从废弃物中回收资源和能量是污染治理的优选途径。本文利用压滤式平板膜电极电解器电解脱硫废水,实现亚硫酸铵资源化为硫酸铵肥料并同步产氢。电解器表现出优良的SO₃^2-催化氧化性能和稳定性。在200 mA·cm^-2电流密度下,电压控制在2 V内,SO₃^2-转化率可达9%。每处理1 m³亚硫酸铵脱硫废水,初始废水中HSO₃^-和SO₄^2-的浓度分别为392 g·L^-1和49 g·L^-1,可获得0.70 t硫酸铵和2.98 kg氢气,消耗电量137.24 kWh,可创造1302.70元利润。

建立能有效处理酸性废水的臭氧类高级氧化技术（AOPs-O₃）是一个有待解决的难点。已有报道表明,臭氧氧化与电解结合（电解臭氧化,E-O₃）可以有效降解中性溶液中的污染物。本文研究了E-O₃在酸性溶液中降解乙酸（HAc,臭氧惰性物）的效率,发现E-O₃在pH小于3时仍具有较高的氧化效率,如在pH为1.0时处理100 mg·L^-1 乙酸溶液2小时后E-O₃的效率达到52.2%,而相同条件下电解和臭氧氧化的效率分别只有2.2%和3.5%。尽管酸度增加会降低E-O₃的氧化效率,但在pH等于0时其仍有相对较高的氧化效率。芳族化合物苯乙酮在pH等于1.0条件下也能被E-O₃有效地降解并矿化。机理解析表明,溶解臭氧或氧气可以从阴极获得电子,从而产生高活性的氧化物种,如羟基自由基。在预处理了一种实际酸性废水中E-O₃也具有较好的效率。本研究为酸性废水的有效（预）处理提供了一种新方法。

本研究以Fe₃O₄作为催化剂,活化过氧化二硫酸盐电化学氧化体系,改善土霉素（OTC）的降解为主要内容。通过场发射扫描电子显微镜（SEM）、 X射线衍射（XRD）表征,证明水热法成功制备了150 nm左右的Fe₃O₄磁性纳米颗粒。通过对比实验证明,同时加入Fe₃O₄与施加电流时表现出优秀的OTC降解能力,经证明在过硫酸盐（PDS）浓度为4.0 mmol·L^-1,溶液初始pH值为7,电流密度j为30 mA·cm^-2, Fe₃O₄磁性纳米颗粒用量为0.1 g·L^-1,初始OTC浓度为70 mg·L^-1的条件时,60 min内OTC降解率可达88.75%,一级动力学模拟曲线的速率常数可以达到0.06069。此外, Fe₃O₄连续循环5次后,依然具有良好的稳定性。Fe₃O₄与电流的存在分别可以促进SO₄ ^·-和^·OH的生成。经自由基猝灭实验证明, SO₄ ^·-和^·OH均负责抗生素降解。

电化学还原硝酸盐过程关键在于该废水处理过程中参数的有效控制。基于硝态氮电化学还原的测试数据和各参数间的相关性，得出与出水效果密切相关的四因素，即反应时间、初始浓度、初始pH和电流密度，采用BP神经网络算法建立了电化学法还原硝态氮的预测模型，并验证了模型的准确性。结果表明，4-7-1型BP神经网络网络构型最优，模型预测的去除效果与实测值相吻合，R²为0.9095。利用BP神经网络模型对参数调控，可以优化电化学处理过程：对电流密度进行阶段性调控，在相同处理量下可降低15%的能耗；在水质波动情况下进行电流密度控制，在相同处理时间内可保证出水达标。该研究结果可以为智能控制电化学去除硝态氮的过程提供参考。

P型半导体光催化分解水是一种非常有前景的制氢方法。尽管对其反应动力学进行了很多研究并取得了不少进展，但建立其速率方程鲜见文献报道。本文采用积分电量和电化学阻抗谱等多种电化学方法研究了典型p型半导体氧化铜（CuO）光电化学分解水时光生电荷浓度、界面电荷转移速率常数及其与反应速率（光电流表示）之间的关系，力图建立其速率方程。结果表明，电极界面电荷转移速率常数与光生电荷浓度指数相关，光电流等于此速率常数乘以光生电荷浓度，反应级数（以光生电荷计）为一级，不同于常规化学反应速率方程和类似文献报道结果。这种光生电荷浓度相关的电荷转移速率常数主要是由于光生电荷在表面态中积累导致费米能级钉扎（伽伐伲电位是反应主要驱动力）和/或Frumkin行为（化学位是反应主要驱动力）引起。我们认为，该速率方程的建立对进一步研究CuO光电极析氢反应机理和设计CuO基高性能光催化剂具有指导意义。