專利名稱：氮處理方法以及氮處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有有機態(tài)氮、亞硝酸態(tài)氮、硝酸態(tài)氮、硝酸根離子以及氨的被處理水的氮處理方法和氮處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眾所周知，河和湖的富營養(yǎng)化原因之一是因為氮化物的存在。另外，這些氮化物多存在于一般家庭生活排水和工廠排水中，是難于凈化處理的物質(zhì)，目前還沒有有效的對策。一般采用生物處理方法來處理，但是由于這種生物處理方法由兩個工序來完成即，把氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝酸態(tài)氮化物的硝化工序和把硝酸態(tài)氮轉(zhuǎn)化成氮氣的脫氮工序，因此需要兩個不同的反應槽，同時由于處理時間過慢，存在處理效率較差的問題。
另外，用這種生物處理方法時，由于必須用大容量的厭氧槽來保存脫氮細菌，導致設備建設費用過高和設備安置地面積增大等問題。而且，由于脫氮細菌受周圍的溫度環(huán)境以及其它的、被處理水中所含物質(zhì)的影響很大，特別是到了溫度較低的冬天，脫氮細菌的活動力降低，從而脫氮作用也降低，出現(xiàn)處理效率不穩(wěn)定的問題。
因此，為了解決上述的技術(shù)課題，有的方法是讓電流通過被處理水，通過氧化或還原分解，把氨、亞硝酸態(tài)氮、硝酸態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣。
然而，現(xiàn)有的利用電解的氮化物處理方法，由于存在陰極生成氨、陽極生成硝酸根離子的逆反應，從而導致處理速度延遲，并伴有除氮效率降低的不良結(jié)果。
發(fā)明概述為了解決從前的這些技術(shù)課題，本發(fā)明提倡不僅能有效地處理氮化物，而且能實現(xiàn)裝置小型化和成本降低的氮處理方法和處理系統(tǒng)。
本發(fā)明的氮處理方法是用電化學的方法來處理被處理水中的氮化物，其特征在于，在陰極和陽極之間用陽離子交換膜把陰極反應區(qū)和陽極反應區(qū)分隔開、將在陰極反應區(qū)用電化學方法處理后的被處理水和次鹵酸或者臭氧或者活性氧一起用化學方法進行處理。
本發(fā)明的氮處理方法，是用電化學方法來處理被處理水中的氮化物，在陰極和陽極之間用陽離子交換膜把陰極反應區(qū)和陽極反應區(qū)分隔開、將在陰極反應區(qū)用電化學的方法處理后的被處理水和次鹵酸或者臭氧或者活性氧一起用化學方法進行處理，因此抑制了在陽極側(cè)生成硝酸根離子的逆反應，從而在陰極反應區(qū)，能高效地生成由被處理水中的硝酸態(tài)氮轉(zhuǎn)化而成的氨態(tài)氮。另外，將在陰極反應區(qū)高效生成的氨態(tài)氮和次鹵酸或者臭氧或者活性氧一起用化學方法處理，發(fā)生氨的氧化脫氮反應，從而可以有效地除去硝酸態(tài)氮和氨態(tài)氮。
此外，同以前的例如用生物處理槽進行的氮化物處理方法相比，由于用電化學方法和化學方法實現(xiàn)了對氮的處理，從而能顯著地將氮處理裝置小型化，同時也削減了費用。
此外，本發(fā)明的氮處理方法，其特征還在于，構(gòu)成陰極的金屬材料為，含有元素周期表第Ib族或者第IIb族元素的導體或者是將這些族元素包覆導體所得的材料。
根據(jù)本發(fā)明的氮化物處理方法，由于構(gòu)成陰極的金屬材料為含有元素周期表第Ib族或第IIb族元素的導電體或?qū)⑦@些族元素包覆導體所得的材料，從而能促進被處理水中的硝酸態(tài)的氮向亞硝酸態(tài)的氮和氨轉(zhuǎn)變的還原反應，能縮短還原反應所需要的時間和除去低濃度的氮化物。
此外，本發(fā)明的氮處理方法的特征還在于，化學方法處理是通過向已在陰極反應區(qū)經(jīng)電化學方法處理過的被處理水中添加含有次鹵酸的藥劑來進行的。
