F'sens wiesa', l-ossidazzjoni elettrokimika tirreferi għall-proċess kollu tal-elettrokimika, li jinvolvi reazzjonijiet elettrokimiki diretti jew indiretti li jseħħu fl-elettrodu bbażati fuq il-prinċipji tar-reazzjonijiet ta' ossidazzjoni-tnaqqis. Dawn ir-reazzjonijiet għandhom l-għan li jnaqqsu jew ineħħu sustanzi li jniġġsu mill-ilma tad-drenaġġ.
Definita b'mod ristrett, l-ossidazzjoni elettrokimika tirreferi speċifikament għall-proċess anodiku. F'dan il-proċess, soluzzjoni jew sospensjoni organika tiġi introdotta f'ċella elettrolitika, u permezz tal-applikazzjoni ta' kurrent dirett, l-elettroni jiġu estratti fl-anodu, li jwassal għall-ossidazzjoni ta' komposti organiċi. Alternattivament, metalli ta' valenza baxxa jistgħu jiġu ossidizzati għal joni tal-metall ta' valenza għolja fl-anodu, li mbagħad jipparteċipaw fl-ossidazzjoni ta' komposti organiċi. Tipikament, ċerti gruppi funzjonali fi ħdan komposti organiċi juru attività elettrokimika. Taħt l-influwenza ta' kamp elettriku, l-istruttura ta' dawn il-gruppi funzjonali tgħaddi minn bidliet, li jbiddlu l-proprjetajiet kimiċi tal-komposti organiċi, inaqqsu t-tossiċità tagħhom, u jtejbu l-bijodegradabbiltà tagħhom.
L-ossidazzjoni elettrokimika tista' tiġi kkategorizzata f'żewġ tipi: ossidazzjoni diretta u ossidazzjoni indiretta. L-ossidazzjoni diretta (elettroliżi diretta) tinvolvi t-tneħħija diretta ta' sustanzi niġġiesa mill-ilma tad-drenaġġ billi jiġu ossidizzati fl-elettrodu. Dan il-proċess jinkludi kemm proċessi anodiċi kif ukoll katodiċi. Il-proċess anodiku jinvolvi l-ossidazzjoni ta' sustanzi niġġiesa fil-wiċċ tal-anodu, billi jikkonvertihom f'sustanzi inqas tossiċi jew sustanzi li huma aktar bijodegradabbli, u b'hekk inaqqas jew jelimina sustanzi niġġiesa. Il-proċess katodiku jinvolvi t-tnaqqis ta' sustanzi niġġiesa fil-wiċċ tal-katodu u jintuża primarjament għat-tnaqqis u t-tneħħija ta' idrokarburi aloġenati u l-irkupru ta' metalli tqal.
Il-proċess katodiku jista' jissejjaħ ukoll tnaqqis elettrokimiku. Jinvolvi t-trasferiment ta' elettroni biex jitnaqqsu joni tal-metalli tqal bħal Cr6+ u Hg2+ fl-istati ta' ossidazzjoni aktar baxxi tagħhom. Barra minn hekk, jista' jnaqqas il-komposti organiċi klorinati, u jittrasformahom f'sustanzi inqas tossiċi jew mhux tossiċi, u fl-aħħar mill-aħħar itejjeb il-bijodegradabbiltà tagħhom:
R-Cl + H+ + e → RH + Cl-
L-ossidazzjoni indiretta (elettroliżi indiretta) tinvolvi l-użu ta' aġenti ossidanti jew ta' tnaqqis iġġenerati elettrokimikament bħala reatturi jew katalisti biex jikkonvertu sustanzi li jniġġsu f'sustanzi inqas tossiċi. L-elettroliżi indiretta tista' tiġi kklassifikata aktar fi proċessi riversibbli u irriversibbli. Il-proċessi riversibbli (ossidazzjoni elettrokimika medjata) jinvolvu r-riġenerazzjoni u r-riċiklaġġ ta' speċi redox matul il-proċess elettrokimiku. Il-proċessi irriversibbli, min-naħa l-oħra, jużaw sustanzi ġġenerati minn reazzjonijiet elettrokimiċi irriversibbli, bħal aġenti ossidanti qawwija bħal Cl2, klorati, ipokloriti, H2O2, u O3, biex jossidizzaw komposti organiċi. Il-proċessi irriversibbli jistgħu wkoll jiġġeneraw intermedji ossidattivi ħafna, inklużi elettroni solvati, radikali ·HO, radikali ·HO2 (radikali idroperossidi), u radikali ·O2- (anjoni superossidi), li jistgħu jintużaw biex jiddegradaw u jeliminaw sustanzi li jniġġsu bħal ċjanur, fenoli, COD (Domanda Kimika għall-Ossiġnu), u joni S2-, u fl-aħħar mill-aħħar jittrasformawhom f'sustanzi li ma jagħmlux ħsara.
Fil-każ ta' ossidazzjoni anodika diretta, konċentrazzjonijiet baxxi ta' reatturi jistgħu jillimitaw ir-reazzjoni elettrokimika tal-wiċċ minħabba limitazzjonijiet fit-trasferiment tal-massa, filwaqt li din il-limitazzjoni ma teżistix għal proċessi ta' ossidazzjoni indiretta. Kemm matul proċessi ta' ossidazzjoni diretti kif ukoll indiretti, jistgħu jseħħu reazzjonijiet sekondarji li jinvolvu l-ġenerazzjoni ta' gass H2 jew O2, iżda dawn ir-reazzjonijiet sekondarji jistgħu jiġu kkontrollati permezz tal-għażla ta' materjali tal-elettrodi u l-kontroll potenzjali.
L-ossidazzjoni elettrokimika nstabet li hija effettiva għat-trattament ta' ilma mormi b'konċentrazzjonijiet organiċi għoljin, kompożizzjonijiet kumplessi, għadd kbir ta' sustanzi refrattorji, u kolorazzjoni għolja. Bl-użu ta' anodi b'attività elettrokimika, din it-teknoloġija tista' tiġġenera b'mod effiċjenti radikali idrossiliċi ossidattivi ħafna. Dan il-proċess iwassal għad-dekompożizzjoni ta' sustanzi organiċi persistenti li jniġġsu f'sustanzi bijodegradabbli mhux tossiċi u l-mineralizzazzjoni sħiħa tagħhom f'komposti bħad-dijossidu tal-karbonju jew il-karbonati.
Ħin tal-posta: 07 ta' Settembru 2023
