[發明專利]含磷廢水的臭氧強化電絮凝處理方法

無效

• 申請號: 200810063021.2
• 申請日: 2008-07-04
• 公開（公告）號: CN101618905A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 何志橋;宋爽;裘建平;徐樂瑾
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C02F1/78
• 分類號: C02F1/78;C02F1/463
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司
• 代理人: 王 兵;黃美娟

(一)技術領域

本發明涉及一種含磷廢水的臭氧強化電絮凝處理方法。

(二)背景技術

含磷廢水來源于化工、造紙、橡膠、染料和紡織印染、農藥、焦化、石油化工、發酵、醫藥與醫療及食品等行業的廢水排放。磷是導致水體富營養化的關鍵因素，含磷廢水影響了魚類等水生生物的生存，造成地面水體惡化，從而威脅人類健康。

目前，國內外污水除磷技術主要有生物法、化學法和吸附法等三種。生物法如A/O、A²/O、UCT工藝，具有良好的處理效果，但要求管理較嚴格，主要適合處理低濃度及有機態含磷廢水；化學法主要有混凝沉淀法、結晶法、離子交換吸附法、電滲析、反滲透等工藝，主要適合處理無機態含磷廢水，化學沉淀法中化學沉淀劑的投加會引起廢水pH的上升，在池子及水管中形成堅硬的垢片，還會產生一定量的污泥；電滲析除磷是膜分離技術的一種，它只是濃縮磷的一種途徑，自身無法從根本上去除磷；吸附法中應用的多孔隙物質有價廉的優點和獨特的物化性質，預期將會更多的應用于解決廢水除磷問題，但工業化的處理工藝還需研究。

近年來，國內外在臭氧氧化法及聯用技術的應用研究方面取得了可喜的進展。臭氧氧化法與常規水處理方法比較具有顯著的特點，如對于生物難降解物質處理效果好、降解速度快、占地面積小、自動化程度高、無二次污染、浮渣和污泥產生量較少，同時具有殺菌、脫色、防垢等作用。單獨臭氧處理雖然效果較好，但是操作和設備費用相對較高。

電化學氧化的基本原理是污染物在電極上發生直接電化學反應或利用電極表面產生的強氧化性活性物種使污染物發生氧化轉變，后者為間接電化學轉化。其中，電絮凝法對于廢水處理有很高的效率，并且可以減少污泥的產生量，進而減少污泥處置的費用。近10年來，電絮凝法處理廢水技術在南美、歐洲等地得到快速發展，目前已經有很多學者對電絮凝處理染料廢水進行了研究。但臭氧強化電絮凝法處理含磷廢水的相關工作鮮見報道。臭氧強化電絮凝技術可以形成協同效應，為含磷物質的污染控制提供了廣闊的前景，代表了高級氧化及電化學技術在除磷領域的一個新的發展趨勢。

(三)發明內容

本發明要解決現有技術的缺點，提供一種基本無需添加化學藥劑、操作簡單、能有效去除廢水中所含磷的臭氧強化電絮凝處理方法。

一種含磷廢水的臭氧強化電絮凝處理方法，其特征在于：以鐵片為陽極和陰極對含磷廢水進行電解，同時通入臭氧。

進一步，極水比0.03；以鐵片為陽極和陰極，鐵片的尺寸為40mm×50mm×1mm，總有效表面積近4×10^-3m²，兩電極板間距為50mm，以KH₂PO₄廢水(含磷廢水)為電解液，控制電流和臭氧流恒定進行電解，以除去廢水中磷。

本處理工藝的原理為：反應過程中首先陽極鐵片失去電子轉化為Fe²⁺進入電解液并凝聚成微小的顆粒，然后顆粒在攪拌混和的條件下生成鐵的氫氧化物絮體，導致磷通過吸附混凝或絡合從水中去除。以鐵為電極的電絮凝的一個可能機理如下：

陽極：Fe⁰→Fe²⁺(aq)+2e????(1)

Fe²⁺(aq)+2OH^-(aq)→Fe(OH)₂(s)????(2)

4Fe²⁺(aq)+10H₂O(l)+O₂(g)→????(3)

4Fe(OH)₃(s)+8H⁺(aq)

陰極：2H₂O(aq)+2e→H₂(g)+2OH^-(aq)??????????(4)

總反應：Fe⁰+2H₂O→Fe(OH)₂(s)+H₂(g)?????????(5)

4Fe⁰+10H₂O(l)+O₂(g)→4Fe(OH)₃(s)+4H₂(g)????(6)