本發(fā)明的氮化物處理方法，由于化學手段處理方法是由于通過向在陰極反應區(qū)經(jīng)電化學的方法處理過的被處理水中添加含有次鹵酸的藥劑來進行的，因此次鹵酸能高效地使被處理水中的氨態(tài)氮進行脫氮反應，從而能提高處理效率。
此外，本發(fā)明的氮處理方法的特征還在于，化學方法處理是通過把由放電而產(chǎn)生的臭氧氣體插入到在陰極反應區(qū)經(jīng)電化學方法處理過的被處理水中而進行的。
本發(fā)明的氮處理方法，由于化學方法處理是通過把由放電而產(chǎn)生的臭氧氣體插入到在陰極反應區(qū)經(jīng)電化學方法處理過的被處理水中而進行的，因此臭氧能高效地使被處理水中的氨態(tài)氮進行脫氮反應，從而能提高處理效率。
此外，本發(fā)明的氮處理方法的特點還在于，化學方法處理是通過將在陰極反應區(qū)經(jīng)電化學方法處理過的被處理水與含有在陽極反應區(qū)產(chǎn)生的次鹵酸或者臭氧或者活性氧的被處理水混合而進行的。
本發(fā)明的氮處理方法，由于化學方法處理是通過將在陰極反應區(qū)電化學的方法處理過的被處理水與含有在陽極反應區(qū)產(chǎn)生的次鹵酸或者臭氧或者活性氧的被處理水混合而進行的，所以能有效地使在陰極反應區(qū)生成的、含有氨的被處理水與在陽極反應區(qū)已經(jīng)生成的次鹵酸反應，從而有效地進行脫氮處理。
此外，本發(fā)明的氮處理方法的特點還在于，一邊攪拌陰極反應區(qū)內(nèi)的被處理水，一邊進行電化學方法處理。
本發(fā)明的氮處理方法，由于一邊攪拌陰極反應區(qū)內(nèi)的被處理水，一邊進行電化學方法的處理，因而使在陰極反應區(qū)內(nèi)存在的硝酸態(tài)氮化物，特別是帶負電荷的硝酸根離子與陰極的接觸概率變高，從而進一步促進硝酸根離子轉(zhuǎn)化為氨。
此外，本發(fā)明的氮處理方法的特點還在于，被處理水是經(jīng)過生物處理凈化槽處理過的水。
本發(fā)明的氮處理方法，由于被處理水是經(jīng)生物處理凈化槽處理過的水，所以用生物處理凈化槽，如活性污泥處理槽等能高度地除去COD(化學耗氧量)和BOD(生化耗氧量)等，同時在活性污泥處理槽中產(chǎn)生的菌，可以用次鹵酸和活性氧殺菌后，排水處理。
此外，本發(fā)明的氮處理方法的特點還在于，根據(jù)氮處理方法來處理被處理水中的氮化物的氮處理裝置放置在生物處理凈化槽的后段。
本發(fā)明的氮化物處理系統(tǒng)，由于使用上述的發(fā)明的氮處理方法處理被處理水中的氮化物的氮處理裝置放置在生物處理凈化槽的后段，所以用生物處理凈化槽，比如活性污泥處理槽等能高度地除去COD和BOD等，同時在活性污泥處理槽中產(chǎn)生的菌，可以用次鹵酸和活性氧殺菌后，排水處理。
附圖的簡單說明

圖1是用于實現(xiàn)本發(fā)明氮處理方法的氮處理裝置的概要說明圖。
圖2是作為其它實施例的氮處理的概要說明3是用于說明本發(fā)明第一個具體應用例的4是用于說明本發(fā)明第二個具體應用例的5是用于說明本發(fā)明第三個具體應用例的6是用于說明本發(fā)明第四個具體應用例的圖發(fā)明詳述下面根據(jù)所示的圖來詳述本發(fā)明的實施。圖1所示的是實現(xiàn)本發(fā)明的氮處理方法的氮處理裝置1的概要說明圖。本實施例的氮處理裝置1是由處理槽2組成的，處理槽2的內(nèi)部由處理室4構(gòu)成，例如用于處理一般家庭生活排水和工廠排水等中所含的氮化物。
這個處理槽2例如為矩形體，將一對至少有一部分浸泡在被處理水中的電極，即陰極6和陽極7，相對著放置在貯留在處理槽2內(nèi)的處理室4里的被處理水中。另外，在本實施例中雖然只用一對電極，但是即使用多對電極也是可行的。為了使電極間通電，在陰極6和陽極7之間設置了電源25。另外，電源25是通過在圖中沒有標出的ON/OFF進行控制的。
