【m.taozhaisz.com武漢純水設(shè)備】水污染一直是環(huán)境保護(hù)的重要問(wèn)題之一。其中，難降解和不可生化的污染物更是水污染領(lǐng)域的“釘子戶”。其中的內(nèi)分泌干擾物，持久性有機(jī)污染物等，更是可能會(huì)帶來(lái)致癌、致畸、致突變作用，甚至影響人類的內(nèi)分泌系統(tǒng)，危害生殖健康。

長(zhǎng)期以來(lái)，紫外光/雙氧水、紫外光/過(guò)硫酸鹽、電化學(xué)氧化、芬頓氧化等高級(jí)氧化技術(shù)是處理這類難降解污染物極常見(jiàn)的方法。但是在這些方法中，雙氧水的儲(chǔ)存和運(yùn)輸存在很大的危險(xiǎn)，在世界各地雙氧水爆炸造成了嚴(yán)重的傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。武漢工業(yè)純水處理設(shè)備而相對(duì)較易儲(chǔ)存的過(guò)硫酸鹽，則會(huì)不斷增加水體鹽的含量，再加上紫外光或電能巨大的能量消耗，這導(dǎo)致了這類高級(jí)氧化技術(shù)的發(fā)展長(zhǎng)期受限于成本和安全因素。

近日，同濟(jì)大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)在國(guó)際學(xué)術(shù)雜志Small上，報(bào)道了以先進(jìn)的原位電化學(xué)順磁共振技術(shù)作為理論研究基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)了一種基于自由基氧化的新型廢水處理技術(shù)，無(wú)需外加化學(xué)氧化劑，采用間歇供電的策略，極大地節(jié)省了電化學(xué)污水處理的電能消耗，并解決傳統(tǒng)方法外加過(guò)硫酸鹽試劑帶來(lái)的試劑成本和水體鹽濃度上升的風(fēng)險(xiǎn)。

避免水體鹽化和降低試劑成本

傳統(tǒng)的基于硫酸根自由基的氧化技術(shù)中，需要不斷地外加過(guò)硫酸鹽才能維持系統(tǒng)的氧化能力，同時(shí)，過(guò)硫酸鹽會(huì)轉(zhuǎn)化成硫酸根離子，造成水體中硫酸鹽的含量越來(lái)越高，對(duì)生態(tài)環(huán)境的健康造成了極大的威脅。

然而該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)地新技術(shù)中，利用廢水中原本存在的硫酸根離子，無(wú)需外加試劑，僅需要在間歇地低電位條件下即可活化產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的硫酸根自由基。這種方法避免了不斷地加入過(guò)硫酸鹽，從而使得廢水的鹽濃度可以維持在一個(gè)適當(dāng)?shù)胤秶鷥?nèi)。同時(shí)也避免了加入大量化學(xué)試劑帶來(lái)的高額成本。

間歇供電節(jié)約電能消耗

傳統(tǒng)的電化學(xué)氧化技術(shù)中，電能的消耗大使得許多企業(yè)對(duì)于這種污水處理技術(shù)望而卻步。尤其是隨著污染物濃度的降低，大量的電能消耗在水氧化上，而無(wú)法高效地降低有害成分。

在該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展的新型電化學(xué)系統(tǒng)中，由于電極和電化學(xué)系統(tǒng)的特殊性，在斷電情況下仍能有效氧化污染物一段時(shí)間。采用合適的通斷電比例，相比于持續(xù)通電的情況下節(jié)約了電能消耗約40%，這使得這種方法在電能消耗方面具備了其他類似技術(shù)難以比擬的優(yōu)勢(shì)。武漢實(shí)驗(yàn)室純水處理設(shè)備如果經(jīng)過(guò)合適的優(yōu)化措施，還有望進(jìn)一步降低電能的消耗，這將為水污染控制技術(shù)帶來(lái)嶄新的技術(shù)思路。

新型自由基機(jī)理

為了研究該系統(tǒng)中的自由基化學(xué)機(jī)制，團(tuán)隊(duì)與德國(guó)布魯克公司合作，采用原位電化學(xué)順磁共振儀結(jié)合自旋捕獲技術(shù)對(duì)這種電化學(xué)水處理技術(shù)中的自由基進(jìn)行的檢測(cè)。

研究表明，這種持續(xù)氧化的能力得益于特殊的電極和電解池結(jié)構(gòu)，使得過(guò)二硫酸鹽在體系中不斷累積，而在斷電情況下，這些累積的物質(zhì)又會(huì)緩慢地活化為強(qiáng)氧化性的自由基，從而實(shí)現(xiàn)在斷電階段的持續(xù)氧化污染物。這種原位電化學(xué)順磁共振測(cè)量方法，將繼續(xù)為后續(xù)的一系列研究工作作為理論支撐。