Luận văn Thạc sĩ Kĩ thuật môi trường: Nghiên cứu khử một số màu nhuộm hoạt tính bằng phương pháp keo tụ điện hóa

2,421
384
92
26
2.3.1.4 Các ph
ản ứng phụ
Bên c
ạnh các sản phẩm sắt v
à nhôm hòa tan, các phản ứng điện hóa khác cũng
xu
ất hiện ở trong hệ thống điện hóa. Chúng bao gồm:
+ S hình thành hydro cathode theo công thc (5) (8).
+ pH tăng do sự hình thành các ion OH
-
hoc phn ng ca các ion/proton H
+
công thc (5) (6).
+ Quá trình kh kim loi xy ra cathode.
M
ột số nghiên cứu đã kết luận oxy cũng được sinh ra anode. Tuy nhiên,
không mãnh li
t và đóng vai tr
ò quan trọng trong hệ thống điện hóa như quá trình
hòa tan anode theo
định luật Faraday. Tuy nhiên, ở pH kiềm, điện cực anode sắt hòa
tan ít hơn so v
ới lượng sinh ra tính theo định luật Faraday, điều này cho thấy có các
ph
ản ứng khác xảy ra
trong đi
ều kiện này.
26 2.3.1.4 Các ph ản ứng phụ Bên c ạnh các sản phẩm sắt v à nhôm hòa tan, các phản ứng điện hóa khác cũng xu ất hiện ở trong hệ thống điện hóa. Chúng bao gồm: + Sự hình thành hydro ở cathode theo công thức (5) – (8). + pH tăng do sự hình thành các ion OH - hoặc phản ứng của các ion/proton H + công thức (5) – (6). + Quá trình khử kim loại xảy ra ở cathode. M ột số nghiên cứu đã kết luận oxy cũng được sinh ra ở anode. Tuy nhiên, nó không mãnh li ệ t và đóng vai tr ò quan trọng trong hệ thống điện hóa như quá trình hòa tan anode theo định luật Faraday. Tuy nhiên, ở pH kiềm, điện cực anode sắt hòa tan ít hơn so v ới lượng sinh ra tính theo định luật Faraday, điều này cho thấy có các ph ản ứng khác xảy ra trong đi ều kiện này.
27
2 4 6 8 10
-12
-10
-8
-6
-4
-2
2 4 6 8 10
0
-1
-2
-3
-4
-5
-6
-7
-8
Hình 2.5: N
ồng độ của sản phẩm thủy phân Fe
3+
và Al
3+
ở thế cân bằng với
hydroxit hòa tan ở cường độ ion Zero và 25
0
C
Trong h
ệ thống điện hóa có xảy ra quá tr
ình tuyển nổi, các bọt khí sinh ra mang
hi
ệu quả cao quá trình tách cặn r
a kh
ỏi dung dịch. Trong công nghệ tuyển nổi điện
hóa, các b
ọt khí O
2
đư
ợc sinh ra anode và H
2
cathode, trong khi trong keo tụ
đi
ện hóa chỉ có bọt khí H
2
t
ạo ra ở cathode. Hiệu quả của quá trình tuyển nổi ở keo
27 2 4 6 8 10 -12 -10 -8 -6 -4 -2 2 4 6 8 10 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 Hình 2.5: N ồng độ của sản phẩm thủy phân Fe 3+ và Al 3+ ở thế cân bằng với hydroxit hòa tan ở cường độ ion Zero và 25 0 C Trong h ệ thống điện hóa có xảy ra quá tr ình tuyển nổi, các bọt khí sinh ra mang hi ệu quả cao quá trình tách cặn r a kh ỏi dung dịch. Trong công nghệ tuyển nổi điện hóa, các b ọt khí O 2 đư ợc sinh ra ở anode và H 2 ở cathode, trong khi trong keo tụ đi ện hóa chỉ có bọt khí H 2 t ạo ra ở cathode. Hiệu quả của quá trình tuyển nổi ở keo
28
tụ điện hóa và tuyển nổi điện hóa phụ thuộ c vào kích thước bọt. Các bọt khí nhỏ
hơn có b
ề mặt tiếp xúc lớn để các cặn dính bám. Tuyển nổi điện hóa cho kích th
ước
b
ọt nhỏ hơn so với công nghệ tuyển nổi khí hòa tan (DAF). Đường kính trung bình
c
ủa bọt khí H
2
O
2
t
ạo ra trong phản ứng tuyển nổi điệ
n hóa t
khoảng 17 ÷ 50
µm, trong khí
ở hệ thống DAF là 48 ÷ 60 µm.
V
ật liệu l
àm điện cực, mật độ dòng pH cũng ảnh hưởng đến kích thước bọt.
B
ọt H
2
kích thư
ớc nhỏ nhất khi chúng được sinh môi trường pH trung tính
ho
ặc acid. Bảng điện cực bằng th
ép không g
ỉ cho kích thước bọt nhỏ nhất. Có nhiều
cu
ộc thảo luận về ảnh hưởng của mật độ
dòng lên kích th
ước bọt.
Moreno c
ộng
s
(Moreno cộng sự, 2006) nghiên c
ứu ảnh hưởng của mật độ dòng và điện cực
lên s
ự hình thành kích thước bọt sinh ra ở cathode. Thí nghiệm cho kết quả có một
ợng lớn H
2
sinh ra
ở cathode có thể được hòa tan vào dung dịch. Theo kết quả đó,
kích thước bọt phụ thuộc là tốc độ H
2
sinh ra, tốc độ tạo bọt và nồng độ khí hòa tan.
Ngư
ợc lại với keo tụ hóa học, quá trình xkeo tụ điện hóa làm tăng pH của
dung d
ịch khi môi tr
ường có pH acid, trung tính hoặc tính bazo yếu và giảm khi môi
trư
ờng tính bazo mạnh. Quá trình
thay đ
ổi pH trong phản ứng điện hóa ảnh
ởng bởi các loại hydroxit nhôm v
à sắt. môi trường pH rất thấp (pH =2), các
ch
ất kiềm sinh ra trong quá trình điện hóa không đủ để nâng pH dung dịch, trong
khi
ở pH = 3 hoặc cao h
ơn, pH của dung dịch sẽ tăng tron
g quá trình x
ử lý. Do nồng
độ ion hydromium tăng với hệ số 10 khi pH giảm từ pH = 3 xuống pH = 2. Khi pH
ban đ
ầu l
à môi trường kiềm cao (pH > 9), pH giảm do sự hình thành các phức sử
d
ụng các gốc OH
-
. T
ốc độ thay đổi pH và giá trpH ổn định cuối cùng ph
thu
ộc
vào b
ồng độ anion của dung dịch. Theo Trompette v
à Verhnes
(Trompette
Vergnes, 2009), pH tăng cao
dung dịch sulphate hơn dung dịch chloride do
sulphate có th
ể thay thế các Ion OH
-
đ
ể kết tủa v
à do đó lượng OH
-
đ
ể tạo th
ành các
ph
ức ít hơn.
