Advanced Oxidation Processes for water disinfection

Nell’ultimo secolo sono state sviluppate e sfruttate una grande varietà di tecnologie per rispondere alle sfide legate all’approvvigionamento globale di acqua potabile. Le tecnologie convenzionali di trattamento delle acque destinate alla potabilizzazione presentano diversi possibili inconvenienti, tra cui la possibile formazione di sottoprodotti nocivi, che possono essere anche più tossici dei composti presenti in origine. Da qui la necessità di trovare percorsi alternativi come le tecnologie elettrochimiche. I processi elettrochimici di ossidazione avanzata (electrochemical Advanced Oxydation Processes) eAOP si basano sulla produzione in loco di radicali idrossilici, specie estremamente reattive che reagiscono in modo non selettivo con la maggior parte dei composti organici e sono in grado di degradare gli inquinanti. L'elevata efficienza, le condizioni operative moderate, la possibilità di automazione e la versatilità sono tra i principali aspetti positivi di queste tecnologie. La prima parte del lavoro è focalizzata sulla descrizione delle tecnologie convenzionali e dei metodi elettrochimici utilizzati in letteratura, sono presentati i diversi materiali elettrodici impiegati e i principali parametri che influenzano questi processi. In successione vengono analizzati i principi di progettazione dei reattori, le varie configurazioni reattoristiche utilizzate e la loro modellazione matematica. La letteratura scientifica è ricca di studi sperimentali che dimostrano l'efficacia dei trattamenti elettrochimici di ossidazione avanzata per la disinfezione dell'acqua, mentre sono pochi gli studi CFD sulla modellazione di tali reattori. Questo lavoro di tesi è stato perciò finalizzato alla progettazione e l’ottimizzazione di un reattore per la disinfezione di acque tramite CFD, analizzando le principali fisiche coinvolte.