[发明专利]一种同步去除有机物和磷酸根的等离子体-CaO2

说明书

本发明提供一种同步去除有机物和磷酸根的等离子体‑CaO₂方法，利用不锈钢网制成高压电极并包裹在外介质外表面，将配置好的对硝基苯酚和磷酸根混合溶液流经反应器中的内介质和外介质之间。CaO₂均匀分散于待处理溶液中，待处理水样经搅拌后以一定流速流经内电极和外电极区域。本发明所述方法中，CaO₂释放的H₂O₂被等离子体中的紫外光和电子激发产生氧化性更强的•OH，加速有机物的降解；CaO₂释放的Ca²⁺可以与磷酸根形成稳定的钙磷沉淀，且等离子体会促进钙离子形成，进而提高磷酸根的去除效率。本发明既能达到将有机物分解成CO₂和H₂O的目的，还可使磷酸根与钙离子形成稳定的沉淀，无二次污染。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种同步去除水中有机物和磷酸根的方法。

背景技术

近年来，我国经济迅猛发展的同时工业污染物的排放量也在与日俱增。其中，涂装、皮革、制药等化工行业产生的大量工业废水成分复杂，除含有难降解有机物外，还含有大量的磷酸根。这些物质进入环境后难以被降解，会长期存在于自然界中，并通过食物链富集在生物体内，破坏生态系统平衡，加剧水体富营养化，甚至会通过致畸、致癌和致突变等作用给人类健康带来严重威胁。与此同时，有机物和磷的相互作用大大增加了废水的毒性。

对于水体有机物和磷的处理，传统技术主要有生物法、物理化学法和膜处理等。然而，这些方法普遍存在程序复杂，未实现有机物和磷的同步去除，且操作费用高、易造成二次污染等问题。近年来高级氧化技术中的低温等离子体Non-Thermal Plasma, NTP技术因具备操作简单、高效和无二次污染等优点，已被证明能够高效降解水中的染料、芳香类、有机氯农药和全氟辛酸等极难降解的有机污染物，并将其矿化成CO₂和H₂O。然而，能量利用率低的问题一直制约该技术的发展。为解决这一难题，相关研究将NTP与H₂O₂联用，利用NTP产生的O₃、电子、紫外光催化H₂O₂产生更多的•OH，进而大幅度提高其能量效率。然而，H₂O₂易受热受光而分解失效、易爆炸，不利于储存运输，限制了其大规模应用。此外，NTP耦合H₂O₂虽然能够提高其能量效率及有机物去除效率，但磷酸根的去除能力相对较弱。

发明内容

1.所要解决的技术问题：

现有对水体有机物和磷的处理传统方法会造成二次污染等问题，低温等离子处理存在能量利用率低。

2.技术方案：

本发明提供了一种NTP耦合CaO₂同步去除水中有机物和磷酸根的方法，通过构筑一种兼具H₂O₂及钙离子性能的等离子体/CaO₂体系，实现提高NTP能量效率且达到同步高效除磷酸根的目的。

具体技术方案为：一种同步去除有机物和磷酸根的等离子体-CaO₂方法，包括以下步骤：步骤S01：将硝基苯酚和磷酸根混合溶液流经等离子反应器中的内介质和外介质之间，所述等离子反应器包括外介质和内介质，所述外介质外设有高压电极；步骤S02：打开电源，在外介质和内介质之间产生等离子体，将CaO₂均匀分散于待处理的硝基苯酚和磷酸根混合溶液中，步骤S03：所述待处理的硝基苯酚和磷酸根混合溶液从等离子反应下方的出口出来通过蠕动泵，到达等离子反应器上方的进口进入到所述内介质中，如此循环。

所述等离子反应的出库和所述蠕动泵之间设有搅拌器，待处理的硝基苯酚和磷酸根混合溶液从等离子出口出来后，经过搅拌器搅拌再通过蠕动泵到等离子反应器1的进口处。