[发明专利]去除污水中非正磷的方法

说明书

本发明属于污水处理技术领域，公开了去除污水中非正磷的方法。本发明利用过氧化钙溶解过程中产生双氧水、钙离子、氢氧根离子的特点，分别利用紫外光、超声、电化学催化氧化、臭氧等常用活化方式活化双氧水产生活性自由基，将非正磷氧化为正磷酸根，同时在碱性条件下与钙离子发生反应生成磷酸钙沉淀来回收磷。本申请的方法在不引入新的物质的情况下氧化回收非正磷酸根，不产生二次污染物，且对反应体系的pH要求较低。同时，过氧化钙便于储存与运输，在反应过程中缓慢释放，延长污染物在水中被氧化的时间，同时避免了过量双氧水对自由基的淬灭副作用，从而提高其利用率，节省处理成本。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及去除污水中非正磷的方法。

背景技术

随着经济的快速发展，人口数量的剧增，资源的短缺已经成为人们非常关注的一个问题。磷，作为一种不可再生资源，在农业、工业等领域都占据非常重要的作用，据统计将在未来的几十年内面临枯竭的难题。同时，它还是造成水体富营养化的主要污染物。因此从污水中去除并回收磷已经成为近些年的一个热点。污水中溶解态的磷主要包括正磷酸根、次磷酸根、亚磷酸根与有机磷化合物；其中，次磷酸根、亚磷酸根与有机磷化合物都属于非正磷酸根。现有的活性污泥法、化学沉淀法与电化学沉积主要对正磷酸根有效，对非正磷酸根的去除效果非常一般。非正磷难以被微生物降解，并且很难被传统的化学沉淀剂，如铁盐、铝盐、钙盐等生成沉淀物。

目前较为有效的非正磷酸根的去除方法主要是两步法，先用强氧化物质将污水中的非正磷氧化为正磷酸根，再通过混凝沉淀的方式去除。通常使用的去除次亚磷酸盐的方法有Fenton法和电-Fenton法。Fenton法，即在酸性条件下用铁离子活化双氧水（H₂O₂）产生羟基自由基（·OH）氧化非正磷酸根，被氧化为正磷酸根后以磷酸铁沉淀的形式进行磷的去除与回收。电-Fenton法，通过构建电化学系统，将铁电极作为阴阳极并投加H₂O₂，通过控制电流、pH和H₂O₂浓度，可以使次磷酸根完全被氧化为正磷酸根并形成磷酸铁沉淀。然而，Fenton法和电-Fenton法等会用到催化剂与双氧水，在实际应用过程中会有以下缺点：催化剂难以回收再利用且可能有金属离子溶出造成二次污染；双氧水易制爆，有难以运输、储存等缺点；并且Fenton及电-Fenton反应过程中还对pH有较高的要求，且不能避免产生铁泥，同时铁泥与磷酸铁难以分离,限制了非正磷酸盐的回收利用。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

为解决背景技术中的问题，本发明的目的在于提供去除污水中非正磷的方法，不产生二次污染物，对反应体系的pH要求较低。

为达到上述目的，采用的技术方案为：

去除污水中非正磷的方法，包含以下步骤：

将过氧化钙添加至污水中，生成双氧水、钙离子和氢氧根离子；

对生成的双氧水进行活化产生活性自由基；以及

产生的活性自由基将非正磷氧化为正磷酸根，与所述钙离子、氢氧根离子反应生成磷酸钙沉淀，实现回收。

优选的，所述过氧化钙的摩尔浓度为污水中非正磷摩尔浓度的0.1-20倍。

优选的，对生成的双氧水采用常见活化手段进行活化产生活性自由基，所述常见活化手段包含但不限于紫外线辐照活化、超声活化、电化学催化氧化、臭氧活化中任一种。

优选的，所述紫外线辐照活化的紫外辐射波长为10 - 400 nm，辐照时间为1 min~ 48 h。

优选的，所述超声活化的超声功率为120~900 W，时间为1 min ~ 48 h。

优选的，所述电化学催化氧化的阳极材料为具有强氧化性的材料，包含但不限于BDD；阴极为惰性电极，包含但不限于不锈钢、钛板中任一种。