此外，在本實施例中所用的陰極6是由作為含有周期表第Ib族或者第IIb族中元素的導體的、銅和鋅、或銅和鐵、或者銅和鎳、或者銅和鋁的合金或者它們的燒結(jié)體構(gòu)成的。陽極7是由不溶性金屬、比如白金、銥、鈀、或者是它們的氧化物等構(gòu)成的不溶性電極或者碳電極。
在本實施例的處理室4內(nèi)部，陰極6和陽極7之間設置了陽離子交換膜9，通過這種結(jié)構(gòu)，處理室4內(nèi)被分隔成設有陰極6的陰極反應區(qū)6A和設有陽極7的陽極反應區(qū)7A。
在這個貯留槽2的陰極反應區(qū)6A一側(cè)的側(cè)壁下方有一個流入口10，該流入口10可以使前面提到的一般家庭生活排水和工廠排水等被處理水流入處理室4。為了讓前述的被處理水能導入到處理槽2，將流入口10與配管10A連接。為了控制被處理水向處理室4的流入，在配管10A上設置了控制閥10B。
另一方面，在陽極反應區(qū)7A一側(cè)的側(cè)壁的下方設置了流出口11，以便處理室4內(nèi)的被處理水能向外排放。和上述一樣，為了將處理室中的被處理水向外排放，將流出口11與配管11A相連，為了控制被處理水的排放，在配管11A上設置了控制閥11B。
此外，圖1中，在陰極反應區(qū)6A下方設置的12是用于攪拌陰極6A內(nèi)的被處理水的氣泡發(fā)生裝置。這個裝置是用前述控制裝置控制的。另外，雖然在本實施例中是以氣泡發(fā)生裝置作為攪拌手段的，除了這個方法以外，使用攪拌子構(gòu)成的攪拌裝置也是可以的。
此外，在貯留槽2上方設置的13是用來搬送被處理水的電動泵，其將陰極反應區(qū)6A內(nèi)的被處理水搬送到陽極反應區(qū)7A。電動泵13是由前述控制裝置控制的。
根據(jù)上述的構(gòu)造組成，前面提到的控制裝置，在開放控制閥10B的同時，關(guān)閉控制閥11B，將含有作為氮化物的硝酸態(tài)氮的被處理水貯留在處理室4的陰極反應區(qū)6A中。另外，此時在陽極反應區(qū)7A內(nèi)貯留著能使陽極7通電的液體，例如同樣的被處理水或者水道水等。
在陰極反應區(qū)6A內(nèi)被貯留的被處理水達到所定的水位時，控制裝置關(guān)閉控制閥10B、電源25置于ON、向陰極6和陽極7通電。通過這些操作，被處理水中的含硝酸態(tài)氮的硝酸根離子在陰極反應區(qū)6A中通過電解的電化學方法發(fā)生還原反應轉(zhuǎn)化成為同樣含硝酸態(tài)氮的亞硝酸根離子(反應A)。硝酸根離子還原而生成的亞硝酸根離子發(fā)生進一步的還原反應，轉(zhuǎn)化為含氨態(tài)氮的氨(反應B)。反應A和反應B如下所示。
反應式A
反應式B
此外，在本實施例中的陰極6由于是由作為含有周期表第Ib族或者第IIb族中元素的導體的銅和鋅、或者銅和鐵、或者銅和鎳、或者銅和鋁的合金或者它們的燒結(jié)體構(gòu)成的，所以能促進被處理水中的硝酸態(tài)的氮向亞硝酸態(tài)氮和氨轉(zhuǎn)化的還原反應，能縮短還原反應所需要的時間，以及能除去低濃度的氮化物。
此時，由于陰極反應區(qū)6A和陽極反應區(qū)7A是用陽離子交換膜9分隔開的，在陰極反應區(qū)6A內(nèi)存在的帶負電荷的硝酸根離子被吸引到陽極7，而陰極6上硝酸根離子轉(zhuǎn)移不了，從而能阻止硝酸離子的還原反應效率明顯下降的情形發(fā)生，能高效地由硝酸根離子生成氨。
此外，通過控制裝置，在給陰極6和陽極7通電的時候，運轉(zhuǎn)前面所述的用于攪拌的氣泡發(fā)生裝置12，攪拌陰極反應區(qū)6A中的被處理水。通過這些操作，陰極反應區(qū)6A內(nèi)的被處理水中的硝酸態(tài)氮、特別是帶負電荷的硝酸離子能積極地與陰極6相接觸，和沒有攪拌時相比，能提高硝酸離子與陰極6的接觸率，從而促進了上述的由硝酸離子生成氨的反應。
