[发明专利]一种从次磷酸盐废水中回收单质磷的方法

说明书

本发明提供一种从次磷酸盐废水中回收单质磷的方法，该方法以Pd/g‑C₃N₄电极为阴极构建光电催化反应体系，通过光电协同作用强化电子迁移和提高活性氢的生成量，催化次磷酸根在阴极发生还原，还原产物以单质磷的形式从次磷酸盐废水中回收。本发明提供的方法能够得到磷含量较高的回收产物，回收率达到70％以上。还原产物以单质磷的形式存在，不仅避免产生大量的化学污泥，减少二次污染；而且不含重金属等杂质，能直接应用于含磷产品的加工利用。Pd/g‑C₃N₄电极性能稳定，能够重复利用，不需要在回收单质磷的过程中投入过多的药剂，减少药剂的使用量，提高药剂的使用率。本发明提供的方法操作简便，能够适用于放大化的工业生产。

技术领域

本发明涉及废水中回收单质磷技术领域，尤其涉及一种从次磷酸盐废水中回收单质磷的方法。

背景技术

近年来随着工业的发展，电镀、化学镀等表面处理行业迅速发展，次磷酸盐由于具有毒性小、还原性强的特点而广泛应用于表面处理中。由于表面处理行业的发展，每年大约会产生超过4.0亿立方的镀槽废水。在产生的大量镀槽废水中，总磷浓度较高，能够达到3000mg/L。目前对于镀槽废水的处理重点在于重金属及有毒阴离子的处理，对于次磷酸盐的处理较少。

传统的镀槽废水中次磷酸盐的处理方法为化学沉淀法，该方法具体是先将次磷酸盐氧化为正磷酸盐，再将正磷酸盐以沉淀的方式去除，其中，次磷酸盐氧化为正磷酸盐的步骤是该方法的控制步骤。化学芬顿、光芬顿以及电芬顿等方法均被用于氧化次磷酸盐，而电芬顿对次磷酸盐的氧化效果相对较好。次磷酸盐的氧化过程中会产生+3价的亚磷酸盐，而亚磷酸盐具有较强的电化学惰性，很难被氧化为正磷酸盐，导致次磷酸盐的去除率较低。另外，亚磷酸盐易溶于水，难以形成有效沉淀，导致次磷酸盐的去除率更低。为了达到较好的除磷效果，通常需要在次磷酸盐的氧化的过程中加入过量钙盐或铁盐，过量的钙盐或铁盐虽然能够增加次磷酸盐的氧化，但是投入的量较大，钙盐或铁盐的总体利用率并不高。

近年来，结晶法磷回收技术成为从污水中回收可溶性磷酸盐的有效方法之一。在结晶法磷回收技术应用中，一般在污水处理工艺中安置鸟粪石结晶反应器、回收磷酸钙的生产性流化床反应器或磷酸铁Krepro沉淀装置，其中，安置鸟粪石结晶反应器能够回收污水中70％以上的溶解性磷酸盐；安置回收磷酸钙的生产性流化床反应器能够回收含磷量为11％的磷酸钙；安置磷酸铁Krepro沉淀装置回收含磷量为10％的磷酸铁。然而，经实际应用研究，表面处理产生的废水pH一般为2.0～10.0，在pH为10.0～11.0的强碱性条件下易形成鸟粪石，但高纯度的鸟粪石形成的最优pH范围在7.0～7.5之间，但pH为7.0～7.5时生成鸟粪石的速度十分缓慢，约24h以上，显然这样的反应周期难以在大排放量的实际工程中应用。虽然结晶法磷回收技术能够回收污水中的可溶性磷酸盐，但仍无法实现可溶性磷酸盐的大量回收。

发明内容

本发明提供一种从次磷酸盐废水中回收单质磷的方法，以解决现有技术中因次磷酸盐难以回收、药剂投入后利用率低而导致次磷酸盐回收率低的问题。

次磷酸盐废水的来源主要为电镀或化学镀的槽液废水或清洗废水。在次磷酸盐废水中，总磷的含量为500～3000mg/L，次磷酸盐废水的pH值为2.0～10.0，若将次磷酸盐废水直接排放不仅会对周围的环境造成影响，而且还浪费大量的磷资源，不利于物质的回收再利用。

本发明提供一种从次磷酸盐废水中回收单质磷的方法，以回收次磷酸盐废水中的磷资源。本发明提供的从次磷酸盐废水中回收单质磷的方法包括：