通過高效富氧,大大提高了氧氣利用率,大大降低了能耗,為高效低耗電芬頓水處理技術的發展提供了簡單有效的創新策略。
北京時間這天(3月7日)凌晨,同濟大學環境科學與工程學院王瑩教授團隊的研究成果發表《美國國家科學院院刊》(PNAS),國際權威學術期刊,**標題為“Local O2 Concentrating Boosts the Electro-Fenton Process for Energy-Efficient Water Remediation”。
水中的有機汙染物對人類健康和生態環境構成嚴重威脅。 電芬頓技術通過電還原天然氧產生強氧化活性氧,從而降解水中的各種有機汙染物,無需化學新增劑,有望使用可再生能源,在有機廢水處理領域顯示出巨大的應用前景。 然而,氧氣在水中的低溶解度和緩慢擴散限制了電動Fenton技術的處理效率。 雖然曝氣可以增加氧氣**,但這種方法導致曝氣消耗的電能超過 75%,而有效利用的氧氣不到 1%。 如何提高電動芬頓工藝的氧氣利用率已成為降低能耗的關鍵問題。
簡單氧擴散(SOD)和區域性富氧(LOC)示意圖。
受到鰓呼吸過程的啟發,該團隊提出:“區域性富氧(LOC)”。構建了具有富氧效應的陰極,並結合原位電化學表徵技術和理論計算方法揭示了區域性富氧機理。 與傳統電極附近的“簡單氧擴散(SOD)”工藝不同,電極將溶解氧直接從本體溶液中連續提取到電化學反應介面,從而減少甚至消除了曝氣的需要,提高了氧氣的利用率11 倍以上,電動Fenton工藝的能耗降低超過65%。技術經濟分析和連續流實驗表明,所提出的“區域性富氧”方法是一種簡單有效的創新策略,為高效節能的電芬頓水處理技術的發展提供了新的思路。
*第一作者為同濟大學環境科學與工程學院博士研究生徐斌成,通訊作者為王穎教授,同濟大學為第一單位,共同通訊作者為清華大學環境學院水質與水生生態研究中心副研究員張工。 本專案得到了國家自然科學計畫**、國家重點研發計畫、上海市科委專案(由王瑩教授主持)的支援。
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*:環境科學與工程學院。
編輯:陳少英.
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同濟人就是這樣“追風”的,最美的不止今天!
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不辜負信任! 同濟代表和委員們都準備好了!
豎起大拇指!