فلتر تآزري بين الأنود والكاثود ينشط بيروكسيمونوسلفات في مواقع نشطة متعددة لتنقية المياه بشكل فعال واقتصادي

تطوير نظام ثنائي القطب فعال لتنشيط بيروكسيمونوسلفات (PMS) ضروري لتوسيع نطاق معالجة مياه الصرف الصحي وحل مشكلات السعة المنخفضة في المعالجة، وضعف التمعدن، واستهلاك الطاقة العالي. اقترحت هذه الدراسة غشاء الكاثود المعدل لاوكسيد اللانثانوم والكوبالت (LaCoO 3) مع شغف للأكسجين وTi 4 O 7 (LCVTO) وغشاء الكاثود المعدل بألياف كربونية نانو (C/CF) لتنشيط PMS معاً، محققين إزالة 100% من السلفاميثوكسيزيد (SMX) في 37.3 ثانية. كانت ثابتة السرعة (k = 15.84 دقيقة -1) أعلى بـ 12 و21 مرة من عمليات الأنود والكاثود، مع تقليل استهلاك الطاقة إلى 7.9% و4.6% على التوالي. يدعم هذا الفلتر إما إزالة الملوثات ذات التدفق العالي (1061 لتر/م 2 ·ساعة) أو التمعدن العميق (89%) عند 212.22 لتر/م 2 ·ساعة. أكدت طيفية الأشعة تحت الحمراء الكهروكيميائية في الموقع وحسابات نظرية الكثافة الوظيفية آلية التفاعل في مواقع نشطة متعددة، حيث يوفر الأنود (كوبالت وVo) •OH وSO 4 •– و1 O 2 بينما يسهم الكربون النانوي على الكاثود بإضافة 1 O 2 إضافية. أثبتت هذه العملية تكيفًا ممتازًا مع مستوى الأس الهيدروجيني (4-14) لإزالة SMX، وقابلية إعادة استخدام مذهلة، وقدرة على العمليات المستمرة. تتيح مرونتها لتداخل مصفوفة مياه الصرف الصحي معالجة فعالة واقتصادية سواء لمياه الصرف الناتجة عن تربية الأحياء المائية ذات التوصيل العالي أو لمياه الصرف البلدية ذات التوصيل المنخفض باستهلاك كهربائي منخفض بشكل ملحوظ (0.08-0.16 كيلو واط ساعة/كغ من COD). تقدم هذه الطريقة آفاقاً واعدة لمواجهة تحديات تلوث المياه في السياقات الصناعية والبيئية.