È stata esaminata l’influenza della concentrazione di ossigeno disciolto. In particolare, sono state osservate maggiori efficienze di rimozione di Cu in condizioni di basso DO in quanto gli ioni di Fe(II) restano disciolti all’interno della soluzione e quindi possono sostituire gli ioni Cu presenti nei complessi CuEDTA. Infatti, elevate concentrazioni di DO hanno portato all’ossidazione del Fe(II) in Fe(III) che precipita facilmente come Fe(OH)3. Gli ioni di Fe(III) sono in grado di sostituire il Cu nei complessi CuEDTA solo in condizioni di pH molto acido (pH<4), inoltre un aumento di DO potrebbe inibire la riduzione catodica degli ioni Cu(II) \cite{wang2017}. Pertanto, in un processo ERPDD, è opportuno limitare l’ossidazione del Fe(II) in Fe(III) per migliorare la rimozione del Cu in acque reflue contenenti complessi CuEDTA.
Infine, è stato stimato il costo operativo del processo ERPDD e confrontato con il processo di sostituzione chimica/precipitazione (CRP). I principali parametri che influenzano l’analisi sono i costi dei materiali con cui sono costruiti gli elettrodi, il costo dei prodotti chimici e il costo dell’energia elettrica. Utilizzando un processo di ERPDD è stato stimato un risparmio dei costi totali tra il 60 e il 75%. Infatti, i processi ERPDD hanno riportato costi di 0,1 e 0,13 USD/mole di CU rimosso, relativamente ad un’intensità della corrente di 0,25 e 0,50 A. I costi del processo CRP sono risultati essere molto più alti, sistemi ferrosi e sistemi ferrici hanno rispettivamente presentato costi di 0,32 e 0,42 USD/mole di CU rimosso. Il risparmio è dovuto al basso consumo energetico, basso dosaggio di Fe necessario e al basso costo degli scarti di ferro utilizzati come anodi.
Conclusioni
Lo studio ha messo in evidenza come il processo elettrolitico EPRDD con scarti di ferro utilizzati come anodi sacrificali fornisca ottimi risultati per il trattamento delle acque reflue contenenti complessi CuEDTA. Gli ioni ferrosi elettrogenerati hanno mostrato un miglioramento dell’efficacia di rimozione di Cu dai complessi EDTA e una significativa riduzione dei tempi necessari ad una completa rimozione. Rispetto ai processi convenzionali, il pH della soluzione iniziale ha avuto un effetto trascurabile durante il processo a differenza della concentrazione di ossigeno disciolto che ha avuto un impatto significativo sulla rimozione di Cu.
Il principale vantaggio del processo EPRDD è rappresentato dai costi operativi. È stato riscontrato un risparmio di circa il 60 – 75%, rispetto ad un processo di sostituzione/precipitazione chimica (CRP), determinato dall’utilizzo di materiale ferroso poco costoso e da meccanismi di rimozione aggiuntivi non presenti nel processo CRP.
In conclusione, il trattamento elettrochimico con scarti di ferro come anodo sacrificale può avere un ruolo chiave nel futuro dei processi di trattamento delle acque reflue. Infatti, nell’ottica dell’economia circolare tale tecnologia consente il recupero di materiale di scarto da processi di lavorazione dei metalli con conseguente abbassamento dei costi operativi e allo stesso tempo consente il raggiungimento di elevate efficienze di rimozione dei metalli pesanti.