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双极膜/疏水透气膜-电化学体系高效去除废水中氨氮的研究

收稿日期：2023-12-01 修回日期：2023-12-15 刊出日期：2024-02-27

DOI:10.20078/j.eep.20240121

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    摘要：氨氮作为地表水和地下水中的主要污染物之一,其形态受水体 pH 影响。 针对废水中氨氮处理过程的 pH 依赖性问题,利用双极膜在电化学反应过程中 H+ / OH-稳定生成的特性,构建了双极膜/ 疏水透气膜-电化学(BPM/ GPM-EC)体系... 展开+
    摘要：

    氨氮作为地表水和地下水中的主要污染物之一,其形态受水体 pH 影响。 针对废水中氨氮处理过程的 pH 依赖性问题,利用双极膜在电化学反应过程中 H+ / OH-稳定生成的特性,构建了双极膜/ 疏水透气膜-电化学(BPM/ GPM-EC)体系。 该体系通过电化学分离(回收)和氧化(降解)两种工艺的结合,实现了高效的氨氮去除效率。 当初始氨氮浓度为 4 000 mg·L-1时,在电流密度 10 mA·cm-2条件下,BPM/ GPM-EC 间歇式(以回收为目的)运行 5 h 后,废水中氨氮去除率达到 99.3%,回收率为 92.3%,比能耗为 18.2 kW·h·kg-1 N。 而 BPM/ GPM-EC 采用连续式(氨氮回收/ 氧化协同进行)运行处理含 4 000 mg·L-1氨氮的模拟废水,在 0.28 mL·min-1流速条件下,可实现 76.2%的氨氮回收率及废水中氨氮的全部去除,比能耗仅为 14.9 kW·h·kg-1 N。 研究结果表明,BPM/ GPM-EC 体系通过集成氨氮的分离与氧化,实现了废水中氨氮的低耗高效处理,为含氨废水的治理探索出了一条新途径。

    收起-

    作者：

    • 严樟1,2
    • 旷文杰2
    • 蒋柱武1
    • 冯春华2,3,*

    作者简介

    作者简介：严樟(1989—),男,福建福州人,讲师,主要研究方向为水环境污染控制与修复。E-mail:yanzhang@fjut.edu.cn
    通讯作者：冯春华(1978—),男,湖北黄梅人,教授,主要研究方向为环境污染治理与修复。E-mail:chfeng@scut.edu.cn

    单位

    • 1. 福建理工大学 生态环境与城市建设学院
    • 2. 华南理工大学 环境与能源学院
    • 3. 工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室

    关键字

    • 氨氮
    • 双极膜
    • 电化学分离
    • 电化学氧化

    基金项目

    广东省基础与应用基础研究基金省市联合基金重点资助项目(2021B1515120077);国家自然科学基金区域创新联合重点资助项目(U21A2034);福建理工大学-科研启动基金资助项目(GY-Z23204)

    引用格式

    严樟, 旷文杰, 蒋柱武, 等. 双极膜/ 疏水透气膜-电化学体系高效去除废水中氨氮的研究[J]. 能源环境保护, 2024, 38(1): 93-100.

    YAN Zhang, KUANG Wenjie, JIANG Zhuwu, et al. Bipolar membrane/hydrophobic gas permeable membrane electrochemical systems for highly efficient removal of ammonium nitrogen in wastewater[J]. Energy Environmental Protection, 2024, 38(1): 93-100.

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