申请日2017.01.05
公开(公告)日2017.05.24
IPC分类号C02F1/461; C02F1/32; C01B25/37; C02F101/10; C02F103/16
摘要
本发明提供一种从含次磷酸盐的电镀废水中回收磷的方法及装置，装置包括：反应槽体、直流电源、阳极铁板、旋转阴极和紫外光源。方法包括：调节电镀废水的pH值;调节紫外光源的功率;调节直流电源的电流密度;调整旋转阴极的转速;控制电镀废水的停留时间;将反应槽体内的沉积物冷冻真空干燥。本发明通过旋转阴极原位高效产生H2O2，并通过电流控制Fe2+的溶出量，从而提高Fe2+的利用效率，通过紫外光照提高·OH的产生与利用效率。本申请无需外加H2O2等化学药剂，不产生二次污染，可提高磷回收效率。本发明以磷酸铁的形式回收次磷酸盐，避免产生大量的化学污泥;也可为排污企业带来一定的经济效益，促进企业的可持续发展。
权利要求书
1.一种从含次磷酸盐的电镀废水中回收磷的装置，其特征在于，所述装置包括：
反应槽体(1)、直流电源(2)、设置于所述反应槽体(1)内部，且分别与所述直流电源(2)电连接的阳极铁板(3)和旋转阴极(4)，以及，设置于所述反应槽体外侧面的紫外光源(5)。
2.根据权利要求1所述的从含次磷酸盐的电镀废水中回收磷的装置，其特征在于，所述旋转阴极(4)为可旋转的活性炭纤维电极。
3.根据权利要求1所述的从含次磷酸盐的电镀废水中回收磷的装置，其特征在于，所述反应槽体(1)的任意相对的两个侧面上分别设有电镀废水的入水口(6)和出水口(7)。
4.根据权利要求3所述的从含次磷酸盐的电镀废水中回收磷的装置，其特征在于，所述装置还包括与所述入水口(6)和所述出水口(7)分别电连接的计量泵(8)，所述计量泵(8)用于控制电镀废水在所述反应槽体(1)内的停留时间。
5.根据权利要求1所述的从含次磷酸盐的电镀废水中回收磷的装置，其特征在于，所述阳极铁板(3)和所述旋转阴极(4)的间距为1-5cm。
6.一种从含次磷酸盐的电镀废水中回收磷的方法，其特征在于，所述方法包括：
利用柠檬酸铵和柠檬酸缓冲液调节电镀废水的pH值至3.0-5.0;
打开紫外光源，将紫外光源的光照强度为10-100W;
接通直流电源，将电流密度调节为1-100mA/cm2;
调整旋转阴极的转速至100-500rpm;
利用计量泵控制电镀废水在反应槽体内的停留时间为10-120min;
回收所述反应槽体内的沉积物，将所述沉积物冷冻真空干燥，制得磷回收产品。
7.根据权利要求6所述的从含次磷酸盐的电镀废水中回收磷的方法，其特征在于，所述紫外光源的光照强度为40W。
8.根据权利要求6所述的从含次磷酸盐的电镀废水中回收磷的方法，其特征在于，所述旋转阴极转速为300rpm。
9.根据权利要求6所述的从含次磷酸盐的电镀废水中回收磷的方法，其特征在于，所述电镀废水在反应槽体内的停留时间为30min。
10.根据权利要求6所述的从含次磷酸盐的电镀废水中回收磷的方法，其特征在于，所述电流密度为50mA/cm2。
说明书
一种从含次磷酸盐的电镀废水中回收磷的方法及装置
技术领域
本发明涉及环境工程水处理领域，尤其涉及一种从含次磷酸盐的电镀废水中回收磷的方法及装置。
背景技术
近年来，我国表面处理(如电镀、化学镀等)行业发展迅速，每年产生的镀槽电镀废水超过4.0亿立方。毒性较小、还原性强的次磷酸盐广泛应用于表面处理工艺中，镀槽电镀废水中总磷浓度普遍高达3000mg/L以上。
