Sa malawak na kahulugan, ang electrochemical oxidation ay tumutukoy sa buong proseso ng electrochemistry, na kinabibilangan ng direkta o hindi direktang mga reaksiyong elektrokemikal na nagaganap sa electrode batay sa mga prinsipyo ng mga reaksiyong oksihenasyon-pagbabawas. Ang mga reaksiyong ito ay naglalayong bawasan o alisin ang mga pollutant mula sa wastewater.
Sa makitid na kahulugan, ang electrochemical oxidation ay partikular na tumutukoy sa prosesong anodic. Sa prosesong ito, isang organikong solusyon o suspensyon ang ipinapasok sa isang electrolytic cell, at sa pamamagitan ng paggamit ng direktang kuryente, ang mga electron ay kinukuha sa anode, na humahantong sa oksihenasyon ng mga organikong compound. Bilang kahalili, ang mga low-valence metal ay maaaring ma-oxidize sa mga high-valence metal ion sa anode, na pagkatapos ay nakikilahok sa oksihenasyon ng mga organikong compound. Kadalasan, ang ilang mga functional group sa loob ng mga organikong compound ay nagpapakita ng electrochemical activity. Sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field, ang istruktura ng mga functional group na ito ay sumasailalim sa mga pagbabago, na binabago ang mga kemikal na katangian ng mga organikong compound, binabawasan ang kanilang toxicity, at pinahuhusay ang kanilang biodegradability.
Ang electrochemical oxidation ay maaaring ikategorya sa dalawang uri: direktang oxidation at hindi direktang oxidation. Ang direktang oxidation (direktang electrolysis) ay nagsasangkot ng direktang pag-alis ng mga pollutant mula sa wastewater sa pamamagitan ng pag-oxidize sa mga ito sa electrode. Kasama sa prosesong ito ang parehong anodic at cathodic na proseso. Ang anodic na proseso ay nagsasangkot ng oxidation ng mga pollutant sa ibabaw ng anode, na nagko-convert sa mga ito sa mga hindi gaanong nakalalasong sangkap o mga sangkap na mas biodegradable, sa gayon ay binabawasan o inaalis ang mga pollutant. Ang cathodic na proseso ay nagsasangkot ng pagbawas ng mga pollutant sa ibabaw ng cathode at pangunahing ginagamit para sa pagbawas at pag-alis ng mga halogenated hydrocarbon at ang pagbawi ng mga mabibigat na metal.
Ang prosesong katodiko ay maaari ding tawaging electrochemical reduction. Kabilang dito ang paglilipat ng mga electron upang mabawasan ang mga heavy metal ions tulad ng Cr6+ at Hg2+ patungo sa kanilang mas mababang oxidation states. Bukod pa rito, maaari nitong bawasan ang mga chlorinated organic compound, na ginagawang hindi gaanong nakalalason o hindi nakalalasong mga sangkap, na sa huli ay nagpapahusay sa kanilang biodegradability:
R-Cl + H+ + e → RH + Cl-
Ang hindi direktang oksihenasyon (hindi direktang elektrolisis) ay kinabibilangan ng paggamit ng mga electrochemically generated oxidizing o reducing agent bilang mga reactant o catalyst upang gawing hindi gaanong nakalalasong sangkap ang mga pollutant. Ang hindi direktang elektrolisis ay maaaring mauri pa sa mga prosesong nababaligtad at hindi na mababaligtad. Ang mga prosesong nababaligtad (mediated electrochemical oxidation) ay kinabibilangan ng pagbabagong-buhay at pag-recycle ng mga redox species sa panahon ng prosesong elektrokemikal. Sa kabilang banda, ang mga prosesong hindi nababaligtad ay gumagamit ng mga sangkap na nabuo mula sa mga hindi nababaligtad na electrochemical reaction, tulad ng malalakas na oxidizing agent tulad ng Cl2, chlorates, hypochlorites, H2O2, at O3, upang i-oxidize ang mga organic compound. Ang mga prosesong hindi nababaligtad ay maaari ring makabuo ng mga highly oxidative intermediate, kabilang ang mga solvated electron, ·HO radical, ·HO2 radical (hydroperoxyl radical), at ·O2- radical (superoxide anion), na maaaring gamitin upang sirain at alisin ang mga pollutant tulad ng cyanide, phenols, COD (Chemical Oxygen Demand), at S2- ions, na sa huli ay binabago ang mga ito sa mga hindi nakakapinsalang sangkap.
Sa kaso ng direktang anodic oxidation, ang mababang konsentrasyon ng reactant ay maaaring limitahan ang electrochemical surface reaction dahil sa mga limitasyon sa mass transfer, habang ang limitasyong ito ay wala para sa mga indirect oxidation process. Sa parehong direkta at indirect oxidation process, maaaring mangyari ang mga side reaction na kinasasangkutan ng pagbuo ng H2 o O2 gas, ngunit ang mga side reaction na ito ay maaaring kontrolin sa pamamagitan ng pagpili ng mga electrode material at potential control.
Natuklasang epektibo ang electrochemical oxidation para sa paggamot ng wastewater na may mataas na organikong konsentrasyon, masalimuot na komposisyon, maraming refractory substances, at mataas na kulay. Sa pamamagitan ng paggamit ng mga anode na may electrochemical activity, ang teknolohiyang ito ay maaaring epektibong makabuo ng mga highly oxidative hydroxyl radicals. Ang prosesong ito ay humahantong sa decomposition ng mga persistent organic pollutants sa mga hindi nakalalason at biodegradable na substances at ang kanilang kumpletong mineralization sa mga compound tulad ng carbon dioxide o carbonates.
Oras ng pag-post: Set-07-2023