此外，陰極6和陽極7通電的時候，如上所述，在陰極反應區(qū)6A中，在陰極6發(fā)生硝酸離子轉(zhuǎn)化為氨的反應，而在陽極反應區(qū)7A中，在陽極7的表面產(chǎn)生作為次鹵酸的一例的次氯酸、或者臭氧、或者活性氧。因此，在陽極反應區(qū)7A中的被處理水或者水道水中存在次氯酸或者臭氧或者活性氧。
此外，在陽極反應區(qū)7A中，設置一個能調(diào)節(jié)貯留在該反應區(qū)7A內(nèi)的被處理水中的氯化物離子(鹵化物離子的一例)濃度的方法，可調(diào)節(jié)被處理水的所指定的鹵化物離子濃度，通過這種調(diào)節(jié)，陽極反應區(qū)7A的氯化物離子濃度變高，從而提高了次氯酸的產(chǎn)生效率。
前述的控制裝置向陰極6和陽極7通電一定的時間以上，當存在于陰極6的硝酸態(tài)氮幾乎轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮以后，停止向陰極6和陽極7通電，用前述電動泵13將陰極反應區(qū)6A內(nèi)的被處理水搬送到陽極反應區(qū)7A中。此時，當陽極反應區(qū)7A內(nèi)的被處理水或者水道水的量達到一定水位以上時，開放前述控制閥11B，將陽極反應區(qū)7A內(nèi)的部分被處理水或者水道水排出。此時所定水位以上的被處理水或者水道水被留在陽極反應區(qū)7A內(nèi)。
如上所述，從陰極反應區(qū)6A被搬送到陽極反應區(qū)7A的含氨(氨態(tài)氮)被處理水，與貯留在陽極反應區(qū)7A內(nèi)、或者含有殘留的次氯酸或者臭氧或者活性氧的被處理水或者水道水在陽極反應區(qū)7A內(nèi)混合，前述生成的氨與前述所生成的次氯酸或者臭氧或者活性氧發(fā)生化學上(使用化學方法)的氨氧化脫氮反應，產(chǎn)生氮氣(反應C)。反應C至反應F如下所示。
反應式C
反應式D
反應式E
反應式F
通過這些過程，在陰極反應區(qū)6A高效生成的氨態(tài)氮可以與次氯酸或者臭氧或者活性氧不進行電解而是進行作為一般的化學方法的化學反應，發(fā)生氨的氧化脫氮反應，從而可以高效率地除去硝酸態(tài)氮和氨態(tài)氮。
此外，本實施例是通過將在陰極反應區(qū)6A經(jīng)電解處理過的含氨的被處理水與含有在陽極反應區(qū)7A產(chǎn)生的次鹵酸或者臭氧或者活性氧的、陽極反應區(qū)7A內(nèi)的被處理水混合而進行的，所以能有效地讓含有在陽極反應區(qū)6A生成的氨的被處理水與在陰極反應區(qū)7A已生成的次鹵酸或臭氧或活性氧氣反應，從而有效地進行脫氮處理。
此外，如上所述，在陽極反應區(qū)7A內(nèi)進行了氨的脫氮處理后的部分被處理水通過開放前述控制裝置中的控制閥11B，向外進行排水處理。盡管這樣，在所定水位以上的被處理水被殘留在陽極反應區(qū)7A內(nèi)。
此后，開放前述控制裝置的控制閥10B的同時，關(guān)閉控制閥11B，新的被處理水就貯留在陰極反應區(qū)6A中。貯留在陰極反應區(qū)6A的被處理水達到所定的水位時，控制裝置關(guān)閉控制閥10B、然后將電源25置于ON、給陰極6和陽極7通電。通過這些操作，在陰極反應區(qū)6A上硝酸態(tài)氮同樣被處理成氨態(tài)氮。
此時，在陽極反應區(qū)7A中，由于殘留一部分如上所述的上一次氨進行脫氮處理后的被處理水，所以給陰極6和陽極7通電后，如上所述，在陰極反應區(qū)6A，在陰極6發(fā)生硝酸根離子轉(zhuǎn)化為氨的反應，另一方面，在陽極反應區(qū)7A，陽極7的表面產(chǎn)生次氯酸或者臭氧或者活性氧。因此陽極反應區(qū)7A的被處理水中重新生成了次氯酸或者臭氧或者活性氧。
根據(jù)這些過程，在陰極反應區(qū)6A，通過電解，從硝酸態(tài)氮生成氨態(tài)氮、而在陽極反應區(qū)7A，由于在被處理水中能產(chǎn)生用于以化學反應處理在陰極反應區(qū)6A生成的氨態(tài)氮的次氯酸或者臭氧或者活性氧，因此能有效地進行氮處理。