Do ph
ản ứng điện hóa xảy ra bề mặt điện cực, nồng độ các sản phẩm sinh ra
trong ph
ản ứng cao h
ơn
ở bề mặt điện cực và gradient nồng độ giảm từ bề mặt đến
dung d
ịch, pH giảm vùng lân cận anode và ngược lại cathode. thể dẫn
28 tụ điện hóa và tuyển nổi điện hóa phụ thuộ c vào kích thước bọt. Các bọt khí nhỏ hơn có b ề mặt tiếp xúc lớn để các cặn dính bám. Tuyển nổi điện hóa cho kích th ước b ọt nhỏ hơn so với công nghệ tuyển nổi khí hòa tan (DAF). Đường kính trung bình c ủa bọt khí H 2 và O 2 t ạo ra trong phản ứng tuyển nổi điệ n hóa t ừ khoảng 17 ÷ 50 µm, trong khí ở hệ thống DAF là 48 ÷ 60 µm. V ật liệu l àm điện cực, mật độ dòng và pH cũng ảnh hưởng đến kích thước bọt. B ọt H 2 có kích thư ớc nhỏ nhất khi chúng được sinh ở ở môi trường pH trung tính ho ặc acid. Bảng điện cực bằng th ép không g ỉ cho kích thước bọt nhỏ nhất. Có nhiều cu ộc thảo luận về ảnh hưởng của mật độ dòng lên kích th ước bọt. Moreno và c ộng s ự (Moreno và cộng sự, 2006) nghiên c ứu ảnh hưởng của mật độ dòng và điện cực lên s ự hình thành kích thước bọt sinh ra ở cathode. Thí nghiệm cho kết quả có một lư ợng lớn H 2 sinh ra ở cathode có thể được hòa tan vào dung dịch. Theo kết quả đó, kích thước bọt phụ thuộc là tốc độ H 2 sinh ra, tốc độ tạo bọt và nồng độ khí hòa tan. Ngư ợc lại với keo tụ hóa học, quá trình xử lý keo tụ điện hóa làm tăng pH của dung d ịch khi môi tr ường có pH acid, trung tính hoặc tính bazo yếu và giảm khi môi trư ờng có tính bazo mạnh. Quá trình thay đ ổi pH trong phản ứng điện hóa ảnh hư ởng bởi các loại hydroxit nhôm v à sắt. Ở môi trường pH rất thấp (pH =2), các ch ất kiềm sinh ra trong quá trình điện hóa không đủ để nâng pH dung dịch, trong khi ở pH = 3 hoặc cao h ơn, pH của dung dịch sẽ tăng tron g quá trình x ử lý. Do nồng độ ion hydromium tăng với hệ số 10 khi pH giảm từ pH = 3 xuống pH = 2. Khi pH ban đ ầu l à môi trường kiềm cao (pH > 9), pH giảm do sự hình thành các phức sử d ụng các gốc OH - . T ốc độ thay đổi pH và giá trị pH ổn định cuối cùng phụ thu ộc vào b ồng độ anion của dung dịch. Theo Trompette v à Verhnes (Trompette và Vergnes, 2009), pH tăng cao ở dung dịch sulphate hơn ở dung dịch chloride do sulphate có th ể thay thế các Ion OH - đ ể kết tủa v à do đó lượng OH - đ ể tạo th ành các ph ức ít hơn. Do ph ản ứng điện hóa xảy ra ở bề mặt điện cực, nồng độ các sản phẩm sinh ra trong ph ản ứng cao h ơn ở bề mặt điện cực và gradient nồng độ giảm từ bề mặt đến dung d ịch, pH giảm ở vùng lân cận anode và ngược lại ở cathode. Nó có thể dẫn
29
đến sự kết tủa của các muối vô cơ ở bề mặt điện cực nếu độ hòa tan của chúng thay
đ
ổi theo khoảng pH, nh
ư quá trình kế
t t
ủa CaCO
3
trên cathode. N
ếu thế điện hóa
cathode
vùng giá trị cao, phản ứng khử trực tiếp của các cation kim loại thể
xu
ất hiện ở bề mặt cathode.
Me
n+
(dung d
ịch) + ne
-
→ Me
0
(r
ắn)
(9)
Có nhi
ều nghi
ên cứu về quá trình
lo
ại bỏ kim loại trong n
ước thải. Kết quả cho
th
ấy rằng, kim loại được loại bỏ hầu hết bởi quá trình keo tvà trkeo tụ. Tuy
nhiên, quá trình kh
các ion kim loại thể ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý.
Heidmann Calmono nghiên c
ứu hiệu suất loại bỏ Zn
2+
, Cu
2+
, Ni
2+
, Ag
+
Cr
6+
trong nư
ớc bằng phương pháp điện hóa. Kết quả Zn
2+
, Cu
2+
, Ni
2+
và Ag
+
đư
ợc loại
b
ỏ khỏi dung dịch bởi quá trình thủy phân và trợ keo tụ, trong khi đó Cr
6+
chuy
ển
thành Cr
3+
trư
ớc khi chúng kết tủa thành các hydoxit. Điều này cho
th
ấy rằng,
aluminium hòa tan ở cathode đóng vai trò làm lớp bọc bảo vệ cathode khỏi các kim
lo
ại khác. Với cathode bằng sắt hoặc điện cực trơ, lớp phủ thể với các kim loại
khác như Ni
2+
và Cu
2+
.
2.3.1.5 Các thông s
ố ảnh hưởng
Có nhi
ều thông số khác nhau
ảnh h
ư
ởng đến hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm trong
ớc thải bằng phương pháp điện hóa. Các thông số chính ảnh hưởng bao gồm:
- pH dung dch th ảnh hưởng đến s hình thành các hydroxit kim loi trong
dung dịch điện thế ca các cht keo. cũng nh hưởng đến s hòa tan đin
cc cathode làm bng aluminium.
- Mật độ dòng t l vi s lượng phn ứng điện hóa xy ra trên b mặt điện cc.
- Thi gian phn ng hoặc điện tích thêm vào trên một đơn vị th tích t l vi
lượng bông cn sinh ra trong h thống điện hóa các phn ng khác xy ra
trong h thng.
