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污水中除磷工艺的优化研究程凤（九江市生态环境预警应急管控中心，江西九江332000）摘要：本文提出了一种新的污水中高效除磷工艺技术，对电化学除磷的技术要点进行了分析。结果表明，电压对电化学除磷的效果影响最大，电压越大除磷效果越显著。当电解磷的质量浓度在 0.5 mg/mL13 mg/mL，以铁作正极，铝作负极，在电压为 30 V，电流为 1A 下电解 60 min，对污水中磷的去除效率达到了 96.2%以上，极大地提升了污水中除磷的效率和安全性。关键词：电化学法污水除磷电解质中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1004-7050（2022）09-0173-02引言随着工业化和城市化进程的不断发展，工业污水和城市污水的排放量激增，这些污水中含有大量的磷元素，若不经处理直接排放到水体中，将导致水体富营养化，造成严重的水体污染。目前常用的除磷方案主要包括物理吸附法、化学沉淀法、生物处理法等。物理吸附法相对比较简单，但吸附效率低、成本高，化学沉淀法需要在水体中加入化学药剂，容易导致水体的二次污染，生物处理法则存在着效率低、对磷的处理效果差，无法满足高效、经济除磷的需求1。本文提出了一种新的电化学处理方案，对电化学处理方案原理和电化学参数进行了研究，结果表明，电流对电化学处理效果的影响不明显，电压越大电化学处理效果越好，电压越小电化学处理效果越差。以质量浓度为 0.5 mg/mL13 mg/mL 的电解磷为例，以铁作正极，铝作负极，在电压为 30 V，电流为 1 A 的情况下电解 60 min，对污水中磷的去除效率达到了 96.2%以上，极大地提升了污水中的除磷效率和经济性，具有极大的应用推广价值。1试验方案设计为了确保电化学除磷方案测试的准确性，所使用的铝棒和铁棒均使用纯金属制作，所使用的废水取自污水站，废水中电解磷的质量浓度选择为最常见的 0.5 mg/mL13 mg/mL，磷测定试剂盒采用了杭州陆恒生物的产品，分光度采用了 722N 型高精密分光度计，供电设备采用了 MPS-3005L-3 型直流电源2。目前电化学法常用的电极材料为金属铝和金属铁，在给两个电极通电后，在阳极释放出阳离子，在阴极电处接触氢氧根离子3，经过反应后生成氢氧化物胶体4，同时产生的金属阳离子还能和污水中的磷酸根离子反应，生成絮状沉淀物，达到净化除磷的目的。在测试时，首先取 100 mL 中水放入烧杯中，然后插入电极并按表 1 所列的实验条件逐一进行测试，最后计算每种方案下废水中的磷去除率5。由实际对比可知，各因素对磷去除率的影响依次是电极、电压、电流和电解时间，因此在进行废水电化学处理时需要将铁作为正极、将铝作为负极，提高反应时的效率和除磷效果。2废水电化学处理分析在中水电化学验证的基础上，将铁作为正极，将铝作为负极，对废水进行电化学处理分析，实验方案汇总如表 2 所示。由表 2 可知，当电化学处理的阳极和阴极确定后，各因素对磷去除率影响从大到小依次是电解时间、电压、电流。由此可知当电压为 30 V，电流为 1 A，电解时间为 60 min 的情况下具有最大的磷去除率。收稿日期：2022-08-24作者简介：程凤，女，1984 年出生，毕业于华中师范大学，硕士学位，助理工程师，研究方向为环境保护、环境监测。总第 205 期2022 年第 9 期山西化工Shanxi Chemical IndustryTotal 205No.9，2022DOI:10.16525/14-1109/tq.2022.09.069表 1电化学法测试条件汇总表方案电极方案（阳极/阴极）反应电压/V反应电流/A反应时间/s去除率/%方案一铝/铝60.5203方案二铝/铝161402方案三铝/铝251.56018方案四铝/铁61603方案五铝/铁161.5209方案六铝/铁250.54090方案七铁/铝61.54094方案八铁/铝160.56096方案九铁/铝251.02096表 2废水处理方案汇总表方案反应电压/V反应电流/A反应时间/s去除率/%方案一250.52043.88方案二301.04080.08方案三351.56095.90方案四250.56095.75方案五301.02054.78方案六351.54077.33方案七250.54084.12方案八301.06096.20方案九351.52058.30环境保护山西化工第 42 卷2.1电压对处理效果的影响分析对中水处理验证结果、废水处理验证结果进行汇总，不同电压情况下的磷去除率变化情况如图 1 所示。由图 1 可知，不管是在中水中还是在污水中，磷的去除率均随着电压的增加而增大，这主要是由于电压越大，在工作时电解出的阳离子就越多，能够和水中的化合物形成更多的磷酸盐沉淀6，因此能够表现出更强的除磷效果。2.2电流对除磷效果影响对中水处理验证结果、废水处理验证结果进行汇总，不同电流情况下的磷祛除率变化情况如图 2 所示。由图 2 可知，在处理中水时，对水中的除磷效果先降低，然后逐步增加，当电流为 0.5 A 时具有最高的除磷率，而当电流为 1 A 时的除磷率反而最低。