【摘 要】
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废水中的氨氮、磷酸盐如果处理不当或直接排放,会导致水体富营养化,威胁生态系统。废水中的氨氮转换成硝酸盐后毒性会更强,且磷是不可再生和替代的宝贵资源。因此,废水中氨氮的无害化去除且同时回收磷资源,是当前含氮磷废水处理的热点。近年来,以过硫酸盐为基础的高级氧化工艺处理废水中难降解污染物的研究受到关注。亚铁离子可以活化过硫酸盐产生具有强氧化能力的活性物种。本文针对废水中的氮磷,通过亚铁活化过硫酸盐强化体
【基金项目】
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国家自然科学基金（21777176）；
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废水中的氨氮、磷酸盐如果处理不当或直接排放,会导致水体富营养化,威胁生态系统。废水中的氨氮转换成硝酸盐后毒性会更强,且磷是不可再生和替代的宝贵资源。因此,废水中氨氮的无害化去除且同时回收磷资源,是当前含氮磷废水处理的热点。近年来,以过硫酸盐为基础的高级氧化工艺处理废水中难降解污染物的研究受到关注。亚铁离子可以活化过硫酸盐产生具有强氧化能力的活性物种。本文针对废水中的氮磷,通过亚铁活化过硫酸盐强化体系活性物种产生,提高污染物氮磷处理效率,旨在有效处理废水同时回收磷,实现废水的资源化处理。（1）采用氯化亚铁（FeCl2）活化过一硫酸盐（PMS）产生硫酸根自由基(SO4·-)和氯自由基（Cl·）,实现了水中NH4+、PO43-的同步无害化去除及磷的回收。研究了Fe2+/PMS/Cl-体系中的反应机制,考察了PMS浓度、Fe2+/Cl-、溶液p H值、温度、溶液共存CO32-浓度及腐殖酸（HA）浓度等条件对反应体系的影响。结果表明:当溶液p H为4.0、PMS投加量为20 mmol·L-1、Fe2+/Cl-摩尔分数为1/12时,反应30 min后,溶液中的NH4+去除率接近100%且以氮气（N2）形式实现NH4+无害化去除;PO43-的去除率也接近100%且以磷酸铁（Fe PO4）沉淀形式被回收;随着PMS浓度、Fe2+/Cl-以及温度的升高,Fe2+/PMS/Cl-体系中,NH4+去除率逐渐增大,但对PO43-的回收无明显影响;溶液中CO32-和HA的存在对NH4+去除有抑制作用。通过自由基淬灭实验和ESR分析证明,SO4·-和Cl·在Fe2+/PMS/Cl-体系中起主要作用。（2）采用Ti/RuO2阳极和Ti阴极,同时采用铁板作为感应电极,外部投加过二硫酸盐（PDS）,建立了一个EC/PDS体系,体系中产生硫酸根自由基(SO4·-)和氯自由基（Cl·）,实现了水中NH4+、PO43-的同步无害化去除及磷的回收。分别考察电压、极板间距、PDS浓度、电解质Na Cl浓度等因素对NH4+和PO43-去除的影响,讨论了磷酸铁的生成条件,并且利用自由基淬灭实验探究NH4+去除机理。结果表明:当电压为2.5 V,PDS的浓度为5 mmol·L-1,极板间距为1.5 cm,初始p H为3时,反应60min后,溶液中的NH4+去除率接近100%且以氮气（N2）形式实现NH4+无害化去除,PO43-的去除率也接近100%且以磷酸铁形式被回收。随着电解质Na Cl的浓度增加,NH4+的去除率增大。循环试验证明EC/PDS体系具有良好的稳定性。
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