- Thế điện hóa quyết định loi phn ng xy ra trên b mặt điện cc.
- Nồng độ ô nhim nh hưởng đến hiu sut x lý.
- Nồng độ anion: như sulphate hoặc flouride, nh hưởng đến cu trúc ca hydroxit
bi vì chúng có th thay thế các ion hydroxit trong quá trình kết ta.
29 đến sự kết tủa của các muối vô cơ ở bề mặt điện cực nếu độ hòa tan của chúng thay đ ổi theo khoảng pH, nh ư quá trình kế t t ủa CaCO 3 trên cathode. N ếu thế điện hóa ở cathode ở vùng giá trị cao, phản ứng khử trực tiếp của các cation kim loại có thể xu ất hiện ở bề mặt cathode. Me n+ (dung d ịch) + ne - → Me 0 (r ắn) (9) Có nhi ều nghi ên cứu về quá trình lo ại bỏ kim loại trong n ước thải. Kết quả cho th ấy rằng, kim loại được loại bỏ hầu hết bởi quá trình keo tụ và trợ keo tụ. Tuy nhiên, quá trình kh ử các ion kim loại có thể ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý. Heidmann và Calmono nghiên c ứu hiệu suất loại bỏ Zn 2+ , Cu 2+ , Ni 2+ , Ag + và Cr 6+ trong nư ớc bằng phương pháp điện hóa. Kết quả Zn 2+ , Cu 2+ , Ni 2+ và Ag + đư ợc loại b ỏ khỏi dung dịch bởi quá trình thủy phân và trợ keo tụ, trong khi đó Cr 6+ chuy ển thành Cr 3+ trư ớc khi chúng kết tủa thành các hydoxit. Điều này cho th ấy rằng, aluminium hòa tan ở cathode đóng vai trò làm lớp bọc bảo vệ cathode khỏi các kim lo ại khác. Với cathode bằng sắt hoặc điện cực trơ, lớp phủ có thể với các kim loại khác như Ni 2+ và Cu 2+ . 2.3.1.5 Các thông s ố ảnh hưởng Có nhi ều thông số khác nhau ảnh h ư ởng đến hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm trong nư ớc thải bằng phương pháp điện hóa. Các thông số chính ảnh hưởng bao gồm: - pH dung dịch có thể ảnh hưởng đến sự hình thành các hydroxit kim loại trong dung dịch và điện thế của các chất keo. Nó cũng ảnh hưởng đến sự hòa tan điện cực cathode làm bằng aluminium. - Mật độ dòng tỷ lệ với số lượng phản ứng điện hóa xảy ra trên bề mặt điện cực. - Thời gian phản ứng hoặc điện tích thêm vào trên một đơn vị thể tích tỷ lệ với lượng bông cặn sinh ra trong hệ thống điện hóa và các phản ứng khác xảy ra trong hệ thống. - Thế điện hóa quyết định loại phản ứng xảy ra trên bề mặt điện cực. - Nồng độ ô nhiễm ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý. - Nồng độ anion: như sulphate hoặc flouride, ảnh hưởng đến cấu trúc của hydroxit bởi vì chúng có thể thay thế các ion hydroxit trong quá trình kết tủa.
30
- Nhiệt độ nh hưởng đến s hình thành cn, tốc độ phn ứng và độ dẫn điện. Ph
thuc vào nồng độ cht ô nhim, nhiệt đ tăng thể ảnh hưởng tích cc hoc
tiêu cc lên hiu sut x lý.
- Các thông s khác: như điều kin thy động và khoảng cách các điện cc, có th
ảnh hưởng đến hiu sut x lý và l
ư
ợng điện tiêu th.
a) pH dung d
ịch
pH dung d
ịch là một thông số chính trong phản ứng điện hóa. Nó ảnh hưởng đến
đ
dẫn điện của dung dịch, độ hòa tan điện cực,
các lo
ại hydroxit và thế điện hóa
c
ủa các chất ô nhiễm. Các cation, hydroxit sắt và nhôm làm cho các chất bẩn mất ổn
đ
ịnh. Các loại bông cặn keo tụ hiệu quả được hình thành trong môi trường pH acid,
trung tính ki
ềm yếu. môi trường kiềm cao Al(OH)
4-
Fe(OH)
4-
đư
ợc hình
thành, các ion này kh
ả năng kết tủa kém. Như
hình 2.4 đ
ã mô tả, Fe
3+
có vùng
pH ảnh hưởng lớn hơn Al
3+
cũng hiệu quả cao pH kiềm nhẹ. Các anion
c
ũng ảnh hưởng đến pH tối thích của quá trình keo tụ. Ảnh hưởng của pH nước lên
hi
ệu quả loại bỏ các chất dô nhiễm hầu hết đ
ược giải thích bởi các chế đã nêu
trư
ớc đây. Tuy nhiên, pH tăng trong quá trình điện hóa, làm cho thông số này thay
đ
ổi li
ên tục; do đó khóthể thực các nghiên cứu vềchế xảy ra trong hệ thống
đi
ện hóa.
pH th
ấp h
ơn 3, tốc độ giải phóng Al trong quá trình điện phân với hằng số điện
tích trên một đơn vị thể tích thấp hơn so với pH > 3. Quá trình hòa tan hóa học của
cathode nhôm xu
ất hiện với pH tăng đến một mức tại đó nhôm tạo phức. khả
năng dung d
ịch c
ó tính acid s
ẽ ức chế phản ứng này vì các ion hydroxit sinh ra dược
tiêu th
ụ bởi acid trong dung dịch. Ở pH acid, độ h
òa tan của các điện sực sắt đáng
k
ể thậm chí không có điện phân. Trong khi đó, sự oxy hóa Fe
2+
thành Fe
3+
ch
ỉ xảy
ra
ở pH > 5. Tốc độ h
òa
tan gi
ảm ở pH cao, do tốc độ ăn m
òn của sắt giảm môi
trư
ờng kiềm có mặt oxy vì lớp oxit trơ hình thành trên bmặt. Từ đó thấy rằng, pH
ban đ
ầu là một thông số chính để chọn keo tụ điện hóa hay keo tụ hóa học để xử
ớc.
