【www.cqxinyijx.cn武漢純水設備】水污染一直是環(huán)境保護的重要問題之一。其中，難降解和不可生化的污染物更是水污染領域的“釘子戶”。其中的內分泌干擾物，持久性有機污染物等，更是可能會帶來致癌、致畸、致突變作用，甚至影響人類的內分泌系統(tǒng)，危害生殖健康。

長期以來，紫外光/雙氧水、紫外光/過硫酸鹽、電化學氧化、芬頓氧化等高級氧化技術是處理這類難降解污染物極常見的方法。但是在這些方法中，雙氧水的儲存和運輸存在很大的危險，在世界各地雙氧水爆炸造成了嚴重的傷亡和經(jīng)濟損失。武漢工業(yè)純水處理設備而相對較易儲存的過硫酸鹽，則會不斷增加水體鹽的含量，再加上紫外光或電能巨大的能量消耗，這導致了這類高級氧化技術的發(fā)展長期受限于成本和安全因素。

近日，同濟大學的科研團隊在國際學術雜志Small上，報道了以先進的原位電化學順磁共振技術作為理論研究基礎，開發(fā)了一種基于自由基氧化的新型廢水處理技術，無需外加化學氧化劑，采用間歇供電的策略，極大地節(jié)省了電化學污水處理的電能消耗，并解決傳統(tǒng)方法外加過硫酸鹽試劑帶來的試劑成本和水體鹽濃度上升的風險。

避免水體鹽化和降低試劑成本

傳統(tǒng)的基于硫酸根自由基的氧化技術中，需要不斷地外加過硫酸鹽才能維持系統(tǒng)的氧化能力，同時，過硫酸鹽會轉化成硫酸根離子，造成水體中硫酸鹽的含量越來越高，對生態(tài)環(huán)境的健康造成了極大的威脅。

然而該團隊開發(fā)地新技術中，利用廢水中原本存在的硫酸根離子，無需外加試劑，僅需要在間歇地低電位條件下即可活化產(chǎn)生強氧化性的硫酸根自由基。這種方法避免了不斷地加入過硫酸鹽，從而使得廢水的鹽濃度可以維持在一個適當?shù)胤秶鷥?。同時也避免了加入大量化學試劑帶來的高額成本。

間歇供電節(jié)約電能消耗

傳統(tǒng)的電化學氧化技術中，電能的消耗大使得許多企業(yè)對于這種污水處理技術望而卻步。尤其是隨著污染物濃度的降低，大量的電能消耗在水氧化上，而無法高效地降低有害成分。

在該研究團隊發(fā)展的新型電化學系統(tǒng)中，由于電極和電化學系統(tǒng)的特殊性，在斷電情況下仍能有效氧化污染物一段時間。采用合適的通斷電比例，相比于持續(xù)通電的情況下節(jié)約了電能消耗約40%，這使得這種方法在電能消耗方面具備了其他類似技術難以比擬的優(yōu)勢。武漢實驗室純水處理設備如果經(jīng)過合適的優(yōu)化措施，還有望進一步降低電能的消耗，這將為水污染控制技術帶來嶄新的技術思路。

新型自由基機理

為了研究該系統(tǒng)中的自由基化學機制，團隊與德國布魯克公司合作，采用原位電化學順磁共振儀結合自旋捕獲技術對這種電化學水處理技術中的自由基進行的檢測。

研究表明，這種持續(xù)氧化的能力得益于特殊的電極和電解池結構，使得過二硫酸鹽在體系中不斷累積，而在斷電情況下，這些累積的物質又會緩慢地活化為強氧化性的自由基，從而實現(xiàn)在斷電階段的持續(xù)氧化污染物。這種原位電化學順磁共振測量方法，將繼續(xù)為后續(xù)的一系列研究工作作為理論支撐。