当在污水中进行除磷时，除磷效果随着电流的增加而增大，当电流超过 0.5 A 后除磷效率增加极慢，当电流为 1 A 时具有最大的除磷效果。这主要是因为，油液废水中的化学成分复杂，导致污水中的离子浓度不得发生变化，影响了铁离子和水质中的磷酸根的反应7，因此在污水中，电流的变化，对磷的处理效率影响有限。2.3电解时间对磷去除率的影响对中水处理验证结果、废水处理验证结果进行汇总，不同电解时间情况下的磷去除率变化情况如图 3所示。由实际对比结果可知，在处理中水时，磷去除率随着反应时间的增加先增大后减小，当反应时间为40 min 时具有最大的去除率。在处理废水时，废水中的磷去除率则是随着反应时间的增加逐步增大，当反应时间为 60 min 的情况下具有最大的磷去除率。但当反应时间超过 40 min 后水中的磷酸铁8浓度逐渐降低，因此在一定程度上影响了磷去除率的提升，因此需要根据实际需求选择废水的电化学处理时间。3结论为了解决传统污水处理方案效率低、经济性差的不足，提出了一种新的电化学除磷工艺技术，对电化学除磷的技术要点进行了分析，对电流、电压、除磷时间对废水中的除磷效果进行了实验验证，结果表明：1）在处理中水时，各因素对磷去除率的影响依次是电极、电压、电流和电解时间，因此在进行废水电化学处理时需要将铁作为正极、将铝作为负极，提高反应时的效率和除磷效果。2）在处理废水时，在电极一定的情况下，各因素对磷去除率影响从大到小依次是电解时间、电压、电流。3）以铁作正极，铝作负极，在电压为 30 V、电流为 1 A 的情况下电解 60 min，对污水中磷的祛除效率达到了 96.2%以上。参考文献1林岚，张彦隆，曹文志，等.同步脱氮除磷技术研究进展J.工业水处理，2019，39（10）：7-13.2吴梦，张大超，徐师，等.废水除磷工艺技术研究进展J.有色金属科学与工程，2019，10（2）：97-103.3刘洋，陈武，吴达，等.电化学处理废水过程产气作用及危害研究进展J.应用化工，2018，47（10）：2235-2241.4廖传华，韦策，赵清万，等.生物法水处理过程与设备M.北京：化学工业出版社，2016：278-279.5颜会全，李静萍.电化学法水处理技术发展综述J.化工时刊，2016，30（6）：42-45.6郭静，李清曼.影响电化学法污水除磷提级的因素研究J.环境科学与技术，2015，38：157-161.7孟锋，柴易达，杨敏鸽，等.电絮凝法去除中水中的氨氮和总磷及机理探讨J.当代化工，2020，49（2）：283-286.8李敏，陈洪岳，孙照明，等.电动联合法对复合重金属污染底泥的修复J.环境工程学报，2021，15（5）：1652-1661.图 1电压对水中磷处理率影响效果分析100908070605040302051015202530电压/V磷去除率/%废水中水图 2电流对水中磷处理率影响效果分析90807060504030200.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2电流/A磷去除率/%废水中水图 3电解时间对水中磷处理率影响效果分析120100806040202030405060时间/min废水中水磷去除率/%（英文摘要下转第 187 页）1742022 年第 9 期Optimization of Phosphorus Removal Process in SewageCheng Feng（Jiujiang Ecological Environment Early Warning Emergency Control Center,Jiujiang Jiangxi 332000）Abstract:In this paper,a new high efficiency phosphorus removal technology in sewage is proposed,and the technical essentials ofelectrochemical phosphorus removal are analyzed.The results show that the voltage has the greatest influence on the electrochemicalphosphorus removal effect,and the greater the voltage is,the more significant the phosphorus removal effect will be.When the massconcentration of electrolytic phosphorus is 0.5 mg/mL13 mg/mL,iron is used as the positive electrode,aluminum is used as the negativeelectrode,and the voltage is 30 V,the current is 1 A,the electrolysis time is 60 min,the phosphorus removal efficiency in the sewage ismore than 