专利名称：一种电化学法去除饮用水源中硝酸盐的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电化学法去除饮用水源中硝酸盐的装置。
背景技术：
随着经济的发展，许多国家的地下水都受到不同程度的硝酸盐污染。80年代以来，我国地下水硝酸盐污染越来越严重，对41个城市的监测数据表明当时己有1/3的城市地下水中存在硝酸盐污染问题，一些地区污染十分严重。世界卫生组织(WHO)现行标准制定于1984年，其对饮用水中硝酸盐氮含量的指导性标准为10 mg /L，推荐标准为5 mg /L0美国的标准为10 m g/L。我国2012年7月起正式执行的新《生活饮用水卫生标准》也规定饮用水中硝酸盐氮不得超过10 mg/L。饮用高硝酸盐含量的地下水会给人类健康造成危害，硝酸盐对人体的危害主要是由于其在人体内被还原为亚硝酸盐所引起的，这种还原作用发生在任何年龄段人体的唾液中和小于三个月婴儿的消化道中。亚硝酸盐能导致高铁血红蛋白症和诱发多种癌症，在较大剂量时还对人体血管神经和心血管系统存在不良影响。对受硝酸盐污染的饮用水净化，主要有物理法、化学法、生物法和这些方法的复合集成法。物理处理法不具有对硝酸盐的还原分解作用，因此该工艺最大的缺点就是存在废液的排放问题，处理不当会造成环境的二次污染。化学处理法主要是催化还原法，反应产物很难将硝酸盐完全还原成无害的氮气，并且会产生金属离子、金属氧化物或水合金属氧化物等导致二次污染，所以对后续处理要求较高。目前的生物反硝化法由于地下水中的营养缺乏，普遍存在处理效率低、抗负荷冲击能力弱等缺点。电化学法利用电子作为洁净的氧化还原反应参与物，直接地或间接地进行化学物质间的转换，不需要象化学过程中那样大量应用氧化剂或还原剂；但由于电化学法还原去除硝酸盐存在亚硝酸盐及氨的生成问题，迄今为止一直未得到有效的解决，限制了其实用化。
实用新型内容本实用新型需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种电化学法去除饮用水源中硝酸盐的装置，它用电化学方法去除硝酸盐同时，用沸石吸附电解产生的副产物氨，达到无害化去除硝酸盐的目的。为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案本实用新型提供了一种电化学法去除饮用水源中硝酸盐的装置，包括一个电解槽及和电解槽相连通的吸附槽；电解槽内设置有阴极和阳极，阴极和阳极分别通过电线和电源连接，所述阴极为Cu/Zn电极，阳极为Ti/Ir02-Pt电极，吸附槽内填充有沸石。所述电解槽和吸附槽之间通过一个循环管路相连通，所述循环管路上设置有蠕动栗。阴极和阳极之间由高分子离子交换膜隔开，电解槽为多槽形式。[0012]所述电源为一个直流稳压器，其有效电压为0-100V，有效电流为0-10A。本实用新型采用Ti/Ir02-Pt为阳极，Cu/Zn为阴极。硝酸盐全部去除的原理为硝酸盐在阴极得到电子被还原生成氮气、亚硝酸盐或氨，从而达到硝酸盐去除的目的。本实用新型中完全去除硝酸盐过程中的反应式如下阴极附近NO3 + H2O + 2e = NO2 + 2 OH(I)NOf + 3H20 + 5( = 1/2N2 + 60F(2)NO2- + 5H20 + 6e_ = NH3 + 70F(3)2NCV + 4H20 + 6e_ = N2 + 80F(4)2H20 + 2e_ = H2 + 20F (副反应)(5)本实用新型的特点是I、本实用新型装置结构简单巧妙，制作简单、操作方便，自动化程度高；所有的处理在连续的反应装置中完成；2、本实用新型装置去除硝酸盐的同时，使用沸石将生成的副产物吸附去除，达到了无害化去除硝酸盐的目的；3、本实用新型装置出水水质好，抗负荷变动能力强；不需沉淀装置，可节省二次处理成本。
图I为本实用新型结构示意图。图2为本实用新型采用多槽形式的电解槽时的结构示意图。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型提供了一种电化学法去除饮用水源中硝酸盐的装置，包括一个电解槽I及和电解槽相连通的吸附槽2 ;电解槽内设置有阴极3和阳极4，阴极和阳极分别通过电线和电源5连接，所述阴极为Cu/Zn电极，阳极为Ti/Ir02-Pt电极，吸附槽内填充有沸石6。所述电解槽和吸附槽之间通过一个循环管路7相连通，所述循环管路上设置有蠕动泵8。如图2所示，电解槽中，阴极和阳极之间由高分子离子交换膜9隔开，电解槽为多槽形式。所述电源为一个直流稳压器，其有效电压为0-100V，有效电流为0-10A。本实用新型采用Ti/Ir02-Pt为阳极，Cu/Zn为阴极。硝酸盐全部去除的原理为硝酸盐在阴极得到电子被还原生成氮气、亚硝酸盐或氨，从而达到硝酸盐去除的目的。本实用新型中，电解槽可为圆柱形、四方柱形等形状；阴阳电极置于电解槽中，电极间可以置放离子交换膜、电解槽为多槽形式，也可不用置放离子交换膜、电解槽成为单槽形式。电极形状没有特殊要求，可以是板状、网状、圆筒形或线状等，根据需要而定。最后应说明的是显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。·
权利要求1.一种电化学法去除饮用水源中硝酸盐的装置，其特征在于包括一个电解槽及和电解槽相连通的吸附槽；电解槽内设置有阴极和阳极，阴极和阳极分别通过电线和电源连接，所述阴极为Cu/Zn电极，阳极为Ti/Ir02-Pt电极，吸附槽内填充有沸石。
2.如权利要求I所述的电化学法去除饮用水源中硝酸盐的装置，其特征在于所述电解槽和吸附槽之间通过一个循环管路相连通，所述循环管路上设置有蠕动泵。
3.如权利要求2所述的电化学法去除饮用水源中硝酸盐的装置，其特征在于阴极和阳极之间由高分子离子交换膜隔开，电解槽为多槽形式。
4.如权利要求3所述的电化学法去除饮用水源中硝酸盐的装置，其特征在于所述电源为一个直流稳压器，其有效电压为0-100V，有效电流为0-10A。
专利摘要本实用新型公开了一种电化学法去除饮用水源中硝酸盐的装置，包括一个电解槽及和电解槽相连通的吸附槽；电解槽内设置有阴极和阳极，阴极和阳极分别通过电线和电源连接，所述阴极为Cu/Zn电极，阳极为Ti/IrO2-Pt电极，吸附槽内填充有沸石。本实用新型用电化学方法去除硝酸盐同时，用沸石吸附电解产生的副产物氨，达到无害化去除硝酸盐的目的。
文档编号C02F9/04GK202576134SQ20122022744
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月21日 优先权日2012年5月21日
发明者李淼, 冯传平 申请人:中国地质大学(北京)