Simultaneous Desalination and Glyphosate Degradation by a Novel Electro-Fenton Membrane Distillation Process.
Environ Sci Technol · 2023 · 57:19023-19032 · PMID 37556354 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 농업과 정책 > 기타·종설
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글리포세이트 생산 공정의 산업 폐수는 높은 염분과 난분해성 유기 오염물질을 포함한다. 이러한 종류의 물에서 유기물을 제거하고 무기염을 재활용하는 것은 어려운 과제이다. 본 연구에서는 증기와 산소를 양방향으로 전달할 수 있고 전기화학적으로 $\text{H}_2\text{O}_2$를 합성할 수 있는 막 기반 전극(Mem-GDE)을 활용하여 전기-펜톤(EF)과 막증류(MD)를 단일 반응기에 결합하였다. MD의 작동 열 조건은 펜톤 반응을 크게 촉진하였고, 따라서 글리포세이트 제거에도 효과적이었다. 운전 중 Mem-GDE에 침착된 Fe 종은 그 촉매 활성과 흡착 능력을 향상시켰으며, 이는 글리포세이트의 가역 반응 속도 상수(apparent reaction rate constant)를 6배 증가시키는 결과를 가져왔다. 이 새로운 EF-MD 공정은 유기물과 무기물을 동시에 제거하고 농축함으로써, 후속 결정화 비용을 절감하고 고품질의 결정염을 얻는 데 매우 의미가 있다. 본 연구는 유기-무기 하이브리드 폐수 처리를 위한 효율적인 방법을 제공한다.ORIGINAL ABSTRACT
The industrial effluent from glyphosate production has high salinity and refractory organic contaminants. The removal of organics and the recycling of inorganic salts from this kind of water are challenging issues. In this study, electro-Fenton (EF) and membrane distillation (MD) were coupled in a single reactor utilizing a membrane-based electrode (Mem-GDE) with the ability to bidirectionally transfer vapor and oxygen and electrochemically synthesize H2O2. The operating thermal conditions for MD significantly promoted Fenton reactions and, thus, the removal of glyphosate. During operation, Fe species deposited on the Mem-GDE and enhanced its catalytic activity and adsorptive capacity, which markedly increased the apparent reaction rate constant of glyphosate by 6 times. This novel EF-MD process simultaneously removed organics and concentrated the inorganics, which is very meaningful for decreasing the costs for subsequent crystallization and achieving high-quality crystal salts. This study provides an efficient method for the treatment of organic-inorganic hybrid wastewater.| 저자 | Li, K.; Zhu, S.; Liu, Z.; Wang, Z.; Liu, H.; Zhang, Y.; Xu, L.; Zhang, Y.; Wang, J.; Wang, J. |
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| 저널 | Environmental science & technology |
| 권·호·쪽 | 57(47), 19023-19032 |
| PMID | 37556354 |
| DOI | 10.1021/acs.est.3c02987 |
| MeSH | Distillation; Hydrogen Peroxide; Salts; Wastewater; Water Pollutants, Chemical; Oxidation-Reduction; Glyphosate |