Sa isang malawak na kahulugan, ang electrochemical oxidation ay tumutukoy sa buong proseso ng electrochemistry, na kinabibilangan ng direkta o hindi direktang electrochemical reactions na nagaganap sa electrode batay sa mga prinsipyo ng oxidation-reduction reactions. Ang mga reaksyong ito ay naglalayong bawasan o alisin ang mga pollutant mula sa wastewater.
Sa makitid na tinukoy, ang electrochemical oxidation ay partikular na tumutukoy sa anodic na proseso. Sa prosesong ito, ang isang organikong solusyon o suspensyon ay ipinakilala sa isang electrolytic cell, at sa pamamagitan ng paggamit ng direktang kasalukuyang, ang mga electron ay nakuha sa anode, na humahantong sa oksihenasyon ng mga organikong compound. Bilang kahalili, ang mga low-valence na metal ay maaaring ma-oxidize sa high-valence na mga metal ions sa anode, na pagkatapos ay lumahok sa oksihenasyon ng mga organikong compound. Karaniwan, ang ilang mga functional na grupo sa loob ng mga organikong compound ay nagpapakita ng electrochemical activity. Sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field, ang istraktura ng mga functional group na ito ay sumasailalim sa mga pagbabago, binabago ang mga kemikal na katangian ng mga organic compound, binabawasan ang kanilang toxicity, at pinahuhusay ang kanilang biodegradability.
Ang electrochemical oxidation ay maaaring ikategorya sa dalawang uri: direktang oksihenasyon at hindi direktang oksihenasyon. Ang direktang oksihenasyon (direktang electrolysis) ay nagsasangkot ng direktang pag-alis ng mga pollutant mula sa wastewater sa pamamagitan ng pag-oxidize sa kanila sa electrode. Kasama sa prosesong ito ang parehong anodic at cathodic na mga proseso. Ang proseso ng anodic ay nagsasangkot ng oksihenasyon ng mga pollutant sa ibabaw ng anode, na ginagawang hindi gaanong nakakalason na mga sangkap o mga sangkap na mas biodegradable, sa gayon ay binabawasan o inaalis ang mga pollutant. Ang proseso ng cathodic ay nagsasangkot ng pagbabawas ng mga pollutant sa ibabaw ng cathode at pangunahing ginagamit para sa pagbabawas at pag-alis ng mga halogenated hydrocarbons at pagbawi ng mga mabibigat na metal.
Ang prosesong cathodic ay maaari ding tawaging electrochemical reduction. Ito ay nagsasangkot ng paglipat ng mga electron upang bawasan ang mabibigat na metal na mga ion tulad ng Cr6+ at Hg2+ sa kanilang mas mababang mga estado ng oksihenasyon. Bukod pa rito, maaari nitong bawasan ang mga chlorinated na organikong compound, na ginagawang hindi gaanong nakakalason o hindi nakakalason na mga sangkap, sa huli ay nagpapahusay sa kanilang biodegradability:
R-Cl + H+ + e → RH + Cl-
Ang indirect oxidation (indirect electrolysis) ay kinabibilangan ng paggamit ng electrochemically generated oxidizing o reducing agents bilang mga reactant o catalyst upang gawing mas kaunting nakakalason na substance ang mga pollutant. Ang hindi direktang electrolysis ay maaaring higit pang mauri sa nababaligtad at hindi maibabalik na mga proseso. Ang mga reversible na proseso (mediated electrochemical oxidation) ay kinabibilangan ng regeneration at recycling ng redox species sa panahon ng electrochemical process. Ang mga hindi maibabalik na proseso, sa kabilang banda, ay gumagamit ng mga sangkap na nabuo mula sa mga hindi maibabalik na electrochemical reaction, tulad ng mga malakas na oxidizing agent tulad ng Cl2, chlorates, hypochlorites, H2O2, at O3, upang i-oxidize ang mga organic compound. Ang mga hindi maibabalik na proseso ay maaari ding makabuo ng mataas na oxidative na mga intermediate, kabilang ang mga solvated electron, ·HO radicals, ·HO2 radicals (hydroperoxyl radicals), at ·O2- radicals (superoxide anions), na maaaring magamit upang pababain at alisin ang mga pollutant tulad ng cyanide, phenols, COD (Chemical Oxygen Demand), at S2- ion, na sa huli ay ginagawang hindi nakakapinsalang mga sangkap.
Sa kaso ng direktang anodic na oksihenasyon, ang mababang reactant na konsentrasyon ay maaaring limitahan ang electrochemical surface reaction dahil sa mga limitasyon ng mass transfer, habang ang limitasyong ito ay hindi umiiral para sa hindi direktang proseso ng oksihenasyon. Sa panahon ng parehong direkta at hindi direktang proseso ng oksihenasyon, 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 materials at potensyal na kontrol.
Napag-alaman na ang electrochemical oxidation ay epektibo para sa paggamot ng wastewater na may mataas na organic na konsentrasyon, kumplikadong komposisyon, maraming refractory substance, at mataas na kulay. Sa pamamagitan ng paggamit ng mga anod na may aktibidad na electrochemical, ang teknolohiyang ito ay mahusay na makakabuo ng mga highly oxidative hydroxyl radical. Ang prosesong ito ay humahantong sa pagkabulok ng patuloy na mga organikong pollutant sa hindi nakakalason, nabubulok na mga sangkap at ang kanilang kumpletong mineralization sa mga compound tulad ng carbon dioxide o carbonates.
Oras ng post: Set-07-2023
