Geniş mənada elektrokimyəvi oksidləşmə, oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları prinsiplərinə əsaslanaraq elektrodda baş verən birbaşa və ya dolayı elektrokimyəvi reaksiyaları əhatə edən bütün elektrokimya prosesini ifadə edir. Bu reaksiyalar çirkab sularından çirkləndiriciləri azaltmaq və ya təmizləmək məqsədi daşıyır.
Dar mənada elektrokimyəvi oksidləşmə xüsusi olaraq anod prosesinə aiddir. Bu prosesdə üzvi məhlul və ya suspenziya elektrolitik elementə daxil edilir və birbaşa cərəyanın tətbiqi ilə anodda elektronlar çıxarılır və bu da üzvi birləşmələrin oksidləşməsinə səbəb olur. Alternativ olaraq, aşağı valentli metallar anodda yüksək valentli metal ionlarına oksidləşə bilər və onlar daha sonra üzvi birləşmələrin oksidləşməsində iştirak edirlər. Tipik olaraq, üzvi birləşmələr daxilində müəyyən funksional qruplar elektrokimyəvi aktivlik nümayiş etdirir. Elektrik sahəsinin təsiri altında bu funksional qrupların strukturu dəyişikliklərə məruz qalır, üzvi birləşmələrin kimyəvi xüsusiyyətlərini dəyişdirir, onların toksikliyini azaldır və bioloji parçalanma qabiliyyətini artırır.
Elektrokimyəvi oksidləşmə iki növə bölünə bilər: birbaşa oksidləşmə və dolayı oksidləşmə. Birbaşa oksidləşmə (birbaşa elektroliz) çirkləndirici maddələrin elektrodda oksidləşdirilməsi yolu ilə çirkab sularından birbaşa çıxarılmasını əhatə edir. Bu proses həm anod, həm də katod proseslərini əhatə edir. Anod prosesi çirkləndiricilərin anod səthində oksidləşməsini, onları daha az zəhərli maddələrə və ya daha bioloji parçalanan maddələrə çevirməsini və bununla da çirkləndiricilərin azaldılmasını və ya aradan qaldırılmasını əhatə edir. Katod prosesi katod səthində çirkləndiricilərin azaldılmasını əhatə edir və əsasən halogenləşdirilmiş karbohidrogenlərin azaldılması və çıxarılması, eləcə də ağır metalların bərpası üçün istifadə olunur.
Katod prosesi həmçinin elektrokimyəvi reduksiya adlandırıla bilər. Bu proses Cr6+ və Hg2+ kimi ağır metal ionlarını daha aşağı oksidləşmə dərəcələrinə endirmək üçün elektronların ötürülməsini əhatə edir. Bundan əlavə, xlorlu üzvi birləşmələri reduksiya edə, onları daha az zəhərli və ya zəhərli olmayan maddələrə çevirə və nəticədə onların bioloji parçalanma qabiliyyətini artıra bilər:
R-Cl + H+ + e → RH + Cl-
Dolayı oksidləşmə (dolayı elektroliz) çirkləndiriciləri daha az zəhərli maddələrə çevirmək üçün elektrokimyəvi yolla əmələ gələn oksidləşdirici və ya reduksiyaedici maddələrin reaktivlər və ya katalizatorlar kimi istifadəsini əhatə edir. Dolayı elektroliz daha sonra geri dönən və geri dönməyən proseslərə təsnif edilə bilər. Geri dönən proseslər (vasitəçiliklə elektrokimyəvi oksidləşmə) elektrokimyəvi proses zamanı redoks növlərinin bərpasını və təkrar emalını əhatə edir. Digər tərəfdən, geri dönməyən proseslər üzvi birləşmələri oksidləşdirmək üçün Cl2, xloratlar, hipoxloritlər, H2O2 və O3 kimi geri dönməyən elektrokimyəvi reaksiyalardan əmələ gələn maddələrdən istifadə edir. Geri dönməyən proseslər həmçinin siyanid, fenollar, COD (Kimyəvi Oksigen Tələbi) və S2- ionları kimi çirkləndiriciləri parçalamaq və aradan qaldırmaq üçün istifadə edilə bilən həll olmuş elektronlar, ·HO radikalları, ·HO2 radikalları (hidroperoksil radikalları) və ·O2- radikalları (superoksid anionları) da daxil olmaqla yüksək oksidləşdirici aralıq məhsullar yarada bilər və nəticədə onları zərərsiz maddələrə çevirir.
Birbaşa anod oksidləşmə zamanı aşağı reaktiv konsentrasiyaları kütlə ötürülməsi məhdudiyyətlərinə görə elektrokimyəvi səth reaksiyasını məhdudlaşdıra bilər, dolayı oksidləşmə prosesləri üçün isə bu məhdudiyyət mövcud deyil. Həm birbaşa, həm də dolayı oksidləşmə prosesləri zamanı H2 və ya O2 qazının əmələ gəlməsi ilə bağlı yan reaksiyalar baş verə bilər, lakin bu yan reaksiyalar elektrod materiallarının seçilməsi və potensial nəzarət vasitəsilə idarə oluna bilər.
Elektrokimyəvi oksidləşmənin yüksək üzvi konsentrasiyalara, mürəkkəb tərkiblərə, çoxsaylı odadavamlı maddələrə və yüksək rəngə malik çirkab sularının təmizlənməsi üçün təsirli olduğu aşkar edilmişdir. Elektrokimyəvi aktivliyə malik anodlardan istifadə etməklə, bu texnologiya yüksək oksidləşdirici hidroksil radikallarını səmərəli şəkildə yarada bilər. Bu proses davamlı üzvi çirkləndiricilərin toksik olmayan, bioloji parçalanan maddələrə parçalanmasına və onların karbon qazı və ya karbonat kimi birləşmələrə tam minerallaşmasına gətirib çıxarır.
Yazı vaxtı: 07 sentyabr 2023
