Dal 28 al 31 Marzo 2021 si terrà in modalità telematica il Convegno NINE Congresso Internazionale sulle Applicazioni Innovative per l’ambiente mediante l’utilizzo delle Nanotecnologie.

NINE2021 mira a presentare i recenti progressi scientifici e tecnici nel campo dell’applicazione delle nanotecnologie per la protezione dell’ambiente e per la produzione di energia sostenibile.

A causa della pandemia Covid, la conferenza sarà svolta in modalità telematica e sarà strutturata in sessioni plenarie e presentazione di lavori selezionati.

 

La Stazione Sperimentale ha partecipato a tale selezione ed il lavoro dal titolo “Photocatalytic treatment of industrial wastewaters using structured photocatalysts” è stato scelto tra gli articoli che verranno presentati durante il convegno. Sarà l’ing. Daniela Caracciolo, coordinatore del dipartimento Tecnologie per l’Ambiente, a presentare i risultati ottenuti dal trattamento fotocatalitico delle acque reflue provenienti dagli impianti di depurazione consortili conciari. La fotocatalisi è il processo che permette, in presenza di un catalizzatore, di aumentare la velocità di una fotoreazione. La fotocatalisi eterogenea, in particolare, permette di accelerare reazioni di ossidazione radicalica di sostanze organiche sfruttando le caratteristiche di alcuni solidi semiconduttori denominati fotocatalizzatori.

Oggi la letteratura riporta migliaia di lavori che affrontano i molteplici aspetti della fotocatalisi e che prevedono l’uso di diverse tipologie di fotocatalizzatori. Tra questi il più studiato in assoluto è la titania (TiO2) per la sua elevata attività fotocatalitica, la stabilità chimica, la resistenza alla fotocorrosione e la non tossicità.

 

La titania è comunemente utilizzata in molte applicazioni concernenti la purificazione dell’aria da sostanze organiche e inorganiche, la deodorazione mediante decomposizione di gas tossici organici (tioli/mercaptani, aldeide formica e odori da crescite fungine), l’azione anti-nebbia, l’autopulizia dei materiali e l’uso di materiali cementizi fotocatalitici per l’abbattimento degli NOx.

Purtroppo, nell’ambito delle acque conciarie, si è notato il negativo effetto di cloruri e carbonati sull’attività e la difficoltà nel trattare soluzioni ad alto contenuto di inquinante.

 

Per questo motivo sono state investigate le proprietà di un altro promettente semiconduttore, l’ossido di Zinco, considerato un’ottima alternativa rispetto alla titania per via delle sue buone proprietà optoelettroniche, catalitiche e fotochimiche unite al suo basto costo, all’assenza di tossicità e alla buona biocompatibilità.

 

I trattamenti depurativi tradizionali possono essere schematizzati in quattro macrofasi:

 

–              Pretrattamento fisico-meccanico;

–              Trattamento primario o chimico-fisico;

–              Trattamento secondario o biologico;

–              Trattamento terziario eseguito solo per l’eliminazione di particolari inquinanti soprattutto inorganici;

–              Disinfestazione degli effluenti.

 

Tra i processi di ossidazione avanzata (AOP), che potrebbero sostituire i trattamenti terziari tradizionali, la fotocatalisi eterogenea è una potente tecnica alternativa per trattare le acque di scarico perché è in grado di mineralizzare molti composti organici attraverso la generazione di radicali idrossilici grazie alla presenza di un semiconduttore attivato da una sorgente luminosa. Sono stati riportati nel lavoro i risultati di numerose prove effettuate su acque reflue provenienti dall’industria conciaria in cui, oltre l’abbattimento del COD, mostra una quasi totale eliminazione della colorazione dal refluo trattato.

 

Nella prima fase della sperimentazione sono stati considerati due tipi di supporti, il polistirene ad elevata densità in forma di pellets e la silica gel granulare. Sui due diversi supporti è stato depositato l’ossido di zinco. Preliminarmente sono state effettuate prove fotocatalitiche in batch impiegando soluzioni modello contenente coloranti target (blu di metilene) oppure composti aromatici (fenolo) al fine di valutare l’efficienza del metodo di preparazione e stabilire il miglior supporto tra il polistirene in pellets ed il gel di silice. A partire da quest’ultimi risultati, sono state condotte prove di attività fotocatalitica su scarichi conciari diretti (prelevati a piè di fabbrica) e successivamente sui reflui trattati dagli impianti consortili industriali (ingresso al trattamento terziario e in uscita dalla sezione industriale).

L’attività è stata svolta in collaborazione con il prof. Vincenzo Vaiano del Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università degli studi di Salerno.

 

 

A cura dell’Ing. Daniela Caracciolo

Coordinatore del Dipartimento Tecnologie per l’Ambiente

 

 

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