30 - Nhiệt độ ảnh hưởng đến sự hình thành cặn, tốc độ phản ứng và độ dẫn điện. Phụ thuộc vào nồng độ chất ô nhiễm, nhiệt độ tăng có thể ảnh hưởng tích cực hoặc tiêu cực lên hiệu suất xử lý. - Các thông số khác: như điều kiện thủy động và khoảng cách các điện cực, có thể ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý và l ư ợng điện tiêu thụ. a) pH dung d ịch pH dung d ịch là một thông số chính trong phản ứng điện hóa. Nó ảnh hưởng đến đ ộ dẫn điện của dung dịch, độ hòa tan điện cực, các lo ại hydroxit và thế điện hóa c ủa các chất ô nhiễm. Các cation, hydroxit sắt và nhôm làm cho các chất bẩn mất ổn đ ịnh. Các loại bông cặn keo tụ hiệu quả được hình thành trong môi trường pH acid, trung tính và ki ềm yếu. Ở môi trường kiềm cao Al(OH) 4- và Fe(OH) 4- đư ợc hình thành, các ion này có kh ả năng kết tủa kém. Như hình 2.4 đ ã mô tả, Fe 3+ có vùng pH ảnh hưởng lớn hơn Al 3+ và cũng có hiệu quả cao ở pH kiềm nhẹ. Các anion c ũng ảnh hưởng đến pH tối thích của quá trình keo tụ. Ảnh hưởng của pH nước lên hi ệu quả loại bỏ các chất dô nhiễm hầu hết đ ược giải thích bởi các cơ chế đã nêu trư ớc đây. Tuy nhiên, pH tăng trong quá trình điện hóa, làm cho thông số này thay đ ổi li ên tục; do đó khó có thể thực các nghiên cứu về cơ chế xảy ra trong hệ thống đi ện hóa. Ở pH th ấp h ơn 3, tốc độ giải phóng Al trong quá trình điện phân với hằng số điện tích trên một đơn vị thể tích thấp hơn so với pH > 3. Quá trình hòa tan hóa học của cathode nhôm xu ất hiện với pH tăng đến một mức tại đó nhôm tạo phức. Có khả năng dung d ịch c ó tính acid s ẽ ức chế phản ứng này vì các ion hydroxit sinh ra dược tiêu th ụ bởi acid trong dung dịch. Ở pH acid, độ h òa tan của các điện sực sắt đáng k ể thậm chí không có điện phân. Trong khi đó, sự oxy hóa Fe 2+ thành Fe 3+ ch ỉ xảy ra ở pH > 5. Tốc độ h òa tan gi ảm ở pH cao, do tốc độ ăn m òn của sắt giảm ở môi trư ờng kiềm có mặt oxy vì lớp oxit trơ hình thành trên bề mặt. Từ đó thấy rằng, pH ban đ ầu là một thông số chính để chọn keo tụ điện hóa hay keo tụ hóa học để xử lý nư ớc.
31
vài chất ô nhiễm cần pH tối thích để xử chúng như photpho cation
kim lo
ại. Ảnh h
ưởng của pH ban đầu lên quá trình loại bỏ photphat từ nước thải
b
ằng điện hóa với điện cực sắt đã được nghiên cứu. Hiệu suất xử lý cao nhất ở pH =
3. pH
ớc thải tăng đến độ kiềm mạnh (pH = 10
÷ 12) trong quá trình x
lý, do
PO
4
3-
thay th
ế vị trí các ion OH
-
.
pH cao, tốc độ xử thấp do sự hình thành
Fe(OH)
4-
và n
ồng độ FePO
4
hòa tan cao.
Ở pH cao h
ơn, nhiều ion OH
-
hơn PO
4
3-
do
đó chúng chi
ếm ưu thế và FePO
4
hình thành ít h
ơn.
Như nhôm s
ắt, các cation kim loại khác cũng thể tạo thành hydroxit trong
môi trư
ờng nước. Hầu hết các hydroxit đhòa tan trong nước thấp và th
đư
ợc loại bỏ bởi quá trình keo tụ và trợ keo tụ trong hệ thống điện hóa. Hanay và
Hasar đ
ã nghiên cứu khả năng
lo
ại bỏ Cu
2+
, Mn
2+
Zn
2+
b
ằng điện cực nhôm.
Hi
ệu quả xử tăng khi pH ban đầu của nước thải tăng. Nghiên cứu cũng cho kêt
quả tương tự khi loại bỏ Co
2+
, As
5+
, Cu
2+
, Pb
2+
, Cd
2
,… Tuy nhiên, hiệu quả xử
Hg
2+
không b
ị ảnh hưởng đáng kể trong khoảng pH
= 3 ÷ 7.
b) M
ật
đ
ộ dòng điện và thời gian xử lý
M
ật độ dòng điện là thông số ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ của phản ứng điện
hóa x
ảy ra tr
ên bmặt của điện cực và cũng ảnh hưởng đến điện thế của điện
c
ực. Ở điện cực sắt và nhôm, phản ứng hòa tan là phản
ứng c
ơ bản, và các phản ứng
khác x
ảy ra không đáng kể mật độ d
òng thế điện cực thông thường khi dung
dịch có pH trung tính hay acid. Ở môi trường pH kiềm, tốc độ hòa tan của điện cực
s
ắt có thể thấp h
ơn giá trị tính được theo định luật Faraday, điều
này cho th
ấy có các
ph
ản ứng khác xảy ra ở anode trong điều kiện này.
Ch
ất keo tụ sinh ra bởi điện phân có thể đ
ược tính theo đinh luật Faraday khi biết
th
ời gian phản ứng và cường độ. Nồng độ keo tụ sinh qua bởi quá trình điện phân ở
anode t
ỷ lệ với l
ượng
đi
ện tích tr
ên một đơn vị thể tích (coulombs/ lít). Tuy nhiên,
t
ổng lượng keo tụ hòa tan cũng bao gồm quá trình hòa tan hóa học điện cực pH
th
ấp và quá trình hòa tan
kim lo
ại
ở điện cực cathode. Mật độ d
òng điện có vài ảnh
ởng đến sự hòa tan hóa học ở
đi
ện cực cathode, do nó ảnh hưởng đến tốc độ sinh
ra ion hydroxit
cathode.
