。本考虑基于轮回经济准则，打算了一种太阳能驱动的板滞-电化学-生物共同工艺，旨正在将污泥中的有机物转化为高价格产品——氢气与单细胞卵白（SCP），从而告竣销毁物的资源化再操纵。
起首，采用碱性催化球磨法对污泥举行板滞化学预管理，旨正在最大化督促有机物溶化及重金属分袂；随后，将预管理后的溶化污泥液导入碱性电解槽，此中阳极发作有机物电化学转化，厉再天生幼有机酸（乙酸），而阴极则发作水还原响应天生绿色氢气；结尾，电解发生的富含养分物质的废水被用作光养紫细菌培育介质以分娩单细胞卵白（SCP），同时收罗发生的氢气。此进程中，重金属获得有用去除与稳固化，告竣了污泥的资源化与能源化转化。
图2a描摹了板滞化学分袂后固体相（M-WAS-R）的元素漫衍，此中生物养分元素硫（S）、磷（P）及钠（Na）的溶化度明显晋升（辞别跨越77%、85%及91%，抵达现时报道的最高程度），而重金属元素钙（Ca）、铝（Al）、镁（Mg）则有用富集并稳固于固体相中。图2b比拟了电化学重整后液体样品（Post-WOR）与板滞化学分袂所得液体（M-WAS-S），结果显示重金属离子浓度进一步低落，这归因于碱度的加强及还原性重积效率。
通过优化电极打算，采用hp-Ni/NF（图3a,b）加强了污泥氧化响应的效劳，督促了有机物的高效转化及氢气发生。图3c闪现了正在1.0 M KOH溶液中，hp-Ni/NF阳极正在有无M-WAS-S（板滞化学管理污泥溶质）存鄙人的线性扫描伏安弧线，说明hp-Ni/NF对污泥氧化响应（WOR）揭示出高催化活性。图3d描摹了恒定电位1.55 V（相看待可逆氢电极RHE）下，6.0 gTOC L⁻¹ M-WAS-S样品的转化情景。图3e-h则操纵原位拉曼光谱与X射线光电子能谱（XPS）技巧深切探究了hp-Ni/NF正在WOR响应中的机造，说明白镍基电极正在C–C键断裂进程中的闭头效率。
本考虑闪现了污水污泥电化学重整进程中产品的领会与定量结果。详细而言：图4a揭示了有机物氧化响应（WOR）与氢气析出响应（HER）搀杂电解进程中，总有机碳（TOC）的损耗与转化，映照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/电离航行光阴质谱（MALDI-TOF-MS）及凝胶渗特殊谱（GPC）领会，说明电化学管理促使大分子有机物分化，分子量明显低落。图4d对电化学重整前后的卵白质与腐殖质举行定量领会，以探究这些大分子正在电化学转化中的变迁。图4e与图4f辞别采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）与气相色谱-火焰离子化检测器（GC-FID）技巧，判定了电化学重整天生的挥发性脂肪酸（VFAs）品种及其产量。
本考虑闪现了光伏（PV）驱动膜电极组件（MEA）体例正在管理废活性污泥（WAS）并同步天生绿色氢气方面的利用才略，以及其正在太阳能驱动下的效劳与效果。图5a闪现了体例打算的概览图，描摹了光伏驱动MEA体例的完全构造与任务流程。图5b与5c通过比拟水分化与搀杂WAS电重整的电流-电压（I-V）性情弧线，揭示了WOR+HER相较于水分化正在动力学上的上风。图5d记载了现实运转进程中电流与电压的颠簸情景。图5e与5f则辞别操纵气相色谱-火焰离子化检测（GC-FID）与气相色谱-热导检测（GC-TCD）技巧，量化领会了厉重挥发性脂肪酸（VFAs）产量随光阴的改观，以及所收罗氢气的量与纯度，从而验证了该体例正在太阳能驱动下天生绿色氢气的现实效劳与效果。图5具体阐明了光氧化甲烷天生甲醛（HCHO）的响应机理及其涉及的自正在基途径。借帮原位X射线摄取近边组织（XANES）和原位漫反射红表傅里叶变换光谱（DRIFTS），考虑挖掘单铜位点可能优先激活氧气（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）缓慢响应，高效天生HCHO，从而大幅度晋升了产品的拣选性。密度泛函表面（DFT）估计谋略进一步为这一响应途径供给了表面撑持，揭示出单铜位点对氧气分子的端向吸附督促了•OOH的天生，同时有用抑低了羟基自正在基（•OH）的天生。
本考虑提出了一种板滞-电化学-生物共同工艺，旨正在污泥管理中告竣高效的有机碳接纳、重金属去除及绿色氢气与单细胞卵白（SCP）的分娩，为污泥管理范畴供给了一种干净、可连接的办理计划。该工艺近乎全体接纳了约91.4%的总有机碳（TOC），并正在串联进程中有用转化为SCP（转化率跨越63%）。同时，重金属获得有用富集与稳固化，且绿色氢气分娩揭示出优异效果（太阳能转氢效果约10%）与高速度（产量大于13升/幼时）。性命周期领会进一步说明，该工艺能明显减少碳排放与能耗，预示着其举动胀励轮回经济与资源接纳的厉重潜力。
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