Rimozione di arsenico da acque contaminate mediante elettrocoagulazione

The presence of arsenic in water is a well known problem of global concern. Because of its toxicity for humans and environment, a variety of treatment technologies, both industrial and household, has been developed over the years. One of the most interesting technologies in arsenic removal from water is electrocoagulation, based on the electrochemical principle according to which a potential applied to an aqueous solution can promote oxidation-reduction of the substances contained therein. In the case of our interest, this involves the formation of complexes between the arsenic present in the water and the materials that constitute the electrodes, which enter in solution in ionic form; the flakes resulting from the precipitation of these complexes are then separated by filtration. The present work has as its objective the study of the process of electrocoagulation to verify its applicability to the removal of arsenic from water and to assess its efficiency. The experiments conducted have the aim of identifying the most suitable materials for use as electrodes and the conditions that best benefit the process. The experimental tests are divided into two groups, depending on the level of pollution: test with water containing high concentrations of arsenic, typical of industrial waste and contaminated sites, and test with water containing low concentrations of arsenic, typical of groundwater. Finally, it was verified the applicability of the process to groundwater taken from wells in the province of Mantova, where the problem of arsenic pollution is strongly present.

La presenza di arsenico nelle acque è un problema noto da molti anni e diffuso a livello globale. A causa della sua tossicità per l’uomo e per l’ambiente sono stati sviluppati diversi metodi per l’abbattimento di questo inquinante, sia su scala industriale che domestica. Una delle tecnologie più interessanti nell’ambito della rimozione di arsenico dall’acqua è l’elettrocoagulazione, che si basa sul principio elettrochimico secondo cui un potenziale applicato ad una soluzione acquosa può favorire processi di ossido-riduzione delle sostanze in essa contenute. Nel caso di nostro interesse, questo comporta la formazione di complessi tra l’arsenico presente nell’acqua e i materiali che costituiscono gli elettrodi, che entrano in soluzione in forma ionica; i fiocchi derivanti dalla precipitazione di questi complessi vengono poi separati tramite filtrazione. Il presente lavoro di tesi ha come obiettivo lo studio del processo di elettrocoagulazione, per verificarne l’effettiva applicabilità alla rimozione di arsenico dall’acqua e valutarne l’efficienza. Gli esperimenti condotti hanno lo scopo di individuare i materiali più adatti da utilizzare come elettrodi e le condizioni che meglio favoriscono il processo. Le prove sperimentali sono divise in due gruppi, a seconda del grado di inquinamento: test con acque contenenti elevate concentrazioni di arsenico, tipiche di scarichi industriali e siti contaminati, e test con acque a bassi contenuti di arsenico, tipiche della falda. Infine si è verificata l’applicabilità del processo ad acque di falda prelevate da alcuni pozzi della provincia di Mantova, dove il problema dell’inquinamento da arsenico è fortemente presente.