铁阴极活化过硫酸盐高效去除水中四环素的动力学研究

抗生素广泛存在于地表水和地下水中,对水生环境和人类健康构成了严重威胁,已成为国际公约管控的重要新污染物。高级氧化技术是处理难降解新污染物的有效技术。基于电化学-过硫酸盐的高级氧化技术在抗生素等新污染物治理中受到了广泛关注,但传统铁阳极活化方法仍存在污泥产量大等缺陷。因此,本研究开发了基于铁阴极电化学活化过硫酸盐(PDS)的高级氧化技术,并研究了其对抗生素(四环素)的降解动力学和机理。研究建立了四环素降解的多过程耦合动力学理论模型,模型模拟结果与实验数据基本吻合,结果表明铁阴极体系能高效降解四环素(0.42±0.00738 M^(-1)·s^(-1))并降低电极损耗。通过对主控因子的解析,发现PDS浓度、电流大小、初始pH值、初始四环素浓度均能不同程度影响四环素的降解动力学。通过对降解机制研究,发现铁阴极体系中的主要活性氧物种为·SO_(4)^(-)和·OH,它们对四环素降解的贡献分别为28.02%和71.98%。研究结果为应用铁阴极-过硫酸盐技术高效治理抗生素等新污染物提供了重要支撑。