[发明专利]一种电渗析氧化还原处理养殖废水中氮磷元素的方法

说明书

本发明提供了一种电渗析氧化还原处理养殖废水中氮磷元素的方法，包括构建电解氧化还原系统，所述电解氧化还原系统包括电源和膜反应池：所述膜反应池包括依次排列的阳极板，阴离子交换膜，阳离子交换膜，阴极板；且所述膜反应池从阳极板至阴极板方向上相邻组件之间依次形成脱氮室、料液室、除磷室；向所述脱氮室和所述除磷室内注入海产养殖废水，向所述料液室为酸性三氯化铁溶液；然后进行通电反应。通过该方法，一次电解同时实现了脱出养殖废水中的氮元素和磷元素，显著地提升了工作效率，降低了废水处理成本。

技术领域

本发明涉及一种用有机膜电解氧化还原处理海产养殖废水的领域，具体是电渗析氧化还原对海产养殖废水脱氮除磷的研究。

背景技术

海产养殖业在我国是一个非常大的产业，随着我国经济的高速发展，人民生活水平日益提高，我国居民对海产的需求与消费能力越来越高，海产养殖业发展日益增长。但海产养殖业会产生大量的废水，废水中含有很多的代谢产物，营养盐以及药物残留。这些物质中含有大量的氮磷元素，直接排放会对环境造成很大的损害，对海产的生存也会产生有害的影响。

传统的废水脱氮除磷的方法主要有氧化沟法，AAO法，SBR法等。这些方法在一定程度上可以去除废水中的氮磷等元素，但这些方法占地面积较大，工艺耗能高，盐度对反硝化菌、聚磷菌等的活性有影响，并且海产养殖废水中的氮磷比不能满足其脱氮除磷的要求，因此不适用于处理海产养殖废水。

新兴的电解处理海产废水脱氮除磷技术，一般为先脱氮然后更换阳极板材料再进行除磷，工艺繁琐，原料较贵，能耗高，经济性低。

发明内容

本发明在于提供一种海产养殖废水电解脱氮除磷的方法，通过电渗析氧化还原处理海产养殖废水中氮磷等元素。该方法能够较好地去除海产养殖废水中氮磷元素并且经济高效。

本发明提供了一种电渗析氧化还原处理养殖废水中氮磷元素的方法，包括以下步骤

（1）构建电解氧化还原系统，所述电解氧化还原系统包括电源和膜反应池：所述膜反应池包括依次排列的阳极板，阴离子交换膜，阳离子交换膜，阴极板；且所述膜反应池从阳极板至阴极板方向上相邻组件之间依次形成脱氮室、料液室、除磷室。

（2）向所述脱氮室和所述除磷室内注入海产养殖废水，向所述料液室为酸性三氯化铁溶液。

（3）开通电源，记录电压、电流和反应时间；测量所述料液室内的电导率；测量所述脱氮室和所述除磷室中液体的pH值，间歇取样测定所述脱氮室和所述除磷室中液体的氮元素和磷元素含量。

（4）所述料液室电导率在反应过程中逐渐下降至稳定后，切断电源。

在反应过程中，Cl^-通过阴离子交换膜进入到脱氮室，和Fe³⁺通过阳离子交换膜进入到除磷室中。Cl^-在阳极板失电子生成氯气，溶于水生成次氯酸，即有效余氯，水中的氨氮在与有效余氯接触时被氧化生成氮气得以去除，阳极板上产生的氧气会把亚硝酸盐氧化层硝酸盐并沉淀。进入除磷室中的Fe³⁺与水溶液中磷酸根反应生成沉淀得以去除。

优选地，所述步骤（3）中氮元素含量的测量包括碱性过硫酸钾紫外分光光度法测定总氮，锌铬还原法测定硝态氮，所述步骤（3）中磷元素含量的测量包括硫酸钾氧化法测定总磷。

优选地，所述脱氮室和所述除磷室之间设置通过管道和内循环泵导通，在反应过程中间歇式打开，可以达到总体脱氮除磷效果。

优选地，所述阴离子交换膜为CJMA-2，阳离子交换膜为CJMC-2。

优选地，阴极板和阳极板材料石墨电极。由于本方法中采用的三氯化铁溶液可以提供的氯离子和铁离子可以分别参与脱氮和除磷，因此，无需采用铁电极以产生铁离子，可以减小电极成本。

优选地，所述酸性三氯化铁溶液三氯化铁质量分数为45%，盐酸的质量分数为5%。