申请日2018.04.25
公开(公告)日2018.10.12
IPC分类号C02F9/04; B01J20/08; B01J20/28; B01J20/30; C02F101/10; C02F103/16
摘要
本发明属于环境功能材料领域，具体涉及一种处理废水中次磷和亚磷的方法及装置，其方法具体包括以下步骤：往含有次磷和亚磷的废水加入过氧化氢进行预氧化，使次磷转化为亚磷;预氧化后加入镁铝层状复合氧化物吸附亚磷。所述装置包括预氧化反应池、吸附反应池、过氧化氢注入部、镁铝层状复合氧化物投放部，其中，所述过氧化氢注入部向预氧化反应池中注入过氧化氢以进行预氧化反应，所述投放部向吸附反应池中投放镁铝层状复合氧化物，以进行亚磷酸根的吸附。本发明利用双氧水将次磷转化为亚磷后利用煅烧后的水滑石对亚磷的优秀吸附性能，实现次磷亚磷废水的新式、高效处理，对难处理的电镀次磷亚磷废水的处理有着重要意义。
权利要求书
1.一种处理废水中次磷和亚磷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
往含有次磷和亚磷的废水加入过氧化氢进行预氧化，使次磷转化为亚磷;预氧化后加入镁铝层状复合氧化物吸附亚磷。
2.根据权利要求1所述的一种处理废水中次磷和亚磷的方法，其特征在于，所述镁铝层状复合氧化物与废水中次磷和亚磷的总量质量比为30～4000：1。
3.根据权利要求1所述的一种处理废水中次磷和亚磷的方法，其特征在于，所述预氧化为：所述预氧化为：加入过氧化氢溶液搅拌均匀，并充分预氧化10～30min。
4.根据权利要求3所述的一种处理废水中次磷和亚磷的方法，其特征在于，所述过氧化氢和废水中次磷的质量比为800～2000：1。
5.根据权利要求1所述的一种处理废水中次磷和亚磷的方法，其特征在于，所述吸附为：在所述镁铝层状复合氧化物加入的过程中进行搅拌，然后静置0.5～3h。
6.根据权利要求5所述的一种处理废水中次磷和亚磷的方法，其特征在于，所述搅拌是指在150～250r/min下搅拌4～6h。
7.根据权利要求1所述的一种处理废水中次磷和亚磷的方法，其特征在于，所述镁铝层状复合氧化物由如下方法制得：
将镁铝水滑石在400℃～500℃下煅烧4～5h，待冷却后研磨过筛得到所述镁铝层状复合氧化物。
8.根据权利要求6所述的一种处理废水中次磷和亚磷的方法，其特征在于，所述过筛为过180～200目筛。
9.一种处理废水中次磷和亚磷的装置，其特征在于：包括预氧化反应池、吸附反应池、过氧化氢注入部、镁铝层状复合氧化物投放部，其中，所述过氧化氢注入部向预氧化反应池中注入过氧化氢以进行预氧化反应，所述投放部向吸附反应池中投放镁铝层状复合氧化物，以进行亚磷酸根的吸附。
10.根据权利要求9所述的一种处理废水中次磷和亚磷的装置，其特征在于：所述预氧化反应池及所述吸附反应池中均包含有搅拌部件。
说明书
一种处理废水中次磷和亚磷的方法及其装置
技术领域
本发明属于环境功能材料领域，具体涉及一种处理废水中次磷和亚磷的方法及其装置。
背景技术
电镀产业为了更好的电镀效果往往会投加大量低价态的磷酸盐，而使用大量的次亚磷钠作为还原剂会导致废水中含有大量次磷亚磷酸根，直接投加钙、铁等离子对其沉淀的效果不好。次磷亚磷废水的处理一直是我国电镀污水处理的难题。
