[发明专利]一种高氨氮高磷化废水资源化的电化学方法

权利要求书

1.一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PO₄^3-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⁺+PO₄^3-→FePO₄↓

阳极电极:Al-3e^-→Al³⁺

阴极电极:2H₂O+2e^-→2OH^-+H₂↑

磷酸铝反应:Al³⁺+PO₄^3-→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PO₄^3-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⁺+PO₄^3-+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PO₄^3-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⁺+PO₄^3-→FePO₄↓

阳极电极:Al-3e^-→Al³⁺

阴极电极:Mⁿ⁺+ne^-→M

磷酸铝反应:Al³⁺+PO₄^3-→AlPO₄↓

所述的重金属废水是含铜废水、含铅废水或含汞废水。