En larĝa signifo, elektrokemia oksigenado rilatas al la tuta procezo de elektrokemio, kiu implikas rektajn aŭ nerektajn elektrokemiajn reagojn okazantajn ĉe la elektrodo bazitaj sur la principoj de oksigenad-reduktaj reagoj. Tiuj reagoj celas redukti aŭ forigi malpurigaĵojn el kloakaĵo.
Malvaste difinita, elektrokemia oksigenado specife rilatas al la anoda procezo. En ĉi tiu procezo, organika solvaĵo aŭ suspendo estas enkondukata en elektroliza ĉelo, kaj per la apliko de rekta kurento, elektronoj estas ĉerpitaj ĉe la anodo, kondukante al la oksigenado de organikaj substancoj. Alternative, malalt-valentaj metaloj povas esti oksigenitaj al alt-valentaj metaljonoj ĉe la anodo, kiuj tiam partoprenas la oksigenadon de organikaj substancoj. Tipe, certaj funkciaj grupoj ene de organikaj substancoj elmontras elektrokemian agadon. Sub la influo de elektra kampo, la strukturo de ĉi tiuj funkciaj grupoj spertas ŝanĝojn, ŝanĝante la kemiajn trajtojn de la organikaj komponaĵoj, reduktante ilian toksecon, kaj plibonigante ilian biodegradeblecon.
Elektrokemia oksigenado povas esti klasifikita en du tipojn: rekta oksigenado kaj nerekta oksigenado. Rekta oksigenado (rekta elektrolizo) implikas la rektan forigon de malpurigaĵoj de kloakaĵo oksigenante ilin ĉe la elektrodo. Ĉi tiu procezo inkluzivas kaj anodiajn kaj katodiajn procezojn. La anoda procezo implikas la oksigenadon de malpurigaĵoj ĉe la anodsurfaco, konvertante ilin en malpli toksajn substancojn aŭ substancojn kiuj estas pli biodiserigeblaj, tiel reduktante aŭ eliminante malpurigaĵojn. La katoda procezo implikas la redukton de malpurigaĵoj ĉe la katodsurfaco kaj estas ĉefe uzita por la redukto kaj forigo de halogenitaj hidrokarbidoj kaj la reakiro de pezmetaloj.
La katoda procezo ankaŭ povas esti referita kiel elektrokemia redukto. Ĝi implikas la translokigon de elektronoj por redukti pezmetaljonojn kiel ekzemple Cr6+ kaj Hg2+ en iliajn pli malaltajn oksigenadstatojn. Plie, ĝi povas redukti klorumitajn organikajn substancojn, transformante ilin en malpli toksajn aŭ ne-toksajn substancojn, finfine plibonigante ilian biodegradeblecon:
R-Cl + H+ + e → RH + Cl-
Nerekta oksigenado (nerekta elektrolizo) implikas la uzon de elektrokemie generitaj oksigenaj aŭ reduktantaj agentoj kiel reakciantoj aŭ kataliziloj por konverti malpurigaĵojn en malpli toksajn substancojn. Nerekta elektrolizo povas esti plue klasifikita en reigeblajn kaj nemaligeblajn procesojn. Reigeblaj procezoj (mediaciita elektrokemia oksigenado) implikas la regeneradon kaj recikladon de redoksaj specioj dum la elektrokemia procezo. Nemaligeblaj procezoj, aliflanke, utiligas substancojn generitajn de nemaligeblaj elektrokemiaj reagoj, kiel ekzemple fortaj oksigenaj agentoj kiel Cl2, kloratoj, hipokloritoj, H2O2, kaj O3, por oksigeni organikajn substancojn. Nemaligeblaj procezoj ankaŭ povas generi tre oksidativajn interaĵojn, inkluzive de solvatitaj elektronoj, ·HO-radikaloj, ·HO2-radikaloj (hidroperoksilaj radikaluloj), kaj ·O2--radikaloj (superoksidaj anjonoj), kiuj povas esti uzataj por degradi kaj forigi malpurigaĵojn kiel cianido, fenoloj, COD (Kemia Oksigena Postulo), kaj S2- jonoj, finfine transformante ilin en sendanĝerajn substancojn.
Kaze de rekta anoda oksigenado, malaltaj reaktantkoncentriĝoj povas limigi la elektrokemian surfacreagon pro amastransiga limigoj, dum tiu limigo ne ekzistas por nerektaj oksigenadprocezoj. Dum kaj rektaj kaj nerektaj oksigenadprocezoj, flankreagoj implikantaj la generacion de H2 aŭ O2 gaso povas okazi, sed tiuj flankreagoj povas esti kontrolitaj per la elekto de elektrodmaterialoj kaj ebla kontrolo.
Elektrokemia oksigenado estis trovita esti efika por traktado de kloakaĵo kun altaj organikaj koncentriĝoj, kompleksaj kunmetaĵoj, amaso da obstinaj substancoj, kaj alta kolorigo. Utiligante anodojn kun elektrokemia agado, tiu teknologio povas efike generi tre oksidativaj hidroksilaj radikaluloj. Ĉi tiu procezo kondukas al putriĝo de konstantaj organikaj malpurigaĵoj en ne-toksajn, biodiserigeblajn substancojn kaj ilian kompletan mineraliĝon en kunmetaĵojn kiel karbondioksido aŭ karbonatoj.
Afiŝtempo: Sep-07-2023
