[發明專利]一種電滲析氧化還原處理養殖廢水中氮磷元素的方法

在審

• 申請號: 202011331709.1
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112499731A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 衛新來;高文杰;潘先群;吳克;王磊;金杰
• 申請（專利權）人: 合肥學院
• 主分類號: C02F1/469
• 分類號: C02F1/469;C02F1/461;C02F101/10;C02F101/16;C02F103/20
• 代理公司: 北京集智東方知識產權代理有限公司 11578
• 代理人: 吳倩

本發明提供了一種電滲析氧化還原處理養殖廢水中氮磷元素的方法，包括構建電解氧化還原系統，所述電解氧化還原系統包括電源和膜反應池：所述膜反應池包括依次排列的陽極板，陰離子交換膜，陽離子交換膜，陰極板；且所述膜反應池從陽極板至陰極板方向上相鄰組件之間依次形成脫氮室、料液室、除磷室；向所述脫氮室和所述除磷室內注入海產養殖廢水，向所述料液室為酸性三氯化鐵溶液；然后進行通電反應。通過該方法，一次電解同時實現了脫出養殖廢水中的氮元素和磷元素，顯著地提升了工作效率，降低了廢水處理成本。

技術領域

本發明涉及一種用有機膜電解氧化還原處理海產養殖廢水的領域，具體是電滲析氧化還原對海產養殖廢水脫氮除磷的研究。

背景技術

海產養殖業在我國是一個非常大的產業，隨著我國經濟的高速發展，人民生活水平日益提高，我國居民對海產的需求與消費能力越來越高，海產養殖業發展日益增長。但海產養殖業會產生大量的廢水，廢水中含有很多的代謝產物，營養鹽以及藥物殘留。這些物質中含有大量的氮磷元素，直接排放會對環境造成很大的損害，對海產的生存也會產生有害的影響。

傳統的廢水脫氮除磷的方法主要有氧化溝法，AAO法，SBR法等。這些方法在一定程度上可以去除廢水中的氮磷等元素，但這些方法占地面積較大，工藝耗能高，鹽度對反硝化菌、聚磷菌等的活性有影響，并且海產養殖廢水中的氮磷比不能滿足其脫氮除磷的要求，因此不適用于處理海產養殖廢水。

新興的電解處理海產廢水脫氮除磷技術，一般為先脫氮然后更換陽極板材料再進行除磷，工藝繁瑣，原料較貴，能耗高，經濟性低。

發明內容

本發明在于提供一種海產養殖廢水電解脫氮除磷的方法，通過電滲析氧化還原處理海產養殖廢水中氮磷等元素。該方法能夠較好地去除海產養殖廢水中氮磷元素并且經濟高效。

本發明提供了一種電滲析氧化還原處理養殖廢水中氮磷元素的方法，包括以下步驟

（1）構建電解氧化還原系統，所述電解氧化還原系統包括電源和膜反應池：所述膜反應池包括依次排列的陽極板，陰離子交換膜，陽離子交換膜，陰極板；且所述膜反應池從陽極板至陰極板方向上相鄰組件之間依次形成脫氮室、料液室、除磷室。

（2）向所述脫氮室和所述除磷室內注入海產養殖廢水，向所述料液室為酸性三氯化鐵溶液。

（3）開通電源，記錄電壓、電流和反應時間；測量所述料液室內的電導率；測量所述脫氮室和所述除磷室中液體的pH值，間歇取樣測定所述脫氮室和所述除磷室中液體的氮元素和磷元素含量。

（4）所述料液室電導率在反應過程中逐漸下降至穩定后，切斷電源。

在反應過程中，Cl^-通過陰離子交換膜進入到脫氮室，和Fe³⁺通過陽離子交換膜進入到除磷室中。Cl^-在陽極板失電子生成氯氣，溶于水生成次氯酸，即有效余氯，水中的氨氮在與有效余氯接觸時被氧化生成氮氣得以去除，陽極板上產生的氧氣會把亞硝酸鹽氧化層硝酸鹽并沉淀。進入除磷室中的Fe³⁺與水溶液中磷酸根反應生成沉淀得以去除。

優選地，所述步驟（3）中氮元素含量的測量包括堿性過硫酸鉀紫外分光光度法測定總氮，鋅鉻還原法測定硝態氮，所述步驟（3）中磷元素含量的測量包括硫酸鉀氧化法測定總磷。

優選地，所述脫氮室和所述除磷室之間設置通過管道和內循環泵導通，在反應過程中間歇式打開，可以達到總體脫氮除磷效果。

優選地，所述陰離子交換膜為CJMA-2，陽離子交換膜為CJMC-2。

優選地，陰極板和陽極板材料石墨電極。由于本方法中采用的三氯化鐵溶液可以提供的氯離子和鐵離子可以分別參與脫氮和除磷，因此，無需采用鐵電極以產生鐵離子，可以減小電極成本。

優選地，所述酸性三氯化鐵溶液三氯化鐵質量分數為45%，鹽酸的質量分數為5%。