下面，參照圖2來說明本發(fā)明其它實施例的氮處理方法。圖2是作為其它實施例的氮處理裝置30的概要說明圖。圖中與圖1中標號相同的符號，它們代表與圖1中同樣的機能。此外，在實施例中，如圖2所示，代替前述陽離子交換膜9，而是在陰極6和陽極7之間圍繞著陽極5、放置一個 有底的圓筒狀陽離子交換膜30。此時，陽極反應區(qū)7A只限于被陽離子交換膜9所圍繞的陽極5的附近部分，除了處理室4的陽極反應區(qū)7A以外的其它部分可稱為陰極反應區(qū)6A。此外，在本實施例中，沒有設置前述實施例中所設置的電動泵。
在實施例中，控制裝置開放控制閥10B，將含有作為氮化物的硝酸態(tài)氮的被處理水貯留在處理室4的陰極反應區(qū)6A中。此時，在陽極反應區(qū)7A內(nèi)貯留著作為讓陽極7能通電的液體，例如同樣的被處理水或者水道水等。
在陰極反應區(qū)6A內(nèi)被貯留的被處理水達到所定的水位時，控制裝置關(guān)閉控制閥10B。電源25置于ON，向陰極6以及陽極7通電。通過這些操作，存在于被處理水中的、含有硝酸態(tài)氮的硝酸根離子，在陰極反應區(qū)6A中通過作為電化學手段的電解，發(fā)生還原反應，轉(zhuǎn)化為同樣含有硝酸態(tài)氮的亞硝酸根離子(反應A)。同時，由硝酸根離子的還原反應而生成的亞硝酸根離子進一步發(fā)生還原反應，被轉(zhuǎn)化為含有氨態(tài)氮的氨(反應B)。反應A和反應B如下所示。
反應式A
反應式B
利用前述控制裝置，給陰極6和陽極7通電一定的時間。當存在于陰極6的硝酸態(tài)氮幾乎轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮以后，停止向陰極6以及陽極7通電。然后向陰極反應區(qū)6A內(nèi)的被處理水中添加含有次氯酸的藥劑。
通過這些處理，陰極反應區(qū)6A內(nèi)的被處理水中所生成的氨態(tài)氮與前述加入的藥劑進行化學反應，由氨生成氮氣。因此，能有效地進行被處理水中的氨態(tài)氮的脫氮反應，從而能提高處理效率。
此外，由于通過添加藥劑來除去氨氣，因此氮處理裝置本身的構(gòu)造能夠被簡單化，裝置的小型化成為可能。
除此之外，也可以代替前述含有次氯酸的藥劑采取下列方法，即，通過放置在別處(別置き)的放電式臭氧生成方法來產(chǎn)生臭氧，然后將此臭氧氣體插入到陰極反應區(qū)6A內(nèi)的被處理水中。
通過這種操作，在陰極反應區(qū)6A內(nèi)的被處理水中生成的氨與插入的臭氧氣體發(fā)生化學反應，由氨生成氮氣。為此，被處理水中的氨態(tài)氮的脫氮反應能高效地進行，從而能提高處理效率。
此外，作為本發(fā)明的第一個具體應用例，如圖3所示，被處理水貯留在生物處理凈化槽，在本實施例中所謂的活性污泥處理槽32中，通過該活性污泥處理槽32除去COD以及BOD后，將此完成COD和BOD處理的被處理水在本發(fā)明的氮處理裝置1或者30中的處理槽2里進行氮化物處理。
通過這個過程，在活性污泥處理槽32中的被處理水的COD以及BOD一旦被處理掉后，就可以在氮處理裝置1或者30中進行氮化物處理，從而能有效地處理被處理水。此外，在活性污泥處理槽32中被處理過的被處理水中含有在活性污泥處理槽32內(nèi)產(chǎn)生的菌，但是在氮處理裝置1，或者30中如前所述經(jīng)過次氯酸或者臭氧或者活性氧殺菌后，可以使被處理水以符合環(huán)境要求的狀態(tài)進行排水處理。
作為本發(fā)明的第二個具體應用例，如圖4所示，利用所謂的電解浮出(電解浮上)可以除去被處理水中的浮游物質(zhì)。
