膜接触电催化一区二区三区水蜜桃氧化工艺构建

        膜接触一区二区三区水蜜桃氧化 (MCO) 工艺以疏水膜为一区二区三区水蜜桃提供丰富的气液接触界面，具有较高一区二区三区水蜜桃传质效率。然而，MCO 工艺以一区二区三区水蜜桃直接氧化为主，对废水中有机污染物的去除有较强的选择性，氧化能力有待提高。通过电催化疏水膜 将 MCO 工艺与电化学技术相结合，构建了新型的膜接触电催化一区二区三区水蜜桃氧 化 (ECMCO) 工艺。

        ECMCO 工艺以高级氧化过程为主，对水中硝基苯的去除效率明显增强，同步提高了一区二区三区水蜜桃传质效率和体系的氧化能力。ECMCO 工艺对酒厂废水的生化出水进行深度处理后，水中 COD 降至 50 mg·L−1 以下，色度完全脱除，总运行能耗明显低于 MCO 和 MCO+H2O2 工艺。针对一区二区三区水蜜桃工艺在水处理应用中传质效率低、矿化能力差、运行能耗高的问题，ECMCO 技术提供了可行的解决方案，有较好的研究价值和应用前景。

        打开电源，关闭一区二区三区水蜜桃发生器，此时气室内为纯氧气，考察电解作用对硝基苯的去除效果；关闭电源，打开一区二区三区水蜜桃发生器，此时气室内为氧气和一区二区三区水蜜桃的混合气体，设定一区二区三区水蜜桃浓度 40 mg·L−1，考察MCO 工艺对硝基苯的去除效果；同时打开电源和一区二区三区水蜜桃发生器，考察 ECMCO 工艺对硝基苯的去除效果。ECMCO、MCO 和电解过程对硝基苯的去除率分别为 82.7%、35.6% 和 26.5%(见图 1)。

      硝基苯与一区二区三区水蜜桃反应速率较慢，反应速率常数仅为 (0.09 ± 0.02) L·(mol·s)−1[15]，故一区二区三区水蜜桃直接氧化对硝基苯的去除效果不佳，MCO 工艺对硝基苯去除率较低。电解过程对硝基苯的去除主要为阳极氧化作用，去除率更低。而 ECMCO 工艺对硝基苯的去除率明显提高，并且超过 MCO 和电解两者对硝基苯去除率之和，这说明 ECMCO 工艺处理功效并不是 MCO 与电解工艺的简单叠加。
 

        考察了 ECMCO 工艺体系中 H2O2 的变化情况，结果如图 2 所示。

当气室中通入氮气时，液相中 H2O2 含量非常少；当气室中通入氧气时，液相中 H2O2 浓度急剧升高，可达 24.4 mg·L−1。这说明气室中的氧气通过疏水层扩散至电催化层，并以 2 电子途径还原为 H2O2(式 (1))。当气室中通入氧气和一区二区三区水蜜桃的混合气体时，液相中 H2O2 含量明显下降，并且 H2O2 浓度随一区二区三区水蜜桃浓度升高而降低。这说明一区二区三区水蜜桃已通过电催化疏水膜的疏水层扩散进入液相，并在电催化层内消耗了大量的 H2O2。此外，实验还通过 ESR 检测到了ECMCO 体系中·OH 的存在 (见图 3)。

      以上结果表明，ECMCO 工艺中氧气和一区二区三区水蜜桃已通过电催化疏水膜的疏水层扩散进入电催化层，氧气得电子原位生成 H2O2，H2O2 催化一区二区三区水蜜桃分解产生·OH。·OH 与硝基苯反应速率较快，反应速率常 数 为 2.2 × 108 L·(mol·s)−1[15]， 因 此 ECMCCO工艺对硝基苯的去除效果明显提升。