[发明专利]一种去除水中硝酸盐氮的装置及其使用方法

权利要求书

1.一种去除水中硝酸盐氮的装置，其特征在于去除水中硝酸盐氮的装置包括直流电源(1)、pH值控制器(2)、微量蠕动泵(3)、微滤膜组件(4)、进水泵(5)、第一循环泵(6)、出水泵(7)、阴极室(8)、阴极板(9)、阳极板(10)、阳极室(11)、第二循环泵(12)、质子交换膜13和回流管(14)；所述直流电源(1)的正极连接有阳极板(10)，所述阳极板(10)设置在阳极室(11)内，所述阳极室(11)的中部设置有进水口并且与第二循环泵(12)的出水口相连，所述阳极室(11)的底部设置有出水口并且与第二循环泵(12)的进水口相连；所述直流电源(1)的负极连接有阴极板(9)，所述阴极板(9)设置在阴极室(8)内，所述阴极室(8)的上方设置有pH检测探头和酸液入管出口，所述pH检测探头与pH值控制器(2)的信号输入端相连，所述pH值控制器(2)的信号输出端与微量蠕动泵(3)的电源受控端相连，所述微量蠕动泵(3)的出水口与酸液入管相连；所述阴极室(8)的中部设置有污水进口，所述污水进口通过进水管与进水泵(5)的出水端相连；所述微滤膜组件(4)的净水进水口与所述第一循环泵(6)的出水口相连，所述第一循环泵(6)的进水口与所述阴极室(8)底部的净水出口相连；所述微滤膜组件(4)的净水出水口与所述出水泵(7)的进口相连；所述微滤膜组件(4)的回流管(14)连接在进水管上；所述阴极室(8)和阳极室(11)之间设置有质子交换膜(13)。

2.根据权利要求1所述的一种去除水中硝酸盐氮的装置，其特征在于所述阴极室(8)中填充有Pd-Cu/Al₂O₃催化剂。

3.根据权利要求1所述的一种去除水中硝酸盐氮的装置，其特征在于所述阴极板(9)和阳极板(10)的材质为石墨。

4.根据权利要求1所述的一种去除水中硝酸盐氮的装置，其特征在于所述阳极室(11)中填充有浓度为40mg/L～60mg/L的无机盐溶液。

5.根据权利要求1所述的一种去除水中硝酸盐氮的装置，其特征在于所述阳极室(11)中填充有浓度为40mg/L～60mg/L的KNO₃溶液、NaNO₃溶液或K₂SO₄溶液。

6.根据权利要求1所述的一种去除水中硝酸盐氮的装置，其特征在于所述阴极室(8)和阳极室(11)的上部分别设置有单向排气口。

7.如权利要求1所述的一种去除水中硝酸盐氮的装置的使用方法，其特征在于去除水中硝酸盐氮的装置的使用方法是按以下步骤进行：

一、开启进水泵(5)，向阴极室(8)中通入污染水体，使阴极板(9)在液面下后停进水泵(5)，然后向阴极室(8)中加入Pd-Cu/Al₂O₃催化剂，对阴极室(8)进行密封，在所述阳极室(11)内加入浓度为40mg/L～60mg/L的无机盐溶液，使阳极板(10)在液面下；所述污染水体中硝酸盐氮的浓度为40mg/L～60mg/L，所述Pd-Cu/Al2O3催化剂的质量与污染水体的体积比为1g:1L；所述无机盐溶液具有氧化性；

二、开启第二循环泵(12)进行水力搅拌，同时开启第一循环泵(6)，然后通过微量蠕动泵(3)向阴极室(8)加入浓度为0.1mol/L的盐酸溶液来控制阴极室(8)内的pH为5～6；

三、开启直流电源(1)，电流密度为8mA/cm²～12mA/cm²，反应50min～70min后，开启进水泵(5)和出水泵(7)，从阴极室(8)底部的净水出口流出的水体一部分经过微滤膜组件(4)过滤，得到净水，净水通过出水泵(7)排出，另一部分含有催化剂的水体从微滤膜组件(4)另一端的回流管(14)回流到阴极室(8)内，即完成对水中硝酸盐氮的去除。

8.根据权利要求7所述的一种去除水中硝酸盐氮的装置的使用方法，其特征在于所述阴极板(9)和阳极板(10)的材质为石墨。

9.根据权利要求7所述的一种去除水中硝酸盐氮的装置的使用方法，其特征在于所述无机盐溶液为KNO₃溶液、NaNO₃溶液或K₂SO₄溶液。