Design di un impianto di trattamento elettrochimico alimentato a pannelli solari per la rimozione di acido salicilico

Abstract

Le acque reflue sono un punto critico per l'ambiente e la disponibilità di risorse sul nostro pianeta. Per questo è fondamentale studiare trattamenti efficaci che raggiungano un duplice obiettivo: il riciclo e il riutilizzo dell'acqua e, dall'altro, la riduzione della contaminazione ambientale. Il problema, tuttavia, è l'alto costo della pianta e il consumo di energia di cui abbiamo bisogno per raggiungere una buona resa di trattamento. In questo lavoro, verrà mostrato un progetto il cui scopo è trattare una soluzione contenente due diverse concentrazioni di acido salicilico (10 mg/ L e 100 mg/ L) utilizzando una cella elettrochimica. Per aumentare la sostenibilità del processo, la cella riceve energia da un impianto solare ed è anche collegata a una batteria per accumulare energia e alimentarla alla cella durante le giornate notturne o nuvolose. Il progetto è composto da: - Parte sperimentale in cui due soluzioni sono state trattate in una cella elettrochimica in regime galvanostatico a diverse densità di corrente: lo scopo è analizzare come cambia la velocità di reazione in funzione di tale parametro e quanto è alto il rendimento in un determinato tempo. - La progettazione e lo studio di un impianto realizzato da una cella elettrochimica, una batteria e un impianto di pannelli solari. L'obiettivo è progettare un impianto in grado di lavorare minimizzando l'energia fornita dalla rete esterna. Con tutti questi dati è possibile valutare l'efficienza del nostro impianto e la possibilità di utilizzarlo per il trattamento delle acque reflue senza costi elevati e sprechi energetici.

Wastewaters are a critical point for the environment and the availability of resources on our planet. For this reason, it is crucial to study effective treatments that achieve a double goal: the recycling and reuse of water and, on the other side, reducing the contamination of the environment. The problem, however, is the high cost of the plant and the consume of energy that we need for reaching a good yield of treatment. In this work, it will be shown a project whose purpose is treating a solution containing two different concentrations of salicylic acid (10 mg/L and 100 mg/L) by using an electrochemical cell. To increase the process sustainability, the cell is receiving energy from a solar plant and it is also linked a battery to accumulate energy and feed it to the cell during the night or cloudy days. The project is composed by: - An experimental part where two solutions have been treated in an electrochemical cell in a galvanostatic regime at different current densities: the purpose is to analyse how the reaction rate changes as function of such parameter and how high is the yield in a set time. - The design and study of a plant made by an electrochemical cell, a battery, and a solar panel installation. The goal is to design a plant that can work minimising the energy provided by the external grid. With all these data, it is possible to evaluate the efficiency of our plant and the possibility of using it for the treatment of wastewaters without high costs and wasted energy.