高盐含酚废水的处理是工业水处理的难点。废水中高浓度的盐分虽然为电化学氧化提供了良好的导电性,但氯离子在阳极被氧化为活性氯和有毒的氯代有机副产物,带来二次污染风险。紫外活化过硫酸盐技术能产生强氧化性的硫酸根自由基,但对高盐废水中的酚类降解效率受限于传质。将紫外/过硫酸盐与电化学氧化相耦合,可以构建一个多机制协同的深度处理系统。该系统的核心是一个流通式电化学反应器,阳极为钌铱钛涂层电极,阴极为石墨毡,反应器内集成紫外灯管。
在反应过程中,阳极电解废水中的氯离子产生活性氯,紫外光同步活化过硫酸盐产生硫酸根自由基和羟基自由基,同时紫外光解活性氯产生氯自由基和额外的羟基自由基。硫酸根自由基、羟基自由基和氯自由基等多种活性物种协同进攻酚类有机物,实现了高效矿化。更为重要的是,紫外光的照射使得活性氯被持续光解,避免了其大量积累,从而从源头上抑制了氯代有机副产物的生成。同时,电化学阴极还原溶解氧产生过氧化氢,进一步增强了体系的氧化能力。这种多物种协同、光解抑副产物的机制,使得该系统在处理高盐含酚废水时展现出卓越的性能。
实验结果显示,在优化的电流密度、过硫酸盐投加量和紫外光强下,该协同系统对苯酚的去除率在30分钟内达到99%以上,总有机碳矿化率超过85%,出水中未检测到氯代酚等有毒副产物。与单独电化学氧化或单独紫外/过硫酸盐体系相比,协同系统的处理效率和电流效率显著提升。该系统为高盐难降解有机工业废水的处理提供了一种清洁、高效、安全的新型高级氧化技术方案。
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