去主要是采用脱离氨氮的方式对污水进行处理，虽然具有一定的效果，但是水中总氮的含量仍然偏高。而采用臭氧活性炭吸附的处理方式虽然具有理想的效果，但是这一技术的可应用范围受到材料限制，不能得到广泛的应用。而采用电化学的处理方式则可以有效的实现污水的处理，值得在城市污水处理中推广使用。
1 电化学脱氮技术方法的应用试验
为了更好的介绍电化学脱氮技术的污水处理效果，本文采用试验分析的方法进行研究。首先了进行相关的试验。试验前，选取某市污水处理厂为试验地点，其所产生的尾水是主要的试验用水，该厂的出水情况符合国家的相关标准，因此具有试验的资质。在选用试验器材方面，主要的材质为PE，将内部电极电位调节到1.6-1.8V的位置上，并且所选用的电极具有较强的电催化与氧化的能力，因此具有较长的使用寿命。将电极板交错排列并放置在一起，每一个阴极的电极板与阳极的电极板之间的距离为5cm，在电极板之间填充上相应的填料，如活性炭、铜铁等金属颗粒，使其能够在内部产生催化作用，在污水处理运行的过程中，污水就会通过反应器的下端逐渐进入到电极板中并且溢流而出。
本试验是一个连续的过程，其中不能出现间断的现象，因为这样会影响最终的效果。所以在处理时，要将水量控制在5-10m3·d-1。事先将试验的相关装置放置在规定的位置上，并且将催化材料放进原水中浸泡，浸泡一段时间后将其取出，这样做的目的是将吸附作用降到最低，并且保持应用的效果，然后接通电源，电源要保持直流并且稳定的供电，将输出电压进行调整，保持在预定值上。对尾水进行调节，在通过水泵后进行流量的计算，观察催化电氧反应，并在反应器中读取相关的数据，取出试验样品，通过反应器对其中的相关数据进行分析，尤其是要注意总氮的含量，这样就可以通过反应器观察出总氮的处理效果是否达到规定的标准。
在对水质进行处理的过程中，需要遵循相应的指标以及方法。具体的方法可以按照我国对污水的监测方法得以实现，并且相应的指标在其中也具有明显的体现，常见的一些方法有纳氏试剂光度法等，根据不同的情况采用不同的处理技术才能达到理想的处理效果。
2 试验过程分析
通过对试验中相关数据的分析可知，电流密度与总氮的含量具有直接的关系，在试验的过程中，因为阳极上的电流密度直接影响着电化学还原反应的效果，如果将尾水的流量调节至6m3·d-1，此时的PH值为6.0，反应器之间的阴阳极距离仍为5cm，这时污水中所含有的总氮量达到23.5mg·L-1，在试验中每隔12h对数据进行一次记录，并且对总氮的含量进行进一步的评估，在总氮去除的过程中，电流的密度是不断变化着的，并且随着密度的增大，所产生的效果就愈发明显，产生这一效果的主要原因是催化填料会在这一过程中产生催化与氧化的反应，使得还原性得到进一步的提升，氨氮在这种情况下就会逐渐转变为氮气。
除了电流密度的影响外，PH值也会对总氮的含量产生一定的影响，在对总氮进行去除的过程中，出水PH值也会产生不同程度的影响，这时如果在尾水中加入适量的酸性物质或碱性物质，就会对尾水的PH值造成不同的效果，所以将其控制在2-10的酸碱度之间，其他的情况的如上文中所论述的条件一致，这时令反应器继续运行，就可以明显的观察出PH值与总氮含量之间的变化，进而得出酸性的条件下，总氮能够得到更为有效的去除。
水力停留时间对总氮含量的影响。在试验的过程中，始终将反应器极板电流的密度保持为32.67mA·cm-2，将进水PH值保持在6.25-7.02范围内，总氮的平均值则保持为26.40mg·L-1，反应器极板之间的距离仍为5cm，然后调整进水量，以实际的进水量与反应器的有效体积确定出水力停留的时间为15min，30min，60min，120min，并定时进行取样分析，其结果如图1所示。
由图1可知，总氮的平均去除量是随着水力停留时间的增大而不断增大的，这也就表明总氮的去除并不是瞬时发生的，而是需要实现的过程，水力停留时间的增大，使水中的污染物质和固体催化填料的接触更加充分，并且在电场中停留的时间也更长，进而使污染物质的氧化分解可能性大大增强。所以，在一定程度上对水力停留时间进行提高，对处理效果更为有利。但是如果水力停留的时间过长，就会出现副反应加剧的现象，同时还会引起电流效率的降低，在一定程度上造成浪费，而且水力停留的时间如果超过了一小时，那么总氮的去除量就会逐渐趋于稳定，所以水力停留时间定为30min最为合适。
3 试验结论
通过催化-电化学脱氮技术对污水厂尾水的处理试验中的内容得知，在电流密度为32.67mA·cm-2、进水PH值为6.25-7.02、水力停留时间为30min时，对尾水中的总氮有较好的去除效果，总氮可以从26.40mg·L-1降至11.91mg·L-1，总氮可以从18.03mg·L-1降至4.90mg·L-1，去除率可以达到54.9%和72.80%。一定电流密度下总氮的降解过程符合二级反应。污水的酸碱度对反应器出水的PH值影响较小，出水水质偏中性，因此无须调节反应器进水的PH值。催化-电化学脱氮技术对污水的脱氮首先表现出对氨氮的去除，是氨氮在反应器内固体催化颗粒填料的催化作用下首先转化成氨氮，然后再进一步转化成氮气的过程。催化-电化学脱氮技术可实现污水在低碳氮比条件下的高效脱氮。
结束语
近年来，电化学作为污水处理的高级氧化技术，已得到高度关注。因其电解过程中产生的强氧化剂和阴阳电极的氧化还原反应而可高效去除污水中的污染物。但电化学技术对城市污水的脱氮处理研究鲜有报道，本文利用一种新型的电化学氧化技术，可使城市污水中总氮含量进一步脱除。综上所述，催化电化学脱氮技术能够对城市污水进行深度的脱氮处理，而且其脱氮效果好，应用范围广，是一种可以大力推广的污水脱氮处理技术。
参考文献
[1]高超，王启山，夏海燕.国内外高级氧化技术降解含酚废水的研究进展[J].工业水处理，2011（5）.
[2]丛燕青，伏芳霞，马香娟，黄文英，任华海，丁梦婕，张荣荣.吸附-电催化联合处理苯酚废水及动力学[J].化工学报，2010（11）.
[3]邱凌峰，倪尔灵.电催化氧化阳极制备及其降酚特性[J].环境化学，2010（6）.