Holt c
ộng sự
(2002) nghiên c
ứu quá trình hòa tan
31 Có vài chất ô nhiễm cần có pH tối thích để xử lý chúng như photpho và cation kim lo ại. Ảnh h ưởng của pH ban đầu lên quá trình loại bỏ photphat từ nước thải b ằng điện hóa với điện cực sắt đã được nghiên cứu. Hiệu suất xử lý cao nhất ở pH = 3. pH nư ớc thải tăng đến độ kiềm mạnh (pH = 10 ÷ 12) trong quá trình x ử lý, do PO 4 3- thay th ế vị trí các ion OH - . Ở pH cao, tốc độ xử lý thấp do sự hình thành Fe(OH) 4- và n ồng độ FePO 4 hòa tan cao. Ở pH cao h ơn, nhiều ion OH - hơn PO 4 3- do đó chúng chi ếm ưu thế và FePO 4 hình thành ít h ơn. Như nhôm và s ắt, các cation kim loại khác cũng có thể tạo thành hydroxit trong môi trư ờng nước. Hầu hết các hydroxit có độ hòa tan trong nước thấp và có thể đư ợc loại bỏ bởi quá trình keo tụ và trợ keo tụ trong hệ thống điện hóa. Hanay và Hasar đ ã nghiên cứu khả năng lo ại bỏ Cu 2+ , Mn 2+ và Zn 2+ b ằng điện cực nhôm. Hi ệu quả xử lý tăng khi pH ban đầu của nước thải tăng. Nghiên cứu cũng cho kêt quả tương tự khi loại bỏ Co 2+ , As 5+ , Cu 2+ , Pb 2+ , Cd 2 ,… Tuy nhiên, hiệu quả xử lý Hg 2+ không b ị ảnh hưởng đáng kể trong khoảng pH = 3 ÷ 7. b) M ật đ ộ dòng điện và thời gian xử lý M ật độ dòng điện là thông số ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ của phản ứng điện hóa x ảy ra tr ên bề mặt của điện cực và cũng có ảnh hưởng đến điện thế của điện c ực. Ở điện cực sắt và nhôm, phản ứng hòa tan là phản ứng c ơ bản, và các phản ứng khác x ảy ra không đáng kể ở mật độ d òng và thế điện cực thông thường khi dung dịch có pH trung tính hay acid. Ở môi trường pH kiềm, tốc độ hòa tan của điện cực s ắt có thể thấp h ơn giá trị tính được theo định luật Faraday, điều này cho th ấy có các ph ản ứng khác xảy ra ở anode trong điều kiện này. Ch ất keo tụ sinh ra bởi điện phân có thể đ ược tính theo đinh luật Faraday khi biết th ời gian phản ứng và cường độ. Nồng độ keo tụ sinh qua bởi quá trình điện phân ở anode t ỷ lệ với l ượng đi ện tích tr ên một đơn vị thể tích (coulombs/ lít). Tuy nhiên, t ổng lượng keo tụ hòa tan cũng bao gồm quá trình hòa tan hóa học điện cực ở pH th ấp và quá trình hòa tan kim lo ại ở điện cực cathode. Mật độ d òng điện có vài ảnh hư ởng đến sự hòa tan hóa học ở đi ện cực cathode, do nó ảnh hưởng đến tốc độ sinh ra ion hydroxit ở cathode. Holt và c ộng sự (2002) nghiên c ứu quá trình hòa tan
32
nhôm ở cathode trong buồng điện phân gồm điện cực anode bằng titan có phủ platin
và đi
ện cực cathode nhôm. Họ áp dụng hằng số điện tích tr
ên đơn vị thể tích (540
C/l) các m
ật động dòng khác nhau. Theo kết
qu
nghiên cứu, khi mật độ dòng
đi
ện
gi
ảm, l
ượng
nhôm sinh ra tăng. K
ết quả chỉ ra rằng thậm chí mật độ d
òng
th
ấp (nhỏ hơn
0.01 A/m
2
) v
ẫn xảy ra phản ứng hòa tan của điện cực cathode nếu pH
dung d
ịch không quá acid v
à do đó kết luận rằng lượng
nhôm sinh ra
ở cathode phụ
thu
ộc và thời gian phản ứng hơn lượng điện tích trên một đơn vị thể tích.
c) N
ồng độ anion
N
ồng độ anion trong dung dịch ảnh hưởng đến lớp điện tích kép điện cực
nhôm. Anion sulphate ch
ất cản trở ăn mòn và do đó làm giảm lượng cation k
im
lo
ại sinh ra. Clo lại phá vỡ lớp điện tích kép và làm cho quá trình ăn mòn xy ra
nhanh chóng.
Ảnh hưởng của các chất điện phân lên hiệu quả của hệ thống EC đã
được nghiên cứu để xử lý nước thải quá trình sản xuất sữa và quá trình hấp thụ mỡ
b
ằng điện c
ực nhôm với sự mặt của NaCl, Na
2
SO
4
, NH
4
Cl (NH
4
)
2
SO
4
. K
ết
qu
ả cho thấy, anion sulphate l
àm tăng lượng điện tích tiêu thvà làm cho điện hóa
có hi
ệu quả kém. Tỷ lệ [Cl
-
]/[SO
4
2-
] nên l
ớn hơn hoặc bằng 0.1 để đảm bảo lớp điện
tích kép b
ị phả vỡ.
Trompette và Vergnes (2009) k
ết luận
r
ằng nồng độ thể
ảnh
ởng
lên l
ớp điện tích kép, một vài loại muối có thể kết tủa ở bề mặt cathode nếu
n
ồng độ muối trong n
ước quá cao. Lớp phủ này làm tăng lượng điện tiêu thmột
cách đáng kể.
Hơn n
ữa, các anion
có th
ể thay thế các anion hydroxit trong quá tr
ình kết tủa, nó
ảnh hưởng đến tính chât của hydroxit và từ đó ảnh hưởng đến hiệu suất và điều
ki
ện tối
ưu của quá trình keo tụ. Sự cạnh tranh của các anion cũng ảnh hưởng trực
ti
ếp đến hiệu quả xử nếu c
ác ch
ất ô nhiễm là anion như fluoride hoặc photphat.
N
ồng độ ion sulphate ảnh h
ưởng đáng kể đến hiệu suất xử flourie do ion
fluoride có th
ể kết hợp với Al
3+
.
