能源高效的介导配对电催化剂,用于同时生产H2O2和煤炭化学废水净化
Jiana Jing1, Yingying Du1, Chunhong Fu1
1Key Laboratory of Pollution Process and Environmental Criteria, Ministry of Education, College of Environmental Science and Engineering, Nankai University, Tianjin 300350, China; Tianjin Key Laboratory of Environmental Technology for Complex Trans-Media Pollution, College of Environmental Science and Engineering, Nankai University, Tianjin 300350, China; Tianjin Advanced Water Treatment Technology International Joint Research Center, College of Environmental Science and Engineering, Nankai University, Tianjin 300350, China.
一种新的介导配对电催化技术通过降解和氨,同时产生过氧化,有效地处理煤炭废水. 这种节能方法与传统治疗方法相比,大大降低了成本.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 电化学 电化学 电化学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 处理含有的煤化工废水是能源密集型的,在电力需求,当前利用和副产品控制方面面临挑战.
- 现有的方法往往难以同时去除各种污染物,如和氨.
- 需要可持续且具有成本效益的废水处理技术至关重要.
研究的目的:
- 开发一种节能且经济可行的方法来处理煤炭化学废水.
- 研究一种介导的配对电催化系统,用于同时降解污染物和产生过氧化.
- 优化工艺参数和评估膜性能,以提高效率.
主要方法:
- 采用了一种双室反应堆,采用混合金属氧化物 (MMO) 阳极和天然空气扩散阴极 (NADE).
- 介导电催化被用于污染物氧化和现场过氧化 (H2O2) 生产.
- 对比了质子交换膜 (PEM),阴离子交换膜 (CEM) 和双极膜 (BPM),其中PEM显示出优异的性能.
主要成果:
- 优化的工艺实现了高的去除效率:的95.25%,COD的75.43%,氨的70.79%,总的65.17%在90分钟内.
- 累计H2O2度达到了761.21 mg/L,使用PEM生产H2O2的特定能耗为3.79 kWh/kg.
- 与单独的阳氧化相比,电力成本降低了大约59%,与单一污染物的运行相比,降低了45%.
结论:
- 介导的配对电催化提供了一种有效的策略,用于同时降解煤炭化学废水中的和类污染物.
- 该系统可以在现场产生H2O2,提高处理效率,并提供抵消能源消耗的经济效益.
- 这种方法为先进的废水处理提供了一种可持续且具有成本效益的解决方案,大大降低了运营成本和环境影响.
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