为开发经济和环境安全的木质素降解技术采用ECO-BD(electrochemical oxidation and biodegradation,电化学氧化与生物降解)工艺联合降解木质素,以Ti/Sn-SbO_2电极为阳极,无水Na_2SO_4为电解质在恒电流条件下,应用响应面法得到ECO-BD联...为开发经济和环境安全的木质素降解技术采用ECO-BD(electrochemical oxidation and biodegradation,电化学氧化与生物降解)工艺联合降解木质素,以Ti/Sn-SbO_2电极为阳极,无水Na_2SO_4为电解质在恒电流条件下,应用响应面法得到ECO-BD联合降解木质素的最佳电化学条件:电流密度为8.64 mA/cm^2,电量为20.00kC,c(Na_2SO_4)为0.15 mol/L.在该条件下,ECO-BD对1g/L木质素溶液的COD_(Cr)去除率为59.31%,单位能耗为28.87 kW·h/kg.采用傅里叶变换红外光谱及气相色谱-质谱对ECO-BD联合降解木质素过程中的降解产物进行分析发现,ECO能有效地破坏木质素的酚羟基结构及发色基团,木质素多聚体的醚键先被断裂形成单体,随后芳环结构被氧化生成醌类化合物,再进一步开环和裂解生成小分子酸类或被矿化成CO_2和H_2O;电解后溶液生化可降解性由0.20~0.25升至0.31~0.37缩短了后续生物降解时间.研究显示,ECO能先行打断抵御微生物攻击的木质素顽固键合结构,有利于后续BD消除残余碎片,实现木质素的ECO-BD高效低成本降解.展开更多