Con il progredire della ricerca, la tecnologia per il trattamento delle acque reflue industriali mediante microelettrolisi ferro-carbonio è diventata sempre più matura. La tecnologia della microelettrolisi sta acquisendo importanza nel trattamento delle acque reflue industriali più difficili da depurare e ha trovato ampia applicazione nella pratica ingegneristica.
Il principio della microelettrolisi è relativamente semplice: sfrutta la corrosione dei metalli per creare celle elettrochimiche per il trattamento delle acque reflue. Questo metodo utilizza rottami di ferro di scarto come materia prima, non richiedendo alcun consumo di energia elettrica, e incarna quindi il concetto di "trattare i rifiuti con i rifiuti". Nello specifico, nella colonna elettrolitica interna del processo di microelettrolisi, materiali come rottami di ferro di scarto e carbone attivo vengono spesso utilizzati come riempitivi. Attraverso reazioni chimiche, si generano forti ioni riducenti Fe2+, in grado di ridurre alcuni componenti delle acque reflue che possiedono proprietà ossidative.
Inoltre, l'Fe(OH)2 può essere utilizzato per la coagulazione nel trattamento delle acque e il carbone attivo possiede capacità di adsorbimento, rimuovendo efficacemente composti organici e microrganismi. Pertanto, la microelettrolisi prevede la generazione di una debole corrente elettrica attraverso una cella elettrochimica ferro-carbone, che stimola la crescita e il metabolismo dei microrganismi. Il principale vantaggio del metodo di trattamento delle acque tramite elettrolisi interna è che non consuma energia e può rimuovere simultaneamente vari inquinanti e coloranti dalle acque reflue, migliorando al contempo la biodegradabilità delle sostanze recalcitranti. La tecnologia di trattamento delle acque tramite microelettrolisi viene generalmente utilizzata come pretrattamento o metodo supplementare in combinazione con altre tecniche di trattamento delle acque per migliorare la trattabilità e la biodegradabilità delle acque reflue. Tuttavia, presenta anche degli svantaggi, i principali dei quali sono le velocità di reazione relativamente lente, il blocco del reattore e le difficoltà nel trattamento di acque reflue ad alta concentrazione.
Inizialmente, la tecnologia di microelettrolisi ferro-carbonio è stata applicata al trattamento delle acque reflue di tintura e stampa, ottenendo risultati positivi. Inoltre, sono state condotte numerose ricerche e applicazioni nel trattamento di acque reflue ricche di sostanza organica provenienti da cartiere, industrie farmaceutiche, cokerie, acque reflue organiche ad alta salinità, galvanostegia, industria petrolchimica, acque reflue contenenti pesticidi, nonché acque reflue contenenti arsenico e cianuro. Nel trattamento delle acque reflue organiche, la microelettrolisi non solo rimuove i composti organici, ma riduce anche il COD e migliora la biodegradabilità. Facilita la rimozione dei gruppi ossidativi nei composti organici attraverso adsorbimento, coagulazione, chelazione ed elettrodeposizione, creando condizioni favorevoli per un ulteriore trattamento.
Nelle applicazioni pratiche, la microelettrolisi ferro-carbonio ha dimostrato vantaggi significativi e prospettive promettenti. Tuttavia, problematiche come l'intasamento e la regolazione del pH limitano l'ulteriore sviluppo di questo processo. I professionisti del settore ambientale devono condurre ulteriori ricerche per creare condizioni più favorevoli all'applicazione della tecnologia di microelettrolisi ferro-carbonio nel trattamento di acque reflue industriali su larga scala.
Data di pubblicazione: 7 settembre 2023
