[发明专利]一种含钙有机磷系阻垢剂废水的处理方法

说明书

本发明涉及一种含钙有机磷系阻垢剂废水的处理方法。将水合氧化铁(HFO)负载在强碱性阴离子交换树脂(D201)上，制成负载型HFO‑D201复合纳米催化剂。在非均相类芬顿体系中，本发明制得的催化剂能够催化产生强氧化性的羟基自由基降解废水中的有机磷酸盐，同时对降解产物进行吸附，并能够依于钙离子和无机磷的相互作用二次协同强化去除总磷。构建的非均相HFO‑D201催化剂一方面能够提高类芬顿法中H₂O₂对有机磷降解效率，高程度除磷，减少反应时间，同时降低能耗且无二次污染。

技术领域

本发明属于有机磷废水处理工艺领域，具体涉及一种含钙有机磷系阻垢剂废水的处理方法。

背景技术

在水体中投加阻垢剂在现今已成为阻止水垢和保护设备管道的一项重要方法，但同时引发新的环境问题，使出水中的有机磷含量增加，超出排放标准。有机磷系阻垢剂废水的重要特征是含有大分子量的难处理、十分稳定的有机磷，不易生物降解。羟基乙叉二膦酸(HEDP)是工业中应用较为广泛的一种有机磷系阻垢剂，其碳原子与磷原子直接相连，不易破键，并且能够与多种离子反应生成络合物，尤其能与Ca²⁺生成稳定的环形螯合物。化学沉淀、生化等传统水处理方法往往达不到很好的效果。因此对于含钙有机磷系阻垢剂废水急需采取新的有效措施进行处理。

有机磷酸盐现今多采取的手段是将其氧化转化为无机磷酸盐，如次亚磷盐或正磷盐，再二次沉淀处理去除总磷，可简单的划分为两步法和单步法。典型的两步法是Fenton氧化-沉淀法，具体来说是利用Fe²⁺催化H₂O₂产生的具有高氧化还原电位的羟基自由基(·OH)，将有机磷化合物转变为无机磷，再加化学药剂实现总磷去除，但是操作过程繁杂，适用范围窄，药剂消耗量大，易产生剩余污泥等二次污染问题。与两步法相比，单步法能够在一个体系中有机磷酸盐的去除，具有操作简便易行的优势，然而，单步法在实际应用过程中的一些挑战仍然在阻碍它们的发展，其难点主要在于在同一个体系中实现有机磷的氧化分解和去除，且避免二次污染。

非均相类Fenton体系解决了传统Fenton法在运行过程对pH的严苛要求、铁泥产生、H₂O₂利用率低的问题，并且性质稳定的非均相催化剂能够提高目标污染物的降解效率。水合氧化铁-树脂D201(HFO-D201)催化剂是一种双功能复合纳米催化剂，利用表面含铁的活性组分催化H₂O₂降解有机磷酸盐，然后通过吸附过程去除，另外液相中的Ca²⁺能与吸附的无机磷相互作用形成P-Ca-P三元复合物，强化材料对总磷的去除。能够实现单步法处理含钙有机磷阻垢剂废水，解决有机磷处理不彻底的问题，同时降低能耗，减少二次污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种含钙有机磷系阻垢剂废水的处理方法，利用HFO-D201催化剂具备催化氧化和吸附的双重作用，在非均相类芬顿体系中对有机磷实现氧化降解并吸附产物无机磷，另由于液相中钙离子和无机磷自主的相互作用，催化剂再次强化吸附，高程度降低总磷。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：一种含钙有机磷系阻垢剂废水的处理方法，其特征在于由强碱性阴离子交换树脂(D201)以及负载在树脂上的水合氧化铁构成的非均相催化剂催化氧化含钙有机磷阻垢剂废水，并对无机磷产物强化吸附，具体步骤如下：

1)将(六水)三氯化铁、氯化钠和盐酸溶解于纯水中，混合搅拌均匀，得到FeCl₄^-前驱体溶液；

2)取预处理过的大孔树脂D201加入FeCl₄^-前驱体溶液中，经冰浴，超声反应2～4h；

3)配制氢氧化钠-氯化钠混合溶液，将经步骤2)处理得到的树脂加入到氢氧化钠-氯化钠混合溶液中，经冰浴，超声反应2～4h，纯水洗涤，真空干燥，得到HFO-D201催化剂；