。本咨询基于轮回经济准则，策画了一种太阳能驱动的板滞-电化学-生物连合工艺，旨正在将污泥中的有机物转化为高代价产品——氢气与单细胞卵白（SCP），从而告竣毁灭物的资源化再诈骗。

　　起初，采用碱性催化球磨法对污泥实行板滞化学预收拾，旨正在最大化鼓励有机物融解及重金属分别；随后，将预收拾后的融解污泥液导入碱性电解槽，此中阳极产生有机物电化学转化，合键天生幼有机酸（乙酸），而阴极则产生水还原反映天生绿色氢气；末了，电解出现的富含养分物质的废水被用作光养紫细菌培植介质以临盆单细胞卵白（SCP），同时征求出现的氢气。此进程中，重金属取得有用去除与坚固化，告竣了污泥的资源化与能源化转化。

　　图2a描写了板滞化学分别后固体相（M-WAS-R）的元素漫衍，此中生物养分元素硫（S）、磷（P）及钠（Na）的融解度明显擢升（诀别抢先77%、85%及91%，抵达而今报道的最高秤谌），而重金属元素钙（Ca）、铝（Al）、镁（Mg）则有用富集并坚固于固体相中。图2b比较了电化学重整后液体样品（Post-WOR）与板滞化学分别所得液体（M-WAS-S），结果显示重金属离子浓度进一步低重，这归因于碱度的加强及还原性重积用意。

　　通过优化电极策画，采用hp-Ni/NF（图3a,b）加强了污泥氧化反映的服从，鼓励了有机物的高效转化及氢气出现。图3c呈现了正在1.0 M KOH溶液中，hp-Ni/NF阳极正在有无M-WAS-S（板滞化学收拾污泥溶质）存不才的线性扫描伏安弧线，讲明hp-Ni/NF对污泥氧化反映（WOR）出现出高催化活性。图3d描写了恒定电位1.55 V（有关于可逆氢电极RHE）下，6.0 gTOC L⁻¹ M-WAS-S样品的转化境况。图3e-h则行使原位拉曼光谱与X射线光电子能谱（XPS）技艺深切探究了hp-Ni/NF正在WOR反映中的机造，说了然镍基电极正在C–C键断裂进程中的合节用意。

　　本咨询呈现了污水污泥电化学重整进程中产品的理会与定量效果。整体而言：图4a揭示了有机物氧化反映（WOR）与氢气析出反映（HER）同化电解进程中，总有机碳（TOC）的损耗与转化，照射出二氧化碳的潜正在天生及其对氢气产量的影响。图4b与图4c借帮基质辅帮激光解吸/电离翱翔时期质谱（MALDI-TOF-MS）及凝胶分泌色谱（GPC）理会，讲明电化学收拾促使大分子有机物理会，分子量明显低重。图4d对电化学重整前后的卵白质与腐殖质实行定量理会，以探究这些大分子正在电化学转化中的变迁。图4e与图4f诀别采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）与气相色谱-火焰离子化检测器（GC-FID）技艺，判决了电化学重整天生的挥发性脂肪酸（VFAs）品种及其产量。

　　本咨询呈现了光伏（PV）驱动膜电极组件（MEA）编造正在收拾废活性污泥（WAS）并同步天生绿色氢气方面的利用才智，以及其正在太阳能驱动下的服从与效劳。图5a呈现了编造策画的概览图，描写了光伏驱动MEA编造的集体结构与做事流程。图5b与5c通过比较水理会与同化WAS电重整的电流-电压（I-V）性格弧线，揭示了WOR+HER相较于水理会正在动力学上的上风。图5d记实了现实运转进程中电流与电压的颠簸境况。图5e与5f则诀别行负气相色谱-火焰离子化检测（GC-FID）与气相色谱-热导检测（GC-TCD）技艺，量化理会了合键挥发性脂肪酸（VFAs）产量随时期的变动，以及所征求氢气的量与纯度，从而验证了该编造正在太阳能驱动下天生绿色氢气的现实服从与效劳。图5注意论述了光氧化甲烷天生甲醛（HCHO）的反映机理及其涉及的自正在基途径。借帮原位X射线接收近边组织（XANES）和原位漫反射红表傅里叶变换光谱（DRIFTS），咨询挖掘单铜位点也许优先激活氧气（O₂）天生过氧自正在基（•OOH），随后该自正在基与甲基自正在基（•CH₃）敏捷反映，高效天生HCHO，从而大幅度擢升了产品的选取性。密度泛函表面（DFT）策画进一步为这一反映途径供应了表面支持，揭示出单铜位点对氧气分子的端向吸附鼓励了•OOH的天生，同时有用压造了羟基自正在基（•OH）的天生。

　　本咨询提出了一种板滞-电化学-生物连合工艺，旨正在污泥收拾中告竣高效的有机碳接管、重金属去除及绿色氢气与单细胞卵白（SCP）的临盆，为污泥收拾范围供应了一种明净、可赓续的处分计划。该工艺近乎一律接管了约91.4%的总有机碳（TOC），并正在串联进程中有用转化为SCP（转化率抢先63%）。同时，重金属取得有用富集与坚固化，且绿色氢气临盆出现出超卓效劳（太阳能转氢效劳约10%）与高速度（产量大于13升/幼时）。性命周期理会进一步说明，该工艺能明显减少碳排放与能耗，预示着其行动饱吹轮回经济与资源接管的紧要潜力。

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