[發明專利]去除污水中非正磷的方法

在審

• 申請號: 202210365636.0
• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114524502A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 雷洋;張少朋
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/78;C02F1/30;C02F1/461;C02F1/52;C01B25/32;C02F101/10;C02F101/30
• 代理公司: 成都中亞專利代理有限公司 51126
• 代理人: 趙婷

本發明屬于污水處理技術領域，公開了去除污水中非正磷的方法。本發明利用過氧化鈣溶解過程中產生雙氧水、鈣離子、氫氧根離子的特點，分別利用紫外光、超聲、電化學催化氧化、臭氧等常用活化方式活化雙氧水產生活性自由基，將非正磷氧化為正磷酸根，同時在堿性條件下與鈣離子發生反應生成磷酸鈣沉淀來回收磷。本申請的方法在不引入新的物質的情況下氧化回收非正磷酸根，不產生二次污染物，且對反應體系的pH要求較低。同時，過氧化鈣便于儲存與運輸，在反應過程中緩慢釋放，延長污染物在水中被氧化的時間，同時避免了過量雙氧水對自由基的淬滅副作用，從而提高其利用率，節省處理成本。

技術領域

本發明涉及污水處理技術領域，具體涉及去除污水中非正磷的方法。

背景技術

隨著經濟的快速發展，人口數量的劇增，資源的短缺已經成為人們非常關注的一個問題。磷，作為一種不可再生資源，在農業、工業等領域都占據非常重要的作用，據統計將在未來的幾十年內面臨枯竭的難題。同時，它還是造成水體富營養化的主要污染物。因此從污水中去除并回收磷已經成為近些年的一個熱點。污水中溶解態的磷主要包括正磷酸根、次磷酸根、亞磷酸根與有機磷化合物；其中，次磷酸根、亞磷酸根與有機磷化合物都屬于非正磷酸根?，F有的活性污泥法、化學沉淀法與電化學沉積主要對正磷酸根有效，對非正磷酸根的去除效果非常一般。非正磷難以被微生物降解，并且很難被傳統的化學沉淀劑，如鐵鹽、鋁鹽、鈣鹽等生成沉淀物。

目前較為有效的非正磷酸根的去除方法主要是兩步法，先用強氧化物質將污水中的非正磷氧化為正磷酸根，再通過混凝沉淀的方式去除。通常使用的去除次亞磷酸鹽的方法有Fenton法和電-Fenton法。Fenton法，即在酸性條件下用鐵離子活化雙氧水（H₂O₂）產生羥基自由基（·OH）氧化非正磷酸根，被氧化為正磷酸根后以磷酸鐵沉淀的形式進行磷的去除與回收。電-Fenton法，通過構建電化學系統，將鐵電極作為陰陽極并投加H₂O₂，通過控制電流、pH和H₂O₂濃度，可以使次磷酸根完全被氧化為正磷酸根并形成磷酸鐵沉淀。然而，Fenton法和電-Fenton法等會用到催化劑與雙氧水，在實際應用過程中會有以下缺點：催化劑難以回收再利用且可能有金屬離子溶出造成二次污染；雙氧水易制爆，有難以運輸、儲存等缺點；并且Fenton及電-Fenton反應過程中還對pH有較高的要求，且不能避免產生鐵泥，同時鐵泥與磷酸鐵難以分離,限制了非正磷酸鹽的回收利用。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

為解決背景技術中的問題，本發明的目的在于提供去除污水中非正磷的方法，不產生二次污染物，對反應體系的pH要求較低。

為達到上述目的，采用的技術方案為：

去除污水中非正磷的方法，包含以下步驟：

將過氧化鈣添加至污水中，生成雙氧水、鈣離子和氫氧根離子；

對生成的雙氧水進行活化產生活性自由基；以及

產生的活性自由基將非正磷氧化為正磷酸根，與所述鈣離子、氫氧根離子反應生成磷酸鈣沉淀，實現回收。

優選的，所述過氧化鈣的摩爾濃度為污水中非正磷摩爾濃度的0.1-20倍。

優選的，對生成的雙氧水采用常見活化手段進行活化產生活性自由基，所述常見活化手段包含但不限于紫外線輻照活化、超聲活化、電化學催化氧化、臭氧活化中任一種。

優選的，所述紫外線輻照活化的紫外輻射波長為10 - 400 nm，輻照時間為1 min~ 48 h。

優選的，所述超聲活化的超聲功率為120~900 W，時間為1 min ~ 48 h。

優選的，所述電化學催化氧化的陽極材料為具有強氧化性的材料，包含但不限于BDD；陰極為惰性電極，包含但不限于不銹鋼、鈦板中任一種。