改性电极-电芬顿体系对磺胺甲噁唑的降解效能及其路径

来源：环境工程技术学报杂志2025年第5期北京时间：

作者：杨帅, 沈越, 孙蕾, 苏婧, 张运, 崔盼盼, 谢杰燃, 刘峰

摘要：近年来，抗生素污染已在全球范围引起广泛关注，为探索绿色节能的含抗生素废水处理工艺，采用γ-FeOOH和CeO2分别制备改性阴极，深入探究其在电芬顿系统（传统芬顿反应结合电化学高级氧化技术）及生物电芬顿系统（利用微生物产生的电能驱动电芬顿反应）中对常规污染物及磺胺甲噁唑的去除效果。结果表明：在微电环境下电芬顿系统中，γ-FeOOH改性电极展现出优异性能，900 mV条件下，其对COD、TOC和磺胺甲噁唑的去除率分别达到72.5%、63.0%和91.6%；300 mV条件下，其对COD和TOC的去除率高于对照组在900 mV时的去除率，表明改性电极在低电压下即可实现高效的污染物去除，显著优于单纯提高电压的传统方法，且能够有效节约电能。在生物电芬顿系统中，改性电极对COD和TOC的去除效果显著提升。其中，γ-FeOOH改性电极对COD和TOC的去除率均提升了15个百分点以上，对磺胺甲噁唑的去除率提高了40个百分点以上。通过对磺胺甲噁唑降解产物的分析，推测其降解的两条途径分别为以4-氨基苯磺酸为中间产物并逐步矿化为甲烷，以及通过硝化和脱硝反应后实现矿化。研究结果可为开发高效电极材料、生物微电利用及高效节能水处理工艺提供技术支持。

关键词：抗生素, 磺胺甲噁唑（SMX）, 电芬顿, 产电性能, 脱碳, 除磷, 降解