Кең мағынада электрохимиялық тотығу деп тотығу-тотықсыздану реакцияларының принциптеріне негізделген электродта болатын тікелей немесе жанама электрохимиялық реакцияларды қамтитын электрохимияның бүкіл процесін білдіреді. Бұл реакциялар ағынды сулардан ластаушы заттарды азайтуға немесе жоюға бағытталған.
Тар анықталған электрохимиялық тотығу анодтық процеске қатысты. Бұл процесте электролиттік ұяшыққа органикалық ерітінді немесе суспензия енгізіледі, ал тұрақты ток қолдану арқылы анодта электрондар бөлініп, органикалық қосылыстардың тотығуына әкеледі. Сонымен қатар, төмен валентті металдарды анодта жоғары валентті металл иондарына дейін тотықтыруға болады, олар кейіннен органикалық қосылыстардың тотығуына қатысады. Әдетте, органикалық қосылыстардағы белгілі бір функционалды топтар электрохимиялық белсенділік көрсетеді. Электр өрісінің әсерінен бұл функционалды топтардың құрылымы өзгерістерге ұшырап, органикалық қосылыстардың химиялық қасиеттерін өзгертеді, олардың уыттылығын төмендетеді және биоыдырағыштығын арттырады.
Электрохимиялық тотығуды екі түрге бөлуге болады: тура тотығу және жанама тотығу. Тікелей тотығу (тікелей электролиз) ағынды сулардан ластаушы заттарды электродта тотықтыру арқылы тікелей жоюды қамтиды. Бұл процесс анодтық және катодтық процестерді қамтиды. Анодтық процесс анод бетіндегі ластаушы заттардың тотығуын, оларды аз улы заттарға немесе биологиялық ыдырайтын заттарға айналдыруды, осылайша ластаушы заттарды азайтуды немесе жоюды қамтиды. Катодтық процесс катод бетіндегі ластаушы заттардың төмендеуін қамтиды және ең алдымен галогенді көмірсутектерді азайту және жою және ауыр металдарды қалпына келтіру үшін қолданылады.
Катодтық процесті электрохимиялық тотықсыздану деп те атауға болады. Ол Cr6+ және Hg2+ сияқты ауыр металл иондарын төменгі тотығу күйлеріне дейін төмендету үшін электрондарды тасымалдауды қамтиды. Сонымен қатар, ол хлорланған органикалық қосылыстарды азайтып, оларды азырақ улы немесе улы емес заттарға айналдыра алады, сайып келгенде, олардың биоыдырағыштығын арттырады:
R-Cl + H+ + e → RH + Cl-
Жанама тотығу (жанама электролиз) ластаушы заттарды аз улы заттарға айналдыру үшін реактивтер немесе катализаторлар ретінде электрохимиялық жолмен түзілетін тотықтырғыш немесе тотықсыздандырғыштарды қолдануды қамтиды. Жанама электролизді одан әрі қайтымды және қайтымсыз процестерге жіктеуге болады. Қайтымды процестер (делдалдық электрохимиялық тотығу) электрохимиялық процесс кезінде тотығу-тотықсыздану түрлерінің регенерациясын және қайта өңделуін қамтиды. Қайтымсыз процестер, керісінше, органикалық қосылыстарды тотықтыру үшін Cl2, хлораттар, гипохлориттер, H2O2 және O3 сияқты күшті тотықтырғыштар сияқты қайтымсыз электрохимиялық реакциялардан түзілетін заттарды пайдаланады. Қайтымсыз процестер сонымен қатар цианид, фенол, фенол сияқты ластаушы заттарды деградациялау және жою үшін пайдаланылуы мүмкін сольватталған электрондарды, ·H2O радикалдарын, ·H2O2 радикалдарын (гидропероксид радикалдарын) және ·O2- радикалдарын (супероксид аниондарын) қоса, жоғары тотығуға қабілетті аралық өнімдерді тудыруы мүмкін. COD (химиялық оттегіге сұраныс) және S2-иондары, сайып келгенде, оларды зиянсызға айналдырады. заттар.
Тікелей анодты тотығу жағдайында реакцияға түсетін заттардың төмен концентрациясы масса алмасу шектеулеріне байланысты электрохимиялық беттік реакцияны шектей алады, ал бұл шектеу жанама тотығу процестері үшін болмайды. Тікелей және жанама тотығу процестері кезінде H2 немесе O2 газының пайда болуымен байланысты жанама реакциялар болуы мүмкін, бірақ бұл жанама реакцияларды электрод материалдарын таңдау және потенциалды бақылау арқылы басқаруға болады.
Электрохимиялық тотығудың органикалық концентрациясы жоғары, құрамы күрделі, отқа төзімді заттардың көптігі және бояуы жоғары ағынды суларды тазарту үшін тиімді екені анықталды. Электрохимиялық белсенділігі бар анодтарды қолдану арқылы бұл технология жоғары тотығуға қабілетті гидроксил радикалдарын тиімді жасай алады. Бұл процесс тұрақты органикалық ластаушы заттардың улы емес, биологиялық ыдырайтын заттарға ыдырауына және олардың көмірқышқыл газы немесе карбонаттар сияқты қосылыстарға толық минералдануына әкеледі.
Жіберу уақыты: 07 қыркүйек 2023 ж