d) Nhi
ệt độ
Ảnh h
ưởng của nhiệt độ lên hiệu quả xử lý chất ô nhiễm bằng điện hóa đã được
nghiên c
ứu. Ảnh hưởng của nhiệt độ dung dịch lên hiệu quả xử lý Boron bằng điện
32 nhôm ở cathode trong buồng điện phân gồm điện cực anode bằng titan có phủ platin và đi ện cực cathode nhôm. Họ áp dụng hằng số điện tích tr ên đơn vị thể tích (540 C/l) và các m ật động dòng khác nhau. Theo kết qu ả nghiên cứu, khi mật độ dòng đi ện gi ảm, l ượng nhôm sinh ra tăng. K ết quả chỉ ra rằng thậm chí ở mật độ d òng th ấp (nhỏ hơn 0.01 A/m 2 ) v ẫn xảy ra phản ứng hòa tan của điện cực cathode nếu pH dung d ịch không quá acid v à do đó kết luận rằng lượng nhôm sinh ra ở cathode phụ thu ộc và thời gian phản ứng hơn lượng điện tích trên một đơn vị thể tích. c) N ồng độ anion N ồng độ anion trong dung dịch ảnh hưởng đến lớp điện tích kép ở điện cực nhôm. Anion sulphate là ch ất cản trở ăn mòn và do đó làm giảm lượng cation k im lo ại sinh ra. Clo lại phá vỡ lớp điện tích kép và làm cho quá trình ăn mòn xảy ra nhanh chóng. Ảnh hưởng của các chất điện phân lên hiệu quả của hệ thống EC đã được nghiên cứu để xử lý nước thải quá trình sản xuất sữa và quá trình hấp thụ mỡ b ằng điện c ực nhôm với sự có mặt của NaCl, Na 2 SO 4 , NH 4 Cl và (NH 4 ) 2 SO 4 . K ết qu ả cho thấy, anion sulphate l àm tăng lượng điện tích tiêu thụ và làm cho điện hóa có hi ệu quả kém. Tỷ lệ [Cl - ]/[SO 4 2- ] nên l ớn hơn hoặc bằng 0.1 để đảm bảo lớp điện tích kép b ị phả vỡ. Trompette và Vergnes (2009) k ết luận r ằng nồng độ có thể ảnh hư ởng lên l ớp điện tích kép, một vài loại muối có thể kết tủa ở bề mặt cathode nếu n ồng độ muối trong n ước quá cao. Lớp phủ này làm tăng lượng điện tiêu thụ một cách đáng kể. Hơn n ữa, các anion có th ể thay thế các anion hydroxit trong quá tr ình kết tủa, nó có ảnh hưởng đến tính chât của hydroxit và từ đó ảnh hưởng đến hiệu suất và điều ki ện tối ưu của quá trình keo tụ. Sự cạnh tranh của các anion cũng ảnh hưởng trực ti ếp đến hiệu quả xử lý nếu c ác ch ất ô nhiễm là anion như fluoride hoặc photphat. N ồng độ ion sulphate có ảnh h ưởng đáng kể đến hiệu suất xử lý flourie do ion fluoride có th ể kết hợp với Al 3+ . d) Nhi ệt độ Ảnh h ưởng của nhiệt độ lên hiệu quả xử lý chất ô nhiễm bằng điện hóa đã được nghiên c ứu. Ảnh hưởng của nhiệt độ dung dịch lên hiệu quả xử lý Boron bằng điện
33
hóa khoảng nhiệt độ 293 ÷ 333
0
K đã được nghiện cứu (Khaoula cộng sự,
2013). Khi nhi
ệt độ tăng từ 293
0
K lên 333
0
K, hi
ệu suất loại bỏ boron tăng từ 84%
lên 96%. Quá trình x
nước thải nhà máy giấy cho kết quả ngược lại, hiệu quả
lo
ại bỏ độ m
àu, COD Phenol giảm 10 ÷ 20% khi nhiệt độ tăng từ 293
0
K lên
333
0
K. Nghiên c
ứu ảnh hưởng của
nhi
ệt độ lên hiệu quả loại bỏ Photphat từ nước
th
ải bởi điện hóa trong khoảng nhiệt độ tr
ên hiệu quả xử thấp hơn 29%
293
0
K t
ỷ lệ thuận với nhiệt độ. Tác giả đã kết luận ở nhiệt độ thấp, độ hòa tan
c
ủa anode xảy ra ở tốc độ thấp. Bên cạnh đó, k
hi nhi
ệt độ quá cao, các hydroxit cấu
trúc l
ớn lơ lửng trong nước đóng trên bề mặt điện cực. Nhiệt độ tăng cũng làm làm
tăng đ
ộ hòa tan của nhôm. Tuy nhiên, nhiệt độ tăng có cả ảnh hưởng tốt và xấu lên
hi
ệu quả xử lý. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên hiệu suất x
phụ thuộc v
ào chế
lo
ại bỏ chất ô nhiễm.
2.3.2. Ưu nhược điểm của phương pháp keo tụ điện hóa
2.3.2.1 Nhược điểm của phương pháp keo tụ điện hóa
- Hin
ti rất ít đề tài nghiên cu v phương pháp nay, phụ kin phc v cho
ngành điện hóa để nghiên cu chưa có.
- Thiết
b điện hóa chưa có, đa số là thiết b ngoi nhp.
- Qui
mô điện hóa thường áp dng mô hình nh.
-
Thiết b điện cc của điện hóa hay b th động sau thi gian phn ng.
2.3.2.2 Ưu điểm của phương pháp keo t điện hóa
-
Tiết kiện điện tích xây dng, thi gian phn ng nhanh.
-
X lý hoàn toàn dng vết (các phương pháp khác rất khó thc hin)
-
D thao tác vn hành thiết b.
