3D电化学软木颗粒工艺,用于从城市废水中去除药品
Paula V Remor1, Cristina Soares2, Luísa Correia-Sá2
1REQUIMTE/LAQV, ISEP, Polytechnic of Porto, Rua Dr. António Bernardino de Almeida 431, 4249-015, Porto, Portugal; LSRE-LCM - Laboratory of Separation and Reaction Engineering - Laboratory of Catalysis and Materials, Faculty of Engineering, University of Porto, Rua Dr. Roberto Frias, 4200-465, Porto, Portugal; ALiCE - Associate Laboratory in Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Porto, Rua Dr. Roberto Frias, 4200-465, Porto, Portugal.
使用软木颗粒的新型三维 (3D) 电化学工艺有效地从废水中去除新出现的污染物 (CEC). 这种基于软木的可持续方法比传统的处理方法提供了更高的效率和更低的能源消耗.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 电化学 电化学 电化学
- 水处理 处理水的方法
背景情况:
- 新兴关注的污染物 (CEC) 对水生生态系统和人类健康构成重大风险.
- 传统的废水处理方法往往难以有效地去除固的CEC.
- 电化学过程为先进的水净化提供了一个有前途的途径.
研究的目的:
- 评估一种新的3D电化学工艺,使用软木颗粒作为颗粒电极来去除CEC.
- 为了比较基于软木的3D系统与2D电化学过程和活性碳电极的性能.
- 评估基于软木的3D电化学工艺的能源消耗和环境影响.
主要方法:
- 使用软木颗粒作为粒子电极的3D电化学反应器的实施.
- 在两种反应器大小 (150毫升和750毫升) 中进行测试,使用或不使用加的CEC (硫甲醇和三甲胺).
- 与传统的2D电化学工艺和活性炭电极的比较.
- 分析除去效率,能源消耗和副产品的生态毒性.
- 生命周期评估 (LCA) 用于评估环境竞争力.
主要成果:
- 与2D工艺和活性炭相比,3D软木工艺显示出更高的去除效率.
- 硫甲醇 (SMX) 和三甲 (TMP) 的高清除率得到了实现,在一个反应堆中完全清除了SMX.
- 由于优化了电极与体积的比率,3D软木工艺表现出更低的能耗,特别是在较大的反应堆中.
- 从城市废水中检测到的19种CEC的显著清除 (>80%) 被观察到,15种CEC被清除低于检测限值.
- 生态毒性测试表明,使用NaCl电解液时,反应性物种存在潜在危险,需要进一步的去除策略.
结论:
- 基于软木的3D电化学工艺是一种高效和可持续的方法,可以从城市废水中去除CEC.
- 这种创新方法在效率和能源消耗方面比现有技术提供了优势.
- 建议进一步优化和副产品管理,以便大规模实施并最大限度地减少生态影响.
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