电化学去除氨氮的原理

电化学废水处理通过外加电场驱动污染物转化
阳极板附近，有机物通过电子转移被分解，同时氨氮（NH₄⁺/NH₃）在电极表面直接氧化为氮气（N₂），或通过电解生成的活性物质间接转化
阴极区附件，重金属等带电物质进行沉淀
电化学技术结合了电絮凝（金属电极溶解形成絮凝剂）、电气浮（电解微气泡上浮分离）及电化学氧化（污染物矿化）等多种机制，尤其适合处理化工、冶金、制药、发酵行业的高浓度含氨氮工业废水，具有高效、可控、环境友好等特点。
电催化还原原理
氨氮在阴极表面得到电子被还原为 N₂或其他低价含氮化合物的过程，该机制主要适用于含高浓度 NH₃或碱性条件下的废水，且需搭配具有还原催化活性的阴极材料（如铜基、镍基合金电极）。在碱性体系中，NH₃分子易吸附于阴极表面的金属活性位点，通过电子转移逐步断裂 N-H 键并重组为 N≡N 键
典型反应式为：2NH₃ + 6OH⁻ - 6e⁻ → N₂↑ + 6H₂O
（注：此处虽写为 “-e⁻”，实际为阴极还原反应，电子由外电路提供，反应式具体取决于 pH 值）。
该过程的核心在于阴极材料的催化选择性。例如，Cu 电极对氨氮还原生成 N₂的选择性较高，而 Ni 电极易将氨氮还原为 NH₂NH₂（联氨）等副产物。此外，反应温度与电流密度也会影响还原效率：适当升高温度、可加快氨氮的吸附与电子转移速率，电流密度过低会导致还原反应动力学缓慢，过高则可能引发析氢副反应，竞争电子资源并降低电流效率。电催化还原的独特优势在于可同步处理废水中的氧化性污染物（如 NO₃⁻、Cr₂O₇²⁻），实现 “以废治废”。