2.3.3 Xử lý n
ước thải bằng phương pháp
keo t
đi
ện hóa
2.3.3.1 M
ột số n
ước thải công nghiệp
33 hóa ở khoảng nhiệt độ 293 ÷ 333 0 K đã được nghiện cứu (Khaoula và cộng sự, 2013). Khi nhi ệt độ tăng từ 293 0 K lên 333 0 K, hi ệu suất loại bỏ boron tăng từ 84% lên 96%. Quá trình x ử lý nước thải nhà máy giấy cho kết quả ngược lại, hiệu quả lo ại bỏ độ m àu, COD và Phenol giảm 10 ÷ 20% khi nhiệt độ tăng từ 293 0 K lên 333 0 K. Nghiên c ứu ảnh hưởng của nhi ệt độ lên hiệu quả loại bỏ Photphat từ nước th ải bởi điện hóa trong khoảng nhiệt độ tr ên có hiệu quả xử lý thấp hơn 29% ở 293 0 K và t ỷ lệ thuận với nhiệt độ. Tác giả đã kết luận ở nhiệt độ thấp, độ hòa tan c ủa anode xảy ra ở tốc độ thấp. Bên cạnh đó, k hi nhi ệt độ quá cao, các hydroxit cấu trúc l ớn lơ lửng trong nước đóng trên bề mặt điện cực. Nhiệt độ tăng cũng làm làm tăng đ ộ hòa tan của nhôm. Tuy nhiên, nhiệt độ tăng có cả ảnh hưởng tốt và xấu lên hi ệu quả xử lý. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên hiệu suất x ử lý phụ thuộc v ào cơ chế lo ại bỏ chất ô nhiễm. 2.3.2. Ưu nhược điểm của phương pháp keo tụ điện hóa 2.3.2.1 Nhược điểm của phương pháp keo tụ điện hóa - Hiện tại rất ít đề tài nghiên cứu về phương pháp nay, phụ kiện phục vụ cho ngành điện hóa để nghiên cứu chưa có. - Thiết bị điện hóa chưa có, đa số là thiết bị ngoại nhập. - Qui mô điện hóa thường áp dụng ở mô hình nhỏ. - Thiết bị điện cực của điện hóa hay bị thụ động sau thời gian phản ứng. 2.3.2.2 Ưu điểm của phương pháp keo tụ điện hóa - Tiết kiện điện tích xây dựng, thời gian phản ứng nhanh. - Xử lý hoàn toàn ở dạng vết (các phương pháp khác rất khó thực hiện) - Dễ thao tác vận hành thiết bị. 2.3.3 Xử lý n ước thải bằng phương pháp keo t ụ đi ện hóa 2.3.3.1 M ột số n ước thải công nghiệp
34
-
Quá trình điện hóa được nghiên cứu ứng dụng vào lĩnh vực môi trường để xử
làm s
ạch n
ước nước thải, chủ
y
ếu l
à nước thải công nghiệp. Phương
pháp này có th
ể được ứng dụng để xử lý các hợp chất xyanua, thuốc nhuộm
azo, amin, andehyd, antraquinon...trong
ớc th
ải công nghiệp nhuộm, sản
xu
ất hóa chất bảo vệ thực vật, hóa dầu, công nghiệp giấy…
-
Trong quá trình oxi hóa
đi
ện hóa, các chất ô nhiễm hữu cơ độc hại, khó phân
h
ủy trong nước thải có thể phân rã hoàn toàn thành CO
2
, NH
3
, các ion vô
và nư
ớc, hoặc thành
các h
ợp chất đơn giản hơn không độc hoặc ít độc hơn,
d
ễ bị phân hủy sinh học hơn. Anod thường là các vật liệu không hòa tan điện
hóa (đi
ện cực thụ động), thông thường điện cực titan được phủ một lớp
kim lo
ại rất mỏng các kim loại quý như ruteni, rodi, p
latin, iridi, oxit chì,
thi
ếc,…
, và thùng đi
ện phân có thể có hoặc không có màng ngăn.
-
Chiang cộng sự (1997) đã pha chế loại nước thải chứa clotetraxyclin,
EDTA, lignin tanic axit, m
ỗi thảnh phần tải lượng COD là 2500 mg/l
(±200) đ
xử dụng l
àm nguyên liệu cho quá trình oxi hóa điện hóa. Thí
nghi
ệm tiến hành trong bình điện phân dung tích 600 ml với điện
c
ực anot là
titan ph
ủlớp dioxit ch
ì catot là tấm thép. Kết quả cho thấy, dùng sodium
clorua n
ồng độ
5000 mg/l v
ới mật độ
dòng
điện 7500 mA/cm
2
là ch
ất điện ly
t
ốt h
ơn dùng sodium sunfat hoặc sodium nitrat cùng nồng độvà mật độ
dòng. Ngoài ra, khả năng khử màu và COD được tăng lên khi tăng nồng độ
natri clorua m
ật độd
òng điện. Mức độ xử lý COD đạt được 92, 66, 79 và
89 tương
ứng với clotetraxyclin, EDTA, lignin và axit tanic khi s
d
ụng chất
đi
ện ly l
à natri clorua. EDTA không màu, nhưng độ
màu c
ủa
clotetraxyclin, lignin và axit tanic đ
ã giảm được 98, 95, 91 % tương ứng. Khi
phân tích đ
ộ độc bằng phép thử microtox đ
ã cho thấy quá trình oxi hóa
đ
ã
tác d
ụng giảm độ độc của các hợp chất hữu bền vững rất nhiều
Comninellis Pulgarin (1991) đ
ã đ
ánh giá hi
ệu quả của quá trình oxi hóa
đi
ện hóa khi
x
nước thải có chứa các hợp chất phenol. Thí nghiệm tiến
hành trong bình ph
ản ứng dung tích 600
ml
ởnhiệt độ 25
o
C. T
ất cả các
34 - Quá trình điện hóa được nghiên cứu ứng dụng vào lĩnh vực môi trường để xử lý làm s ạch n ước và nước thải, chủ y ếu l à nước thải công nghiệp. Phương pháp này có th ể được ứng dụng để xử lý các hợp chất xyanua, thuốc nhuộm azo, amin, andehyd, antraquinon...trong nư ớc th ải công nghiệp nhuộm, sản xu ất hóa chất bảo vệ thực vật, hóa dầu, công nghiệp giấy… - Trong quá trình oxi hóa đi ện hóa, các chất ô nhiễm hữu cơ độc hại, khó phân h ủy trong nước thải có thể phân rã hoàn toàn thành CO 2 , NH 3 , các ion vô cơ và nư ớc, hoặc thành các h ợp chất đơn giản hơn không độc hoặc ít độc hơn, d ễ bị phân hủy sinh học hơn. Anod thường là các vật liệu không hòa tan điện hóa (đi ện cực thụ động), thông thường là điện cực titan được phủ một lớp kim lo ại rất mỏng các kim loại quý như ruteni, rodi, p latin, iridi, oxit chì, thi ếc,… , và thùng đi ện phân có thể có hoặc không có màng ngăn. - Chiang và cộng sự (1997) đã pha chế loại nước thải chứa clotetraxyclin, EDTA, lignin và tanic axit, m ỗi thảnh phần có tải lượng COD là 2500 mg/l (±200) đ ể xử dụng l àm nguyên liệu cho quá trình oxi hóa điện hóa. Thí nghi ệm tiến hành trong bình điện phân dung tích 600 ml với điện c ực anot là titan ph ủlớp dioxit ch ì và catot là tấm thép. Kết quả cho thấy, dùng sodium clorua n ồng độ 5000 mg/l v ới mật độ dòng điện 7500 mA/cm 2 là ch ất điện ly t ốt h ơn dùng sodium sunfat hoặc sodium nitrat có cùng nồng độvà mật độ dòng. Ngoài ra, khả năng khử màu và COD được tăng lên khi tăng nồng độ natri clorua và m ật độd òng điện. Mức độ xử lý COD đạt được 92, 66, 79 và 89 tương ứng với clotetraxyclin, EDTA, lignin và axit tanic khi sử d ụng chất đi ện ly l à natri clorua. EDTA không có màu, nhưng độ màu c ủa clotetraxyclin, lignin và axit tanic đ ã giảm được 98, 95, 91 % tương ứng. Khi phân tích đ ộ độc bằng phép thử microtox đ ã cho thấy quá trình oxi hóa đ ã có tác d ụng giảm độ độc của các hợp chất hữu cơ bền vững rất nhiều Comninellis và Pulgarin (1991) đ ã đ ánh giá hi ệu quả của quá trình oxi hóa đi ện hóa khi x ử lý nước thải có chứa các hợp chất phenol. Thí nghiệm tiến hành trong bình ph ản ứng có dung tích 600 ml ởnhiệt độ 25 o C. T ất cả các
35
hợp chất phenol nhóm thế cacboxylic hoặc hydroxyl đều bị oxi hóa một
cách d
ễ d
àng trên điện cực platin và tạo thành các
anion phenolat cation
phenixium. T
ốc độ phân hủy các hợp chất hữu cơ tỉ lệ theo
dòng
điện trên
anot. Dòng anot khi x
ử dụng dung dịch kiềm nhận thấy cao h
ơn khi sửdụng
dung d
ịch axit. Trong số các hợp chất phenol thử
nghi
ệm, những hợp chất
phenol có nhóm đ
ịnh chức hydroxyl c
àng nhiều thì càng d
b
oxi hóa đi
ện
hóa.