此外，作為本發(fā)明的第三個具體應用例，如圖5所示，可以用于除去魚池和水族館等養(yǎng)殖魚類水槽33中的水的氮化物。養(yǎng)殖魚類的水槽，由于魚類排出氨等氮化物而使水受到顯著的污染，從而需要定期更換水槽里的水。因此，將含有氮化物的水槽33的水用前述氮化物處理裝置1或者30進行氮化物處理，然后將由氮處理裝置1或者30排出的被處理水，用次氯酸除去裝置34除去被處理水中的次氯酸，然后返回到水槽33里。
通過這個處理過程，水槽33里的水就沒有必要進行定期更換，從而可以提高水槽33的保養(yǎng)維護性。此外，從水槽33出來被貯留在氮處理裝置1或者30中的被處理水，用次氯酸殺菌后，這些被處理水又被返回到水槽33，從而能提高水槽33中的魚類生存率。
此外，作為本發(fā)明的第四個具體應用例，如圖6所示，是通過光催化，氣洗器將空氣中的NOX氣體溶于水中，做成硝酸水溶液。然后該硝酸水溶液用本發(fā)明的除氮裝置1或者30除氮。這樣可以將下列現(xiàn)象防患于未然，此現(xiàn)象為，NOX氣體溶解在水中，成為硝酸水溶液，由于該硝酸水溶液排放到土壤而使土壤產(chǎn)生明顯的酸性。因此，不必使用藥劑來處理變成酸性的土壤，可以使土壤保持中性。
除上所述，本發(fā)明氮除去方法還適用于游泳池、浴場的被處理水的凈化，以及井水和地下水的凈化處理等。
此外，在上述實施例中，采用了次氯酸作為次鹵酸的一例，但是不只局限于次氯酸，也可以使用溴和氟等其它的鹵素。在這些情況下，本發(fā)明的次鹵酸就為次溴酸，次氟酸。
如上詳述，本發(fā)明的氮處理方法是用電化學方法來處理被處理水中的氮化物，在陰極和陽極之間用陽離子交換膜把陰極反應區(qū)和陽極反應區(qū)分隔開，在陰極反應區(qū)經(jīng)電化學的方法處理后的被處理水又和次鹵酸或者臭氧或者活性氧等一起用化學方法進行處理，因而抑制了在陽極一側(cè)生成硝酸根離子的逆反應，從而在陰極反應區(qū)能高效地將被處理水中所含的硝酸態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮。另外，在陰極反應區(qū)高效生成的氨態(tài)氮和次鹵酸或者臭氧或者活性氧等一起用化學方法進行處理、發(fā)生氨的氧化脫氮反應，可以有效地除去硝酸態(tài)氮和氨態(tài)氮。
此外，如前所述，與用生物處理槽進行的氮化物處理方法相比，由于實現(xiàn)了用電化學方法和化學方法進行氮處理，從而能顯著地將氮處理裝置小型化，同時也實現(xiàn)了費用的削減。
本發(fā)明的氮處理方法，由于所用構(gòu)成陰極的金屬材料是含有元素周期表第Ib族或者第IIb族元素的導體、或者是用這些族的元素包覆導體所形成的材料，因而能促進被處理水中的硝酸態(tài)氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸態(tài)氮和氨的還原反應，能縮短還原反應所需要的時間和除去低濃度的氮化物。
本發(fā)明的氮處理方法，化學手段處理方法是通過向在陰極反應區(qū)經(jīng)電化學方法處理過的被處理水中添加含有次鹵酸的藥劑而進行的，次鹵酸能高效地使被處理水中的氨態(tài)氮進行脫氮反應，從而能提高處理效率。
本發(fā)明的氮處理方法，化學方法處理也可以是通過把由放電而產(chǎn)生的臭氧氣體插入到陰極反應區(qū)經(jīng)電化學方法處理過的被處理水中而進行的。所以臭氧能高效地使被處理水中的氨態(tài)氮進行脫氮反應，從而能提高處理效率。
本發(fā)明的氮處理方法，化學方法的處理還可以是通過將陰極反應區(qū)經(jīng)電化學的方法處理過的被處理水與含有在陽極反應區(qū)產(chǎn)生的次鹵酸或者臭氧或者活性氧的被處理水混合而進行的，所以能有效地讓含有在陰極反應區(qū)生成的氨的被處理水與在陽極反應區(qū)已經(jīng)生成的次鹵酸反應，從而有效地進行脫氮處理。
本發(fā)明的氮處理方法，由于一邊攪拌陰極反應區(qū)內(nèi)的被處理水，一邊進行電化學方法處理，因此存在于陰極反應區(qū)的硝酸態(tài)氮、特別是帶負電的硝酸根離子與陰極接觸的概率變高，能夠進一步促進硝酸離子轉(zhuǎn)化為氨的反應。
