[发明专利]一种高氨氮高磷化废水资源化的电化学方法

摘要

本发明公开了一种高氨氮高磷化废水资源化的电化学方法，包括从废水中回收磷产生磷酸盐的方法和从废水中回收氮磷及重金属的方法。本发明对高氨氮高磷化废水进行简单的除杂以后，通过电解池的电解反应使得电极反应产物和高氨氮高磷化废水中NH4+、PO43‑能够均匀快速的形成鸟粪石或磷酸盐沉淀回收。该方法无需外投药剂，无需调节pH，只需少量电耗便可实现高氨氮高磷化废水中氮磷的资源化回收。

主权项

一种高氨氮高磷化废水资源化的电化学方法，其特征在于：该方法包括以下方法：方法一、从废水中回收磷产生磷酸盐：采用铁棒或铝棒作为阳极电极，铜棒或碳棒作为阴极电极时，外接电源为直流电源；工作过程为：电解系统通入直流电后，阳极金属铁或铝发生氧化反应，金属铁氧化成Fe2+、Al3+溶解于水中，阳极曝气会使得Fe2+被氧化成Fe3+；阴极电极将H2O中的H+还原为H2和OH‑，氢氧根能使pH维持在磷酸铁或磷酸铝形成的pH范围内，故无需控制反应pH；Fe3+或Al3+会和废水中的PO43‑在适当pH情况下形成磷酸铁或磷酸铝沉淀；电极及沉淀反应方程式如下：阳极电极:Fe‑2e‑→Fe2+4Fe2++O2+4H+→2OH‑+4Fe3+阴极电极:2H2O+2e‑→2OH‑+H2↑磷酸铁沉淀反应:Fe3++PO43‑→FePO4↓阳极电极:Al‑3e‑→Al3+阴极电极:2H2O+2e‑→2OH‑+H2↑磷酸铝反应:Al3++PO43‑→AlPO4↓；方法二、从废水中回收氮磷及重金属：采用双室电解装置，采用盐桥贯通两室废水，氮磷废水在阳极室，重金属废水在阴极室；当采用镁棒作为阳极电极，铜棒或碳棒作为阴极电极时，外接电源为直流电源；工作过程为：电解系统通入直流电后，阳极电极发生氧化反应，阳极金属镁氧化成Mg2+溶解于水中；阴极电极将废水中的重金属离子Mn+还原为零价态重金属M；Mg2+和氨氮废水中的NH4+、及废水中的PO43‑在适当pH情况下形成鸟粪石沉淀；电极及沉淀反应方程式如下：阳极电极:Mg‑2e‑→Mg2+阴极电极:Mn++ne‑→M鸟粪石反应:Mg2++NH4++PO43‑+6H2O→MgNH4PO4·6H2O↓其中，当阳极采用铁棒或铝棒，铜棒或碳棒作为阴极电极时，外接电源为直流电源；工作过程为：电解系统通入直流电后，阳极金属铁或铝发生氧化反应，金属铁氧化成Fe2+、Al3+溶解于水中，阳极曝气会使得Fe2+被氧化成Fe3+；阴极电极将废水中的重金属离子Mn+还原为零价态重金属M；Fe3+或Al3+会和废水中的PO43‑在适当pH情况下形成磷酸铁或磷酸铝沉淀；电极及沉淀反应方程式如下：阳极电极:Fe‑2e‑→Fe2+4Fe2++O2+4H+→2OH‑+4Fe3+阴极电极:Mn++ne‑→M磷酸铁沉淀反应:Fe3++PO43‑→FePO4↓阳极电极:Al‑3e‑→Al3+阴极电极:Mn++ne‑→M磷酸铝反应:Al3++PO43‑→AlPO4↓所述的重金属废水是含铜废水、含铅废水或含汞废水。