次磷酸盐属于低价磷(+1价)，溶解度(16.7g/100g)较大。传统的处理方法是先将其氧化为正磷酸盐，再以正磷酸盐沉淀的形式去除。次磷酸根到正磷酸根的氧化是该方法的控制步骤。目前，氧化次磷酸盐常用的方法包括化学芬顿、光芬顿以及电芬顿等方法。其中，电芬顿法对次磷酸根具有相对较好的氧化效果。电芬顿法通过电场作用溶出阳极铁板铁板中的铁离子，通过外加的过氧化氢与铁离子反应形成羟基自由基，利用羟基自由基的强氧化性氧化次磷酸盐。但是，电芬顿法通过外加过氧化氢与铁离子形成羟基自由基含量较少，活性较大的羟基自由基很容易在短时间内失去化学活性，使得具有电化学惰性的氧化中间产物(亚磷酸盐)很难被氧化为正磷酸盐，影响正磷酸盐的沉淀效果。
此外，为了达到较好的总磷去除效果，往往需要在含有次磷酸盐的电镀废水中投加过量的钙盐或铁盐，以促进沉淀反应的正向进行。但过量的钙盐或铁盐的使用导致药剂利用率低，同时产生含有重金属等杂质的氢氧化铁、氢氧化钙成分的大量化学污泥，降低含磷物质的回收产率。
发明内容
本发明提供一种从含次磷酸盐的电镀废水中回收磷的方法及装置，以解决现有技术中含磷物质的回收产率低的技术问题。
本发明提供一种从含次磷酸盐的电镀废水中回收磷的装置，所述装置包括：
反应槽体、直流电源、设置于所述反应槽体内部，且分别与所述直流电源电连接的阳极铁板和旋转阴极，以及，设置于所述反应槽体外侧面的紫外光源。
优选的，所述旋转阴极为可旋转的活性炭纤维电极。
优选的，所述反应槽体的任意相对的两个侧面上分别设有电镀废水的入水口和出水口。
优选的，所述装置还包括与所述入水口和出水口分别电连接的计量泵，所述计量泵用于控制电镀废水在反应槽体内的停留时间。
优选的，所述阳极铁板和旋转阴极的间距为1-5cm。
本发明还提供一种从含次磷酸盐的电镀废水中回收磷的方法，所述方法包括：
利用柠檬酸铵和柠檬酸缓冲液调节电镀废水的pH值至3.0-5.0;
打开紫外光源，将紫外光源的光照强度为10-100W;
接通直流电源，将电流密度调节为1-100mA/cm2;
调整旋转阴极的转速至100-500rpm;
利用计量泵控制电镀废水在反应槽体内的停留时间为10-120min;
回收所述反应槽体内的沉积物，将所述沉积物冷冻真空干燥，制得磷回收产品。
优选的，所述紫外光源的光照强度为40W。
优选的，所述旋转阴极转速为300rpm。
优选的，所述电镀废水在反应槽体内的停留时间为30min。
优选的，所述电流密度为50mA/cm2。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明提供一种从含次磷酸盐的电镀废水中回收磷的装置，包括：反应槽体、直流电源、设置于反应槽体内部，且分别与直流电源电连接的阳极铁板和旋转阴极，以及，设置于反应槽体外侧面的紫外光源。另外，本方法还提供一种从含次磷酸盐的电镀废水中回收磷的方法，包括：调节电镀废水的pH值至3.0-5.0;打开紫外光源，并调节至10-100W;将直流电源的电流密度调节为1-100mA/cm2;调整旋转阴极的转速至100-500rpm;控制电镀废水在反应槽体内的停留时间为10-120min;将反应槽体内的沉积物冷冻真空干燥，制得磷回收产品。本发明通过旋转阴极原位高效产生H2O2，并通过电流控制Fe2+的溶出量，提高·OH的产生与利用效率。整个反应过程是一个绿色的化学反应，无需外加H2O2等化学药剂，不会产生二次污染，提高磷回收效率。本发明以磷酸铁的形式回收次磷酸盐，磷含量较高，且不含重金属等杂质，可以直接作为含磷产品加以利用。一方面可以避免产生大量的化学污泥，缓解污水处理厂的治污压力;另一方面可以为排污企业带来一定的经济效益，促进企业的可持续发展。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