2.3.3.2 Nư
ớc thải nhuộm
-
Theo nhà hóa h
ọc
Hattori c
ộng sự
(2003) dòng
điện một chiều sẽ phân
h
ủy thuốc nhuộm hòa tan, màu tím khi sdụng điện cực bằng kim ơng
ho
ặc platin. Thuốc nhuộm màu tím sẽ bị phân hũy trên bề mặt catod và trong
khi đó nh
ững phần chia nhỏ hơn sẽ
bi phân h
ũy thành những dạng đơn giản
có khối lượng phân tử nhỏ hơn trên bề mặt anod. Tốc độ nhạt màu cao nhất
khi s
d
ụng kim cương làm anod catod hơn khi sử dụng những chất
khác. Tuy nhiên, khi s
ử dụng những vật liệu khác l
àm điện cực thì tổng hàm
ợng cacbon hữu cũng giảm đi rất là nhanh chống. Acid acetic và acid
oxalic là s
ản phẩm trung gian của quá tr
ình, khí CO
2
là s
ản phẩm cuối c
ùng
ứng với s
ự giảm nồng độ acid oxalic.
-
Theo các nhà khoa h
ọc Nhật Bản đ
ã nghiên cứu hiệu quả của việc phân hủy
các hợp chất hữu bằng phương pháp điện hóa để xử nước thải chứa
thu
ốc nhuộm đ
ược nghiên cứu với anode PbO
2
. Phenol, Natri dodecyl sulfat
là nh
ững chất được chọn nghiên cứu chính. Và thuốc nhuộm màu tím được
ch
ọn nghi
ên cứu phân hủy bằng phương pháp
này, thông thư
ờng, m
àu sẽ mất
đi sau 1 gi
ờ điện phân
Vlyssides và Israilides (1998) đ
ã nghiên cứu ở cấp độ
th
nghi
ệm áp dụng quá tr
ình oxi hóa điện hóa để xử nước thải của nhà
máy d
ệt nhuộm ở
Thrace, Hy Lạp.
-
Titan/platin đư
ợc sử
d
ụng làm điện cực anot và thép không r304 được sử
d
ng làm đi
ện cực
atot. Các đi
ện cực được cung cấp dòng điện 20V và 50A.
Thùng đi
ện phân dung tích 5
lít, dùng bơm đ
cho dung d
ịch lưu chuyển
35 hợp chất phenol có nhóm thế cacboxylic hoặc hydroxyl đều bị oxi hóa một cách d ễ d àng trên điện cực platin và tạo thành các anion phenolat và cation phenixium. T ốc độ phân hủy các hợp chất hữu cơ tỉ lệ theo dòng điện trên anot. Dòng anot khi x ử dụng dung dịch kiềm nhận thấy cao h ơn khi sửdụng dung d ịch axit. Trong số các hợp chất phenol thử nghi ệm, những hợp chất phenol có nhóm đ ịnh chức hydroxyl c àng nhiều thì càng dễ b ị oxi hóa đi ện hóa. 2.3.3.2 Nư ớc thải nhuộm - Theo nhà hóa h ọc Hattori và c ộng sự (2003) dòng điện một chiều sẽ phân h ủy thuốc nhuộm hòa tan, màu tím khi sử dụng điện cực bằng kim cương ho ặc platin. Thuốc nhuộm màu tím sẽ bị phân hũy trên bề mặt catod và trong khi đó nh ững phần chia nhỏ hơn sẽ bi phân h ũy thành những dạng đơn giản có khối lượng phân tử nhỏ hơn trên bề mặt anod. Tốc độ nhạt màu cao nhất khi s ử d ụng kim cương làm anod và catod hơn là khi sử dụng những chất khác. Tuy nhiên, khi s ử dụng những vật liệu khác l àm điện cực thì tổng hàm lư ợng cacbon hữu cơ cũng giảm đi rất là nhanh chống. Acid acetic và acid oxalic là s ản phẩm trung gian của quá tr ình, khí CO 2 là s ản phẩm cuối c ùng ứng với s ự giảm nồng độ acid oxalic. - Theo các nhà khoa h ọc Nhật Bản đ ã nghiên cứu hiệu quả của việc phân hủy các hợp chất hữu cơ bằng phương pháp điện hóa để xử lý nước thải chứa thu ốc nhuộm đ ược nghiên cứu với anode PbO 2 . Phenol, Natri dodecyl sulfat là nh ững chất được chọn nghiên cứu chính. Và thuốc nhuộm màu tím được ch ọn nghi ên cứu phân hủy bằng phương pháp này, thông thư ờng, m àu sẽ mất đi sau 1 gi ờ điện phân Vlyssides và Israilides (1998) đ ã nghiên cứu ở cấp độ th ử nghi ệm áp dụng quá tr ình oxi hóa điện hóa để xử lý nước thải của nhà máy d ệt nhuộm ở Thrace, Hy Lạp. - Titan/platin đư ợc sử d ụng làm điện cực anot và thép không rỉ 304 được sử d ụ ng làm đi ện cực atot. Các đi ện cực được cung cấp dòng điện 20V và 50A. Thùng đi ện phân có dung tích 5 lít, dùng bơm đ ể cho dung d ịch lưu chuyển