Benefici e Applicazioni dell’Elettrocoagulazione nelle Acque Reflue

L’elettrocoagulazione rappresenta una tecnica elettrochimica che sfrutta elettrodi come alluminio, ferro e zinco per generare ioni metallici che agiscono come coagulanti. Questo processo, introdotto a Londra nel 1889 per il trattamento delle acque reflue, trova oggi ampio impiego nel trattamento di acque industriali e reflue contenenti contaminanti di difficile rimozione con metodi convenzionali come filtrazione e trattamenti chimici.

Questo metodo risulta efficace nella rimozione di torbidità, metalli, oli, batteri e altri inquinanti presenti nell’acqua, offrendo un’alternativa sostenibile e efficiente ai tradizionali trattamenti chimici basati su additivi polimerici poco eco-friendly.

Meccanismo dell’Elettrocoagulazione

L’elettrocoagulazione si basa su processi elettrochimici di coagulazione e flottazione, che coinvolgono la dissoluzione metallica di un coagulante prodotto in loco da un anodo sacrificale. Questo processo porta alla destabilizzazione degli inquinanti presenti nelle acque reflue, contribuendo alla successiva rimozione degli stessi attraverso sedimentazione e flottazione.

All’anodo si verificano le due semireazioni di ossidazione:

2 H₂O → 4 H⁺ + O₂ + 4 e^–
4 OH^– → 2 H₂O + O₂ + 4 e^–
Al catodo avvengono le due semireazioni di riduzione:
2 H₂O + 2 e^– → 2 OH^– + H₂ ( in soluzione basica)
2 H₃O⁺ + 2 e^– → 2 H₂O + H₂ ( in soluzione acida)

Prendendo in esame un elettrodo di alluminio: le semireazioni che si verificano all’anodo sono:
Al → Al³⁺ + 3 e^–
Al³⁺ + 3  H₂O → Al(OH)₃ + 3 H⁺
al catodo in ambiente basico si forma lo ione tetraidrossoalluminato:
Al + 4 OH^– → [Al(OH)₄]^– + 3 e^–

Gli ioni di alluminio che si generano durante la dissoluzione elettrolitica dell’anodo sacrificale partecipano a reazioni chimiche prima di precipitare come idrossido di alluminio, che funge da flocculante. A seconda del pH, questi ioni possono formare Al(OH)2+ o Al(OH)2+. L’utilizzo del ferro come elettrodo comporta reazioni più complesse a causa dell’interazione tra i due ioni Fe+2 e Fe+3. In effetti, all’anodo si verificano le semireazioni di ossidazione:

Fe → Fe²⁺ + 2 e^–
Fe²⁺ → Fe³⁺ + 1 e^–

La scelta dei materiali per gli elettrodi, come ferro, alluminio, acciaio inossidabile, platino, titanio o grafite, dipende dagli obiettivi di depurazione e dall’efficacia richiesta nel processo.

Parametri e Funzionamento

I principali parametri che influenzano l’elettrocoagulazione includono la distanza tra gli elettrodi, la loro configurazione, il pH della soluzione, il tipo di elettrodi e la densità di corrente applicata. Quest’ultima gioca un ruolo fondamentale nel determinare l’efficacia del processo e nella rimozione dei contaminanti.

A basse densità di corrente, prevale la sedimentazione, mentre in presenza di densità maggiore si favorisce la flottazione. È importante considerare che il rapido consumo degli anodi sacrificabili può influire sull’efficacia complessiva del trattamento.

Per saperne di più sull’elettrocoagulazione e le sue applicazioni nel trattamento delle acque reflue, ti invitiamo a visitare il seguente link: Elettrocoagulazione – Chimica Mo.