An electrochlorination process integrating enhanced oxidation of phosphonate to orthophosphate and elimination: Verification of matrix chloridion-induced oxidation mechanism

膦酸盐 化学 氧化剂 电化学 降级(电信) 分子内力 无机化学 配体(生物化学) 电子转移 光化学 有机化学 电极 电信 生物化学 受体 物理化学 计算机科学
作者
Sainan Sun,Meng Qiao,Guanghua Huang,Junke Zhang,Bo Yang,Xu Zhao
出处
期刊:Water Research [Elsevier BV]
卷期号:249: 120735-120735 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.watres.2023.120735
摘要

Phosphonate used as scale inhibitor is a non-negligible eutrophic contaminant in corresponding polluted waters. Besides, its conversion to orthophosphate (ortho-P) is a precondition for realizing bioavailable phosphorus recovery. Due to the feeble degradation efficiency with less than 30 % from classical Fenton commonly used in industrial wastewater treatment and itself vulnerable to strong inhibition interference of matrix chloride ions, we proposed an electrochemical approach to transform the native salt in the solution into oxidizing substances, sort of achieving beneficial utilization of matrix waste, and enhanced the ortho-P conversion rate of 1-Hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid (HEDP) to 89.2 % (± 3.6 %). In electrochlorination system, it was found that HEDP rapidly complexed with Fe(II) and then coordinated in-situ Fe(III) to release free HEDP via intramolecular metal-ligand electron transfer reaction. The subsequent degradation mainly rooted in the oxidation of pivotal reactive species HClO, FeIVO2+ and 1O2, causing C-P and CC bonds to fracture in sequence. Eventually the organically bound phosphorus of HEDP was recovered as ortho-P. This study acquainted the audiences with the rare mechanism of chloridion-triggered HEDP degradation under electrochemical way, as well as offered a feasible technology for synchronous transformation of organically bound phosphorus to ortho-P and elimination from phosphonates.
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