本發(fā)明的氮處理方法，被處理水是經(jīng)生物處理凈化槽處理過的水，所以在用生物處理凈化槽，比如活性污泥處理槽等高度地除去COD和BOD等的同時，用次鹵酸和活性氧對活性污泥處理槽中產(chǎn)生的菌進行殺菌后，排水處理也變得可能。
此外，本發(fā)明的氮處理系統(tǒng)，根據(jù)上述發(fā)明的氮處理方法來處理被處理水中的氮化物的氮處理裝置放置在生物處理凈化槽的后段，所以在使用生物處理凈化槽，比如活性污泥處理槽等將COD和BOD等高度地除去的同時，用次鹵酸和活性氧對在活性污泥處理槽中產(chǎn)生的菌，進行殺菌后，排水處理也變得可能。
權(quán)利要求
1.用電化學的方法處理被處理水中氮化物的氮處理方法，其特征在于，在陰極和陽極之間用陽離子交換膜把陰極反應區(qū)和陽極反應區(qū)分隔開，在前述陰極反應區(qū)經(jīng)前述電化學方法處理后的被處理水，又和次鹵酸或臭氧或活性氧一起用化學方法進行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的氮處理方法，其特征在于，構(gòu)成前述陰極的金屬材料使用含有元素周期表第Ib族或第IIb族元素的導體、或者將這些族的元素包覆導體所形成的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的氮處理方法，其特征在于，前述化學手段處理方法是通過向在前述陰極反應區(qū)經(jīng)前述電化學方法處理過的前述被處理水中，添加含有次鹵酸的藥劑而進行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的氮處理方法，其特征在于，前述化學手段處理方法是通過將由放電而產(chǎn)生的臭氧氣體插入在前述陰極反應區(qū)經(jīng)前述電化學方法處理過的前述被處理水中而進行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4的氮處理方法，其特征在于，前述化學手段的處理方法是通過將在前述陰極反應區(qū)經(jīng)前述電化學方法處理過的前述被處理水與含有在前述陽極反應區(qū)產(chǎn)生的次鹵酸或者臭氧或者活性氧的被處理水混合而進行的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5的氮處理方法，其特征在于，一邊攪拌前述陰極反應區(qū)內(nèi)的前述被處理水一邊進行前述電化學方法處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6的氮處理方法，其特征在于，前述被處理水是經(jīng)生物處理凈化槽處理過的水。
8.氮處理系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6的氮處理方法來處理被處理水中氮化物的氮處理裝置是放置在生物處理凈化槽后段。
全文摘要
本發(fā)明提出了能有效地處理氮化物，而且同時能實現(xiàn)裝置小型化和成本降低的氮化物的氮處理方法和氮處理系統(tǒng)。其要點為，在用電化學方法來處理被處理水中的氮化物的氮處理方法中，在陰極和陽極之間用陽離子交換膜把陰極反應區(qū)和陽極反應區(qū)分隔開，在陰極反應區(qū)經(jīng)電化學方法處理后的被處理水又和次鹵酸或者臭氧或者活性氧一起用化學方法進行處理。
文檔編號C02F1/467GK1408652SQ0214286
公開日2003年4月9日 申請日期2002年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月19日
發(fā)明者井關(guān)正博, 廣直樹, 小泉友人, 樂間毅 申請人:三洋電機株式會社