含磷废水的臭氧强化电絮凝处理方法技术

含磷废水的臭氧强化电絮凝处理方法，以铁片为阳极和阴极对含磷废水进行电解，同时通入臭氧。处理工艺简单，基本无需添加化学药剂，处理效率高，具有设备体积小、易操作及后处理简单，不形成坚硬积垢，是处理含磷废水的有效方法之一，具有十分重大的市场开发前景。

【技术实现步骤摘要】
(一)
本专利技术涉及一种。(二)
技术介绍
含磷废水来源于化工、造纸、橡胶、染料和纺织印染、农药、焦 化、石油化工、发酵、医药与医疗及食品等行业的废水排放。磷是导 致水体富营养化的关键因素，含磷废水影响了鱼类等水生生物的生存， 造成地面水体恶化，从而威胁人类健康。目前，国内外污水除磷技术主要有生物法、化学法和吸附法等三种。生物法如A/0、 A2/0、 UCT工艺，具有良好的处理效果，但要求管 理较严格，主要适合处理低浓度及有机态含磷废水；化学法主要有混 凝沉淀法、结晶法、离子交换吸附法、电渗析、反渗透等工艺，主要 适合处理无机态含磷废水，化学沉淀法中化学沉淀剂的投加会引起废 水pH的上升，在池子及水管中形成坚硬的垢片，还会产生一定量的污 泥；电渗析除磷是膜分离技术的一种，它只是浓縮磷的一种途径，自 身无法从根本上去除磷；吸附法中应用的多孔隙物质有价廉的优点和 独特的物化性质，预期将会更多的应用于解决废水除磷问题，但工业 化的处理工艺还需研究。近年来，国内外在臭氧氧化法及联用技术的应用研究方面取得了 可喜的进展。臭氧氧化法与常规水处理方法比较具有显著的特点，如 对于生物难降解物质处理效果好、降解速度快、占地面积小、自动化 程度高、无二次污染、浮渣和污泥产生量较少，同时具有杀菌、脱色、防垢等作用。单独臭氧处理虽然效果较好，但是操作和设备费用相对 较高。电化学氧化的基本原理是污染物在电极上发生直接电化学反应或 利用电极表面产生的强氧化性活性物种使污染物发生氧化转变，后者 为间接电化学转化。其中，电絮凝法对于废水处理有很高的效率，并且可以减少污泥的产生量，进而减少污泥处置的费用。近io年来，电絮凝法处理废水技术在南美、欧洲等地得到快速发展，目前已经有很 多学者对电絮凝处理染料废水进行了研究。但臭氧强化电絮凝法处理 含磷废水的相关工作鲜见报道。臭氧强化电絮凝技术可以形成协同效 应，为含磷物质的污染控制提供了广阔的前景，代表了高级氧化及电 化学技术在除磷领域的一个新的发展趋势。
技术实现思路
本专利技术要解决现有技术的缺点，提供一种基本无需添加化学药剂、操作简单、能有效去除废水中所含磷的臭氧强化电絮凝处理方法。一种，其特征在于以铁片 为阳极和阴极对含磷废水进行电解，同时通入臭氧。进一步，极水比0.03;以铁片为阳极和阴极，铁片的尺寸为40mm X 50 mm X 1 ram，总有效表面积近4 X 10—3 m2，两电极板间距为50 mm，以KH2P04废水(含磷废水)为电解液，控制电流和臭氧流恒定进 行电解，以除去废水中磷。本处理工艺的原理为反应过程中首先阳极铁片失去电子转化为 Fe2+进入电解液并凝聚成微小的颗粒，然后颗粒在搅拌混和的条件下生 成铁的氢氧化物絮体，导致磷通过吸附混凝或络合从水中去除。以铁 为电极的电絮凝的一个可能机理如下-阳极 Fe。 一 Fe2+(aq) + 2e (1)Fe2+(aq) + 20H—(aq) — Fe(0H)2(s) (2)4Fe2+(aq) + 10H20(1) + 02(g)—4Fe (0H)3(s)+8H+(aq)阴极 2H20(aq) + 2e — H2(g) + 20H—(aq) (4)总反应Fe° + 2H20 — Fe(0H)2(s) + H2(g) (5)4Fe0 + 10H20(1) + 02(g) — 4Fe(0H)3(s) + 4H2(g) (6)通入臭氧后，在高级氧化过程中，形成了氧化性更强、反应选择 性较低的羟基自由基( OH)，进而诱发一系列自由基链反应。