Descrizione del modulo "Trattamenti avanzati di ossidazione (TA.P07.002.006)"

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  • Descrizione del modulo "Trattamenti avanzati di ossidazione (TA.P07.002.006)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • I processi AOP sono impiegati anche per la rimozione di inquinanti organici presenti in risorse idriche destinate ad uso potabile. Pertanto, in termini di risposte a bisogni individuali e collettivi, le ricerche in quest'ambito sono importanti. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Processi di degradazione chimica avanzata (AOP) di inquinanti organici tossici difficilmente biodegradabili (POPs) che possono o procedere sino alla loro completa mineralizzazione o raggiungere uno stadio di degradazione cui corrisponde un aumento della loro biodegradabilità. Tra i vari processi AOP disponibili all'IRSA-Bari vengono studiati (i) il processo sequenziale che impiega radiazioni ultraviolette con acqua ossigenata e adsorbimento su carbone attivo per la bonifica di acque di falda di siti industriali contaminate da composti organici clorurati; (ii) l'utilizzo di semiconduttori nanostrutturati (principalmente ossido di titanio), depositati su supporti solidi ed inerti, in processi fotocatalitici per la degradazione di inquinanti organici in matrici acquose; (iii) trattamenti ossidativi, mediante ozono o radiazioni ultraviolette accoppiate ad acqua ossigenata, per la degradazione di composti organici recalcitranti in acque reflue industriali. Tali trattamenti sono sia di tipo \"polishing\" (ossia a valle di un trattamento biologico) sia \"integrati\" con un trattamento biologico. (literal)
Competenze
  • Conoscenza dei principi alla base dei trattamenti di depurazione ed in particolare dei processi di ossidazione, convenzionali ed avanzati, di inquinanti organici. Inoltre è elevato il grado di conoscenza delle varie metodologie strumentali-analitiche per l'identificazione dei sottoprodotti di reazione. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • I processi AOP sono impiegati per la rimozione di inquinanti organici biorecalcitranti da acque di scarico industriali consentendone l'eventuale riuso. L'impiego di nano-materiali può aumentare l'efficienza degli AOP. (literal)
Tecnologie
  • Sistemi sperimentali, su scala laboratorio e pilota, per trattamenti di ossidazione avanzata (ozono, UV/H2O2, UV/TiO2) di acque e reflui. Impiego di materiali nanostrutturati (supportati su fibre o superficie vetrose) come catalizzatori nei processi di fotocatalisi. (literal)
Obiettivi
  • Degradazione di inquinanti organici di difficile biodegradabilità, identificazione dei relativi sottoprodotti di reazione e loro tossicità rispetto agli inquinanti di partenza. Uso di nuovi materiali per la fotocatalisi; progettazione di reattori AOP più efficienti ed economici; identificazione di sottoprodotti di reazione. (literal)
Stato dell'arte
  • I trattamenti avanzati di ossidazione vengono normalmente impiegati per il trattamento di acque contaminate da inquinanti non biodegradabili a valle dei trattamenti biologici o prima di essi, nel caso in cui nel refluo vi sia un'elevata percentuale di inquinanti non biodegradabili. Tali tecnologie vengono realizzate mediante l'impiego e/o combinazione di ossidanti chimici (ozono, acqua ossigenata), radiazione ultravioletta e metalli (Fe, Mn) o catalizzatori metallici (TiO2). Si ottiene la produzione in soluzione acquosa di radicali idrossilici, una specie chimica instabile e fortemente ossidante, che consente la distruzione della maggior parte dei contaminanti organici fino anche alla loro mineralizzazione, se il processo viene condotto per un tempo sufficiente. Nei laboratori del CNR-IRSA queste tecnologie vengono anche sperimentate in maniera innovativa. Un primo esempio è costituito dall'integrazione dei trattamenti avanzati di ossidazione con i processi biologici al fine di (i) minimizzare la formazione dei sottoprodotti di degradazione che inevitabilmente si formano con il trattamento di ossidazione e (ii) contenere i costi di esercizio. (literal)
Tecniche di indagine
  • Utilizzo di tecniche di ossidazione combinate basate sull'impiego di ossidanti chimici, radiazione ultravioletta e catalizzatori di varia natura (in sospensione, di tipo nanostrutturato depositato su vari supporti) per l'ottimizzazione del processo di degradazione degli inquinanti organici oggetto dello studio. Utilizzo di tecniche cromatografiche accopiate a spettrometria di massa per l'identificazione di prodotti di degradazione di inquinanti organici durante processi di ossidazione. (literal)
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