96.2%,which greatly improves the efficiency and safety of phosphorus removal in the sewage.Key words:electrochemical method;sewage;phosphorus removal;electrolyte（上接第 174 页）Thinking and Practice Analysis of CO2Conversion under the Carbon Neutralization Target inChinaWang Shaohui,Guo Xiongwei（Hebei Hengyi Testing Technology Group Co.,Ltd.,Handan Hebei 056003）Abstract:At the moment of Chinas all-round social development,low-carbon environmental protection+green development has becomean important strategy for Chinas social development.Global warming has become an important environmental problem that the world paysattention to.The earth is the home for people to live on.Global warming and greenhouse effect have become the culprits of destroying theearths ecological environment.Social development cannot be separated from carbon emissions.Especially in the era of slow development ofgreen technology and green energy,energy consumption is required to achieve national economic development.According to the survey,China is the worlds largest carbon dioxide emitter,accounting for about 28%of the worlds emissions.China is also the worlds largestenergy consumer and greenhouse gas emitter.This paper will analyze the connotation of carbon neutralization target in detail,and explorethe CO2conversion methods under Chinas carbon neutralization target and the CO2conversion practice strategies under Chinas carbonneutralization target.Key words:carbon neutral target;CO2conversion;CCUS technology门来说，政府部门应该将碳中和目标与地区发展目标紧密结合，加大核心技术研发和项目拨款，对生产企业 CO2转化技术引入进行补贴，完善 CO2排放的交易机制和价格形成机制，促进我国能源市场深化改革。4结语总而言之，CO2转化技术实践的意义重大，是实现我国碳中和目标的重要途径，社会各个领域都应该认识到碳中和目标实现的重要价值，真正为实现“低碳环保+绿色发展”战略做出贡献。深入对社会经济发展必须的能源进行统筹，以煤油气为一次能源、以电能为二次能源，实现以电热为一次能源、氢为二次能源转变，重视 CCUS 技术应用，逐步实现有碳能源向无碳能源方向发展，稳步实现“双碳”发展目标。参考文献1张全斌，周琼芳.“双碳”目标下中国能源 CO2减排路径研究J.中国国土资源经济，2022，35（4）：22-30.2周淑慧，王军，梁严.碳中和背景下中国“十四五”天然气行业发展J.天然气工业，2021，41（2）：171-182.3黄晟，王静宇，李振宇.碳中和目标下石油与化学工业绿色低碳发展路径分析J.化工进展，2022，41（4）：1689-1703.4黄彦昊，张超，曾令勇，等.碳达峰,碳中和目标下抗 CO2双相混合导体透氧膜研究进展J.材料研究与应用，2022，16（2）：183-197.5白云云，梁颖，王文宣，等.碳中和背景下的 CO2地质封堵能力评价参数研究J.石油化工应用，2021，40（6）：44-47.6张浩楠，申融容，张兴平，等.中国碳中和目标内涵与实现路径综述J.气候变化研究进展，2022，18（2）：240-252.欢迎投稿 欢迎订阅联系电话：[phone]电子邮箱：王少辉，郭雄伟：中国碳中和目标下 CO2转化的思考与实践解析187