紫外辅助电化学氧化技术处理含盐废水：协同增效机制与工程应用探索

为解决高盐废水中有机污染物难降解、传统处理效率低及有毒副产物生成等问题，研究人员创新性开发紫外辅助电化学氧化（UV/EO）系统，通过EPR和GC-MS等技术证实UV辐照可显著提升羟基自由基（OH·）生成，使TOC去除率提升12.3%（达68.9%），为高盐工业废水处理提供绿色高效解决方案。

　　

随着工业快速发展，农药、石油化工、印染等行业排放的高盐废水已成为严峻的环境挑战。这类废水不仅含有高浓度氯化钠，还富含酚类、多环芳烃等有毒有机物，传统生物处理法效率低下，而单纯电化学氧化（EO）易产生ClO₂
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、ClO₃
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等有毒副产物。如何实现高效降解与资源回收的双重目标，成为当前研究的关键瓶颈。

针对这一难题，国家自然科学基金资助的研究团队在《Journal of Electroanalytical Chemistry》发表论文，提出紫外辅助电化学氧化（UV/EO）的创新工艺。研究通过电子顺磁共振（EPR）捕获自由基、GC-MS/HPLC分析中间产物等技术，系统解析了UV辐照与EO的协同机制。结果表明，UV通过光解活性氯促进OH·生成，使苯酚降解路径从间接氧化主导转向自由基链式反应，最终实现真实工业废水TOC去除率68.9%，较单独EO提升12.3%。

主要技术方法
研究采用模拟含酚盐水（含0.1 M NaCl）和实际工业废水双体系对比，通过自由基捕获剂（DMPO）结合EPR鉴定OH·和Cl·等活性物种，利用GC-MS/HPLC追踪中间产物，并采用自由基抑制实验（添加NB、BA等淬灭剂）验证降解路径。关键参数如电流密度（10-30 mA/cm²
）、UV波长（254 nm）通过响应面法优化。

研究结果

1. Phenol oxidation with UV/EO
   EO单独处理120分钟COD去除率69.4%，而UV/EO协同体系提升至81.7%。EPR证实UV辐照使DMPO-OH信号强度增强3.2倍，表明OH·是主要活性物种。

2. Degradation pathway analysis
   GC-MS检测到对苯二酚、马来酸等7种中间体，UV/EO体系比EO单独处理多产生2种开环产物，证明UV促进芳香环断裂。自由基抑制实验显示，OH·贡献率占降解效率的73.5%。

3. Real wastewater treatment
   处理实际印染废水时，UV/EO的TOC去除率（68.9%）显著高于EO（56.5%），且氯酸盐生成量降低42%，证实该技术兼具高效性与安全性。

结论与意义
该研究首次阐明UV/EO体系中“活性氯光解-自由基增殖”的级联反应机制，突破高盐废水处理中矿化不足与毒性累积的双重限制。通过将紫外光能转化为化学氧化势能，不仅减少电能消耗（较传统EO节能18%），还为工业废水资源化提供新思路。论文成果已获国家自然科学基金重点支持，有望在化工园区废水处理中实现规模化应用。