Valutazione del trattamento di percolato di discarica tramite tecniche di elettro-ossidazione avanzata = Evaluation of landfill leachate treatment using advanced electro-oxidation techniques

In questo lavoro di tesi si è modellato un impianto per il trattamento delle acque dall’azienda CIDIU attraverso tecniche di elettrochimica avanzata. La CIDIU è una società municipalizzata che si occupa della raccolta e del trattamento di rifiuti di diversi comuni dell’area metropolitana di Torino. Per il trattamento delle acque d è ipotizzato un impianto costituititi da un elettrocoagulatore, un flocculatore, un sedimentatore, una colonna di filtrazione ed infine un sistema di elettrossidazione. In questo lavoro ci si è concentrati sul dimensionamento di un impianto per l’elettrossidazione, che permetta di andare ad ossidare la parte organica presente nelle acque da trattare. Per far ciò si è partiti da un’analisi della letteratura, in particolare si è effettuato uno scale-up di alcuni casi studi che trattano l’elettrossidazione del fenolo. Il fenolo è stato scelto come molecola di comparazione in quanto refrattaria e difficile da trattare rispetto ad altre componenti organiche. Per effettuare lo scale-up si è fatto riferimento alla portata media delle acque della CIDIU che è stata rapportata all’analisi del caso studio, ottenendo così un fattore di scala che è stato utilizzato per calcolare la superficie attiva necessaria nell’impianto. Una volta ottenuta la superficiale attiva si è fissata la dimensione degli elettrodi e si è così ottenuto il numero di canali necessari per effettuare il trattamento. Questo processo è stato applicato a diversi casi studio che utilizzano condizione operative (potenziale e densità di corrente) e materiali degli elettrodi diversi. Una volta ottenute le dimensioni necessarie per l’elettrossidatore è stato possibile andare ad utilizzare apparecchi disponibili in commercio per la progettazione dell'impianto. è statoquidni dimensionato anche l'elttrocoagulatore facendo riferimento a modelli di flow cells disponibili in commercio. A valle dell’elettrocoagulatore è necessario inserire un flocculatore in modo da permettere l’accrescimento dei fiocchi che si sono formarti nel processo elettrochimico. È stato quindi dimensionato un flocculatore circolare agitato meccanicamente. Successivamente è stato inserito un sedimentatore per andare ad effettuare la separazione dei fiocchi creati, ed infine una colonna di filtrazione per andare a rimuovere le particelle rimaste sospese. Per garantire il mantenimento della portata, soprattutto in seguito alle perdite di carico dovute alle flow cells (elettrocoagulatore ed elettrossidatore) è stata inserita una pompa peristaltica, più adatta all’applicazione studiata rispetto ad una pompa ad immersione. Una volta dimensionatiti tutti gli elementi è stato possibile andare a valutare i costi di realizzazione e mantenimento energetico dell’impianto. In particolare, si è valutato che l’impianto i ha un costo energetico di circa 422 kWh, per cui, considerando il costo attuale dell’energia elettrica si ricava che per il mantenimento in funzione dell’impianto siano necessari all’incirca 2.215.000,00 €/a. Un'altra analisi effettuata è stata quella dei costi spaziali, avendo dimensionato tutti gli elementi e garantendo una distanza di 1,5 m tra ognuno di essi per facilitare eventuali opere di manutenzione si è ottenuta uno spazio occupato di circa 105 m^2. Il lavoro di tesi presenta una possibile alternativa ai tradizionali impianti di trattamento delle acque. L’utilizzo delle tecniche elettrochimiche porta ad una maggior autonomia dell’impianto.