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国内刊号：33-1127/P
国际刊号：1000-3770
发布日期:
作者：张国才1, 陈胜1, 张磊2, 胡博炫2, 吕建兵2
单位：1.中交四航工程研究院有限公司,510540; 2.广东工业大学土木与交通工程学院,510006：广东 广州
关键词：Co(II)介导电化学,PMS,AOPs,隧道排水系统,淤堵,腐殖酸
基金：复杂地质条件下隧道填充性岩溶处治技术研究（ZJKY006）; 国家自然科学基金-青年科学基金项目（42002249）; 广东省重点领域研发计划项目（2019B110207001）
研发一种可有效降解天然有机物（NOM）的净化工艺,有效预防NOM的过度累积导致的隧道排水系统淤堵病害,从而提升高速公路隧道的养护效果和安全性。鉴于此,开发一种Co（II）介导的电化学活化过氧单硫酸盐（PMS）高级氧化技术（EC/Co（II）/PMS）用于隧道排水系统中NOM的高效去除。研究结果表明,以腐殖酸（HA）作为目标底物,在Co（II）介导的PMS体系上引入电场,对HA的去除率可在25 min内达到90.8%。阴极促进了Co（III）/Co（II）周转,从而高效活化PMS产生硫酸根自由基（SO<sub>4</sub><sup>?-</sup>）、羟基自由基（HO?）和单线态氧（<sup>1</sup>O<sub>2</sub>）,并伴随Co（IV）的产生。体系中存在SO<sub>4</sub><sup>?-</sup>、HO?和<sup>1</sup>O<sub>2</sub>这些活性物质协同Co（III）、Co（IV）和直接电氧化作用共同氧化分解去除隧道排水系统水质中HA。SO<sub>4</sub><sup>?-</sup>、HO?和其他活性物质的氧化贡献率分别为19.8%、2.0%和78.2%。提升电流密度、Co（II）浓度、适当提升温度和PMS浓度以及在弱碱性环境下均有利于HA的去除,但过度提升电流密度会产生过多的能耗,会降低Co（II）的环境容纳性以及PMS的利用率。重复试验结果显示,电极可保持Co（II）稳定的催化能力。在不同水基质成分中,氯盐有利于HA的去除,碳酸盐则是抑制作用。实际隧道水试验显示,Co（II）介导的电化学活化PMS体系对于隧道排水系统的有机物表现出良好的去除效果,从而显著抑制了结晶淤堵的产生,有助于隧道排水系统淤堵病害的预防。
来源：2026年第2期
《水处理技术》期刊编辑部
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