L'elettrodialisi (ED) è un processo che utilizza una membrana semipermeabile e un campo elettrico a corrente continua per trasportare selettivamente particelle di soluto cariche (come gli ioni) da una soluzione. Questo processo di separazione concentra, diluisce, raffina e purifica le soluzioni allontanando i soluti carichi dall'acqua e da altri componenti non carichi. L'elettrodialisi si è evoluta in un'operazione chimica unitaria su larga scala e svolge un ruolo significativo nella tecnologia di separazione a membrana. Trova ampia applicazione in settori come la dissalazione chimica, la dissalazione dell'acqua di mare, l'industria alimentare e farmaceutica e il trattamento delle acque reflue. In alcune regioni, è diventata il metodo principale per la produzione di acqua potabile. Offre vantaggi quali basso consumo energetico, significativi benefici economici, semplice pretrattamento, apparecchiature durevoli, progettazione flessibile del sistema, facilità di funzionamento e manutenzione, processo pulito, basso consumo di prodotti chimici, inquinamento ambientale minimo, lunga durata del dispositivo ed elevati tassi di recupero dell'acqua (tipicamente compresi tra il 65% e l'80%).
Le tecniche di elettrodialisi più comuni includono l'elettrodeionizzazione (EDI), l'inversione dell'elettrodialisi (EDR), l'elettrodialisi con membrane liquide (EDLM), l'elettrodialisi ad alta temperatura, l'elettrodialisi a rulli, l'elettrodialisi a membrana bipolare e altre.
L'elettrodialisi può essere utilizzata per il trattamento di vari tipi di acque reflue, comprese quelle derivanti da processi di galvanica e quelle contaminate da metalli pesanti. Può essere impiegata per estrarre ioni metallici e altre sostanze dalle acque reflue, consentendo il recupero e il riutilizzo di acqua e risorse preziose, riducendo al contempo l'inquinamento e le emissioni. Studi hanno dimostrato che l'elettrodialisi può recuperare rame, zinco e persino ossidare Cr3+ a Cr6+ durante il trattamento delle soluzioni di passivazione nel processo di produzione del rame. Inoltre, l'elettrodialisi è stata combinata con lo scambio ionico per il recupero di metalli pesanti e acidi dalle acque reflue di decapaggio acido in applicazioni industriali. Dispositivi di elettrodialisi appositamente progettati, che utilizzano resine a scambio anionico e cationico come riempitivi, sono stati utilizzati per il trattamento delle acque reflue contenenti metalli pesanti, ottenendo un riciclo a circuito chiuso e uno scarico zero. L'elettrodialisi può essere applicata anche al trattamento di acque reflue alcaline e organiche.
Una ricerca condotta presso il Laboratorio Statale per il Controllo dell'Inquinamento e il Riutilizzo delle Risorse in Cina ha studiato il trattamento delle acque reflue di lavaggio alcalino contenenti gas di coda di clorazione con epossipropano mediante elettrolisi a membrana a scambio ionico. Con una tensione di elettrolisi di 5,0 V e un tempo di circolazione di 3 ore, il tasso di rimozione del COD dalle acque reflue ha raggiunto il 78% e il tasso di recupero degli alcali ha raggiunto il 73,55%, fungendo da efficace pretrattamento per le successive unità biochimiche. La tecnologia dell'elettrodialisi è stata utilizzata anche per trattare acque reflue ad alta concentrazione di acidi organici complessi, con concentrazioni comprese tra il 3% e il 15%, dalla Shandong Luhua Petrochemical Company. Questo metodo non produce residui o inquinamento secondario e la soluzione concentrata ottenuta contiene dal 20% al 40% di acido, che può essere riciclato e trattato, riducendo il contenuto di acido nelle acque reflue dallo 0,05% allo 0,3%. Inoltre, Sinopec Sichuan Petrochemical Company ha utilizzato un dispositivo di elettrodialisi specializzato per trattare le acque reflue condensate, raggiungendo una capacità di trattamento massima di 36 t/h, con un contenuto di nitrato di ammonio nell'acqua concentrata superiore al 20% e un tasso di recupero superiore al 96%. L'acqua dolce trattata presentava una frazione di massa di azoto ammoniacale ≤40 mg/L, conforme agli standard ambientali.
Data di pubblicazione: 07/09/2023