现有常用的次磷亚磷废水处理技术是利用高级氧化技术，如利用UV/H2O2方法，其将次磷亚磷转化为正磷后再投加石灰或钙盐等物质将其转化为沉淀(P.Liu,C.L.Li,X.G.Liang,J.H.Xu,G.Lu,F.Ji.Advanced Oxidation of Hypophosphite and Phosphiteby A UV/H2O2Process)。然而高级氧化技术存在着效率不高，易产生大量铁泥与沉淀结合形成二次污染的污泥等缺点，高级氧化技术的处理成本使这种处理方法并不能实际推广。
发明内容
为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种处理废水中次磷和亚磷的方法及其装置。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种处理废水中次磷和亚磷的方法，包括以下步骤：
往含有次磷和亚磷的废水加入过氧化氢进行预氧化，使次磷转化为亚磷;预氧化后加入镁铝层状复合氧化物吸附亚磷。
优选的，所述镁铝层状复合氧化物与废水中次磷和亚磷的总量质量比为30～4000：1。
优选的，所述预氧化为：加入过氧化氢溶液搅拌均匀，并充分预氧化10～30min。
更优选的，所述过氧化氢和废水中次磷的质量比为800～2000：1。
优选的，所述吸附为：在所述镁铝层状复合氧化物加入的过程中进行搅拌，然后静置0.5～3h。更优选的，所述搅拌是指在150～250r/min下搅拌4～6h。
优选的，所述镁铝层状复合氧化物由如下方法制得：
将镁铝水滑石在400℃～500℃下煅烧4～5h，待冷却后研磨过筛得到所述镁铝层状复合氧化物。
更优选的，所述过筛为过180～200目筛。
一种处理废水中次磷和亚磷的装置，包括预氧化反应池、吸附反应池、过氧化氢注入部、镁铝层状复合氧化物投放部，其中，所述过氧化氢注入部向预氧化反应池中注入过氧化氢以进行预氧化反应，所述投放部向吸附反应池中投放镁铝层状复合氧化物，以进行亚磷酸根的吸附。
优选的，所述预氧化反应池及所述吸附反应池中均包含有搅拌部件。
本发明的原理是：
双氧水是一种强氧化剂，其经常和亚铁离子组合作为Fenton试剂应用于高级氧化中，但这样会大量铁泥，对电镀废水而言，这类铁泥还含有大量的重金属，属于危险废物。然而，双氧水本身能轻易将次磷酸根氧化为亚磷酸根(H2PO2-+3OH-=HPO32-+2H2O+2e-，Eθ=1.65V)，将其用于次磷亚磷废水中可以将废水中次磷酸根转化为亚磷酸根。
镁铝水滑石(hydrotalcite)，属于阴离子型层状化合物，其特点在于具有可插层性和层间阴离子的可交换性。将镁铝水滑石经特定温度煅烧后会失去层间阴离子生成双金属复合氧化物，煅烧后镁铝水滑石具有着“记忆效应”，将其放入含有特定阴离子的溶液中焙烧水滑石可以通过吸收溶液中阴离子恢复到具有有序层间结构的镁铝水滑石。
镁铝水滑石未煅烧时由于结构完整，多用于作用阻燃剂，其粉末很难在水中分散，而煅烧后生成的镁铝层状复合氧化物，有较强的吸水性，易在水中分散，能选择性将亚磷酸根吸入双分子层中以恢复水滑石的层状结构，因此将煅烧后得到的镁铝层状复合氧化物投加入亚磷废水中能达到高效的脱除亚磷，这是我们首次发现。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1.本发明方法仅需较少的吸附剂(镁铝层状复合氧化物：次磷和亚磷=30：1)即可对次磷亚磷废水实现高效除磷(95%以上的去除率)。
2.本发明对磷的氧化过程要求低，仅需将次磷转化为亚磷而无需进一步将次磷、亚磷氧化为正磷，不仅节省了氧化剂的使用量，还提高了磷的氧化效率。
3.本发明材料制作简便、制作成本低廉、对次磷亚磷废水处理效果好，且方法简单易行处理成本低廉便于大规模推广应用。
