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OR3: PROGETTAZIONE E SVILUPPO DELL'IMPIANTO FOTOCATALITICO
Attività 3.1: Preparazione e caratterizzazione di fotocatalizzatori strutturati
Per il processo di fotocatalisi solare, saranno sintetizzati fotocatalizzatori attivi in presenza di luce visibile ed immobilizzati su supporti trasparenti alla radiazione luminosa. Saranno quindi studiati diversi metodi di preparazione. Per il processo di foto-Fenton eterogeneo, saranno preparati fotocatalizzatori strutturati a base di ossidi di terre rare e metalli di transizione immobilizzati su supporti macroscopici ceramici e saranno studiati diversi metodi di preparazione. I fotocatalizzatori strutturati saranno caratterizzati dal punto di vista morfologico, strutturale e chimico-fisico mediante misure di porosità, UV-Vis DRS, Micro-RAMAN, TG-MS, XRF, XRD. Saranno svolte prove di attività fotocatalitica preliminari volte ad indagare l'efficacia dei fotocatalizzatori
strutturati preparati, nella rimozione di un contaminante modello aggiunto in acqua distillata. I test saranno effettuati in fotoreattori cilindrici in pyrex a letto fisso irradiati con lampade o diodi ad emissione luminosa aventi diversi spettri di emissione. Sarà valutata l'influenza di diversi parametri operativi e la formazione di composti che possano essere utilizzati per la produzione di energia. Saranno effettuate prove di foto-Fenton eterogeneo impiegando un reattore da laboratorio in acciaio ed irradiato internamente da una lampada con emissione UVC. Anche per le prove foto-Fenton sarà valutata l'influenza di diversi parametri operativi. A completamento di questa attività sarà predisposto un rapporto tecnico/scientifico sulla preparazione e
caratterizzazione chimico-fisica dei fotocatalizzatori strutturati.
Attività 3.2 Prove di trattamento dei reflui di estrazione mediante i processi di fotocatalisi eterogenea
Una volta selezionati i catalizzatori e individuate le condizioni operative ottimali rispetto alla rimozione del contaminante modello (Attività 3.1), i reattori da laboratorio di fotocatalisi e foto-Fenton saranno testati nel trattamento dei reflui di estrazione. L’obiettivo principale è quello di verificare le condizioni operative necessarie a rendere il refluo sufficientemente biodegradabile per il successivo processo biologico. Sarà importante verificare come e in che misura cambieranno i diversi parametri operativi (, rispetto alle prove sul contaminante modello, e se è possibile promuovere durante il processo fotocataltico la formazione di composti che possano essere utilizzati per la produzione di energia (Attività 3.1). I processi saranno monitorati rispetto alla tossicità e ad altri parametri ambientali. In base ai risultati ottenuti, si valuterà anche la possibilità di testare i processi di fotocatalisi come trattamento di affinamento (cioè come trattamento successivo al biologico). A completamento di questa attività sarà predisposto un articolo scientifico da sottoporre ad una rivista internazionale indicizzata per la possibile pubblicazione.
Attività 3.3 Progettazione e sviluppo degli impianti prototipali di fotocatalisi eterogenea
I risultati ottenuti dall’attività 3.2 consentiranno di progettare e sviluppare un impianto prototipale di foto-Fenton eterogeneo, in termini di forma e dimensioni del foto-reattore, tipo e caratteristiche della fonte luminosa. L’impianto prototipale di fotocatalisi solare è già disponibile presso il laboratorio di Ingegneria Sanitaria Ambientale dell’Università di Salerno, è stato utilizzato per prove foto catalitiche solari di trattamento di acque reflue urbane. La fase di sviluppo riguarderà la verifica funzionale del reattore solare con i nuovi catalizzatori sviluppati durante l’attività 3.1 e testati durante la 3.2, utilizzando i reflui di estrazione come matrice acquosa da trattare. I processi saranno monitorati rispetto alla tossicità e ad altri parametri ambientali. A completamento di questa attività sarà predisposto un rapporto tecnico/scientifico sulla progettazione e lo sviluppo dei reattori foto catalitici.