Aspetti analitici nella purificazione elettrochimica di reflui ad alto COD

Lo studio di metodi alternativi o di sostegno a quelli classici di depurazione delle acque reflue ha trovato linfa vitale nelle nuove proposte di demolizione elettrochimica [1], che consentono non solo di ridurre [2] i valori di COD ma addirittura di abbatterli completamente previa ottimizzazione del processo. Diverse tipologie di molecole, quali glucosio [3-5] e quercetina [6], hanno risposto positivamente al trattamento elettro-ossidativo, fornendo un quadro analitico assai interessante. L’ottimizzazione del dispositivo in termini di geometria di cella e condizioni operative (pH, temperatura, densità di corrente e natura dell’elettrolita di supporto), va affiancato allo studio della diversa reattività del substrato iniziale e degli intermedi di reazione in funzione dei differenti materiali elettrodici. L’utilizzo dell’elettrodo di Ti/PbO2 ha fornito metaboliti differenti da quelli rivelati nel caso del Ti/Pt galvanico: le tecniche analitiche di tipo cromatografico hanno permesso di distinguere le diverse funzioni di questi materiali e di definire il loro campo di impiego in termini di elettro-sintesi o elettro-mineralizzazione. I siti attivi dei diversi elettrodi risultano, inoltre, sensibili alla presenza di un mediatore di ossidazione e, di conseguenza, influenzano il cammino degradativo seguito dal substrato. Il quadro analitico che si presenta è funzione di questi parametri e rappresenta un affascinante tentativo di comprensione e approfondimento dell’influenza delle variabili in gioco. Uno studio [3,4] effettuato mediante HPTLC, GC-MS, IC, HPLC ha permesso di ipotizzare il cammino di reazione del substrato iniziale durante la mineralizzazione e di caratterizzare i metaboliti durante la reazione elettro-ossidativa. Nel caso del glucosio, ad esempio, la formazione di prodotti aldarici è frequente su Ti/PbO2, mentre su Ti/Pt galvanico sembra preferita la produzione di intermedi aldonici. La mancanza di certezze circa l’eventuale interdipendenza delle variabili operative in gioco ha stimolato l’applicazione di metodi statistici dedicati all’analisi multivariata. L’impiego dell’algoritmo Simplex nella demolizione mediata del glucosio ha consentito di individuare le condizioni ottimali di processo [5], sia in termini di reattività iniziale, sia dal punto di vista dell’economicità del trattamento elettrochimico. Bibliografia [1] Ch. Comninellis, Electrochimica Acta, 1857, 39 ,1994 [2] M. Hamdi, Bioprocess Engineering, 209, 8, 1993 [3] F. Bonfatti, S. Ferro, F. Lavezzo, M. Malacarne, G. Lodi & A. De Battisti, J. Electrochem. Soc., 2175, 146(6), 1999. [4] F. Bonfatti, S. Ferro, F. Lavezzo, M. Malacarne, G. Lodi & A. De Battisti, J. Electrochem. Soc., submitted for pubblication [5] A. De Battisti, S. Ferro, F. Lavezzo, G. Lodi & S. Osti, Proceeding book of the “196th Meeting of The Electrochemical Society”, Honolulu, Hawaii, October 17-22, 1999 [6] M. Suman, Tesi di Laurea, A.A. 1996-97, Università degli Studi di Ferrar