OH 基团非常活泼，与大多数有机物的反应速率常数通常为106 109 L/(mol， s);其氧化电极电位高达2.80V，氧化能力仅次于氟；另外， 该基团具有高电负性(亲电性)，其电子亲和能为569.3 kJ，容易进攻 高电子云密度点。在电絮凝过程中通入03气体，反应体系中同时存在Fe2，n03，发生如下反应Fe2+(aq) + 03(g) — Fe02+(aq) + 02(g) (7)Fe02+(aq) + H20 — Fe3+(aq) + OH + 0H_(aq) (8)Fe3+(aq) + 30H—(aq) — Fe(0H)3(s) (9)Fe3+(aq) + P043—(aq) — FeP04(s) (10)因此，臭氧强化电絮凝过程中产生了更多的铁的氢氧化物絮体， 起到了协伺作用，实现了对污染物的有效去除。本专利技术具体的方法所述如下采用树脂玻璃电解槽(尺寸为60mm X 50 mm X 100 ■)，以铁片为阳极和阴极，两电极板间距为50腿， 通过臭氧发生器提供臭氧。采用直流稳压电源，电流密度为15mA/cm2、 电压36 V，臭氧由臭氧发生器产生，通过转子流量计后通入电解槽底 部，流率为20 mL/min。本专利技术所述的的有益效果主要体现在处理工艺简单，基本无需添加化学药剂，处理效率高，具 有设备体积小、易操作及后处理简单，不形成坚硬积垢，是处理含磷 废水的有效方法之一，具有十分重大的市场开发前景。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步描述，但本专利技术的保护范 围并不仅限于此实施例l:实施方案和工作原理首先进行单独臭氧氧化处理工艺、单独电 絮凝处理工艺和臭氧强化电絮凝处理工艺的比较实验。含磷废水的臭氧强化电絮凝处理工艺，采用树脂玻璃电解槽，以铁片为阳极和阴极，两电极板间距为50 mm，以50 mg/L的KH2P04废水为 电解液，pH不调(pH4.6)，电絮凝的电源为直流稳压电源，电流密度 为15mA/cm2、电压36 V，通入的臭氧流率为20 mL/min。工作原理如下阳极表面 FeQ — Fe2+(aq) + 2eFe2+(aq) + 20H—(aq) — Fe(0H)2(s)4Fe2+(aq) + 10H20(1) + 02(g)4Fe(0H)3(s) + 8H+(aq)附极表面2H20(aq) + 2s — H2(g) + 20H_(aq)溶液中:Fe2+(aq) + 03(g)Fe02+(aq) + 02(g)Fe02+(aq) + H20 — Fe3+(aq) + OH + OH—(aq)Fe3+(aq) + 30H—(aq) — Fe(0H)3(s)Fe3+(aq) + P043—(aq) — FeP04(s)总反应:Fe。 + 2H20 — Fe(0H)2(s) + H2(g)4Fe。 + 10H20(1) + 02(g) — 4Fe(0H)3(s) + 4H2(g) 单独臭氧氧化实验中，KH2P04废水浓度为50 mg/L，pH不调(pH 4. 6)， 通入的臭氧流率为20 mL/min。工作原理如下 03 + H20 — 2H02* 03 + H02' — HO' + 202单独电絮凝处理实验中，以铁片为阳极和阴极，两电极板间距为 50腿，以50mg/L的KH2P04废水为电解液，pH不调(pH4. 6)，电絮 凝的电源为直流稳压电源，电流密度为15 mA/cm2、电压36 V。工作 原理如下阳极表面FeQ — Fe2+(aq) + 2eFe2+(aq) + 2。H—(aq) — Fe(0H)2(s) 4Fe2+(aq) +跳本文档来自技高网...

【技术保护点】
含磷废水的臭氧强化电絮凝处理方法，其特征在于：以铁片为阳极和阴极对含磷废水进行电解，同时通入臭氧。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何志桥，宋爽，裘建